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以废PET 制备有光催化性的不饱和聚酯涂层性能研究 周晓谦 辽宁工程技术大学材料科学与工程系，辽宁阜新 (123000) E-mail ：zxq6558960@126.com 摘 要：以废PET 为原料制备了不饱和聚酯树脂，通过纳米TiO2 改性和苯乙烯的交联固化反应 得到不饱和聚酯漆涂层，研究了不同纳米TiO2 的添加量对涂层性能的影响，结果表明：纳米TiO2 的添加对涂层性能起到了增强作用，纳米TiO2 添加量为1.2 ％的涂层综合性能最佳,TiO2 的光催 化性在其添加量为聚酯清漆的0.9% ～1.5%时效果最为明显。 关键词：废PET ，纳米TiO2 ，光催化性能，不饱和聚酯 1. 引言 随着PET 产业的快速发展和广泛应用，每年都会产生大量的PET 废弃物，虽然它不会直接 对环境造成危害，但由于废弃物数目巨大且对大气和微生物试剂的抵抗性很强，因而从环境和 生态角度考虑，PET 废弃物已成为全球性的环境污染有机物。据英国专家[1]预测PET 的存在周 期为16-48 年，通过研究认为PET 在人体与动物体内的降解将持续30 年。聚酯瓶在湿度 45%-100% 、温度20℃的环境中存在30-40 年，其性能仅有50%的损失，相同条件下，聚酯胶片 可以存在90-100 年之久。因此聚酯废料的再资源化越来越受到各国的重视，它既可以节约了成 本又降低了废旧聚酯对环境的造成的危害，很多环境和化工工作者对此方面的研究颇感兴趣。 通过多元醇降解废聚酯是一个可行方法，本文利用废聚酯通过醇解、酯化、缩聚等步骤， 制得不饱和聚酯，通过向其中添加填料纳米TiO2 和交联剂苯乙烯制备不饱和聚酯漆并对漆膜的 相关性能进行了测试。由于纳米TiO2 被认为是目前最好的氧化物光催化剂，其抗腐蚀能力强， 对紫外线吸收效率较高[2] 。近年来采用纳米二氧化钛光催化剂和其他吸附剂组成的混合物除臭 已得到实际应用。气体吸附剂吸附的这些臭气经扩散与纳米二氧化钛接触,二氧化钛将气体氧化 分解后既不降低吸附剂的吸附活性，又解决二氧化钛对臭气吸附性较差的缺点，大大提高了臭 气的光降解效率[3] 。本研究考虑将其添加到不饱和聚酯漆中，制得一种新型复合聚酯漆，使其 在聚酯清漆原有性能的基础上，硬度、耐磨性、耐水性和耐蚀性等大幅度提高，并且使漆层具 有光催化性，达到杀菌除臭、净化空气的目的。 由于以废聚酯为原材料，不仅生产不饱和聚酯的原料方便获得，而且可以减少PET 废料对 环境的污染。又由于制得的漆膜含有纳米TiO2 具有净化空气、保护环境这一新性能，从而使聚 酯清漆的应用范围扩大，因此有着较高的研究价值和发展前景。 2. 实验方法 2.1 不饱和聚酯漆的制备 1 ）将经过鉴别的废聚酯进行清洗、干燥、粉碎。 2 ）醇解 将废PET 、乙二醇、丙三醇、二甘醇按照比例称量后加入到三口烧瓶中，再加入适量的催化 剂乙酸锌和抗氧剂连二亚硫酸钠，控制反应温度在195℃~200 ℃，恒温反应3.5 小时，得到端羟 基酯。 -1- 3 ）酯化和缩聚 加入适量的顺丁烯二酸酐，在真空度为93kPa 下，控制酯化温度在140℃~150 ℃之间，保温 60 分钟，缩聚温度保持在190℃~210 ℃之间，保温30 分钟，得到不饱和聚酯。 4 ）纳米TiO2 的制备[4] 将非离子表面活性剂TX-100 和助表面活性剂正己醇按比例混合，加入适量环己烷，混合均 匀呈透明稳定的微乳液体系。取50ml 该混合液分别加入3ml、1.4mol/L 的TiCl4 盐酸溶液及2.5ml 、 3.5mol/L 氨水，充分乳化和搅拌3h 后，体系呈白色半透明状，反应一段时间后离心分离，沉淀 物用丙酮— 乙醇混合液充分洗涤、离心分离，经干燥、煅烧、研磨得到纳米TiO2 。 5 ） 纳米TiO2 的添加方式 选择两种方案添加，方案一是在醇解前加入纳米 TiO2 ，方案二是在缩聚完成后加入纳米 TiO2 。加入纳米TiO2 的质量比依次0.3%、0.6%、0.9