超临界二氧化碳诱导聚碳酸酯结晶研究.pdfVIP

第五届全国超I临界流体技术学术及应用研讨会论文集 ——102 超临界二氧化碳诱导聚碳酸酯结晶的研究 王修云王涛 清华大学化学工程系(北京100084) 摘要：双酚A型聚碳酸酯(Pc)因为具有很多优良的性能，被广泛应用于电子电器、汽车制造等领域。 结晶性聚碳酸酯具有更好的力学性能、热变形温度和耐溶剂、耐化学腐蚀性。探寻调控Pc结晶度的方 法及其基本规律具有重要的意义。本论文对超临界cOz诱导Pc结晶的基本规律进行了研究。研究了超 临界co：的压力、温度条件及携带荆对Pc结晶度的影响。 关键词： 超临界，二氧化碳，聚碳酸酯，结晶，携带剂 引言 双酚A型聚碳酸酯(Pc)具有优良的透光性、较高的玻璃化温度良好的冲击韧性、抗蠕变性、电绝 缘性、耐候性、生理惰性、理想的可化学修饰性以及易于物理改性等一系列独特的优点，其应用范围迅 速拓展，已成为工程塑料中发展最快的品种。当聚碳酸酯结晶时，其熔点升高，强度增加，伸长率下降， 同时，其电绝缘性提高，溶解性和吸湿性减小，并且可以提高其热变形温度和耐溶剂性。 Pc在玻璃化温度以上保持6天才开始结晶，12天以后才结晶完成。研究者开始寻求PC结晶的其他途径， 如有机溶剂诱导结晶””1。但是，这些结晶方法都会在结晶后的PC中存在很高的溶剂残留，而且可能 存在对环境不友好的因素。 超临界cO。可以降低聚合物无定形区域的玻璃化温度，从而在较低温度下就能增大聚合物无定形区 域的自由体积，也就能提高原来被冻结的高分子链的流动性，使聚合物链段能够实现有规则排列，形成 境友好，无溶剂残留等优点。为了对超临界c仉处理的PC的结晶程度进行有效的调控，以获得满足特 了在scCO。及存在携带剂时诱导结晶Pc的结晶度的变化规律。 实验 本实验采用的是实验室自行设计的釜式反应装置，如图1所示。在反应器、分离器和缓冲罐的顶部 分别配有相对精度为0．4％的指针式压力表，用以测量系统中各处的压力。系统的压力通过背压调节阀 控制。反应器采用电加热夹套加热，温度控制精度为±1。C。反应器和分离器的温度都采用热电阻式温 479 度计测定，其测量精度为±l。1C。 为了避免Pc粘在反应器壁上或被污染，将PC置于铝皿中，再加入到反应器中。然后密封反应器。 再用cOz将反应器中的空气置换三次以上，确保反应器中空气被置换干净。在需要加入携带剂时，用注 射器将称量好的携带剂注入常压下的反应器中。然后，升温、加压，温度压力稳定后开始计时。实验完 毕后，关加热，使其自然降温；打开放气开关，让c0镬}分离器放出，由湿式气体流量计测定放出C02 的体积。实验完毕，取出Pc样品，放置10小时以上(充分释放其中COz)，等待分析。 instrumerts 利用示整扫描量热法(differentialscanningcalorimetry，DSC6200，Seikoinc．) 测定结晶聚合物的熔融曲线。从而可得样品的玻璃化温度L，熔点L以及熔融焓△‰。 Vent 图2-1超临界c02中聚碳酸酯结晶实验装置示意图 1 CO：高压输送泵：4缓冲罐：5背压调节阀 cO。钢瓶：2低温浴槽：3 HLPC计量泵 6反应器：7电磁搅拌：8阀：9分离器：10 聚合物的结晶度可由下式计算：P=删，／a,V：；其中，△联是样品的结晶度达到100％时的标准熔 i0．OkJ／kg”。。 融热。双酚A型聚碳酸酯的标准熔融热为i 实验使用的试剂都是分析纯，纯度均大于99％。用凝胶色谱测得原Pc样品的分子量为：Mn=24，870， 点，因此，样品为无定形态，并且不合结晶。其玻璃化温度T。为147．3。C。 结果和讨论 1．压力对Pc在scCO：中结晶性