对苯二甲酸乙二醇甲氧基-1丙二醇共聚酯的合成与表征.PDF

第２９卷 第２期 应 用 化 学 Ｖｏｌ．２９Ｉｓｓ．２ ２０１２年２月 　　　　　　　ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹ　　　　　　　 Ｆｅｂ．２０１２ 对苯二甲酸乙二醇２甲氧基１，３丙二醇 共聚酯的合成与表征 ａ ａ ｂ ａ ａ 单玉华 　罗　娜 　丁永红　鲁墨弘　李明时 ａ ｂ （常州大学 江苏省精细石油化工重点实验室；材料科学与工程学院　常州２１３１６４） 摘　要　以源自甘油的２甲氧基１，３丙二醇（ＭＰＤ）代替１，３丙二醇，采用直接酯化法，合成了一系列不同配 比的对苯二甲酸（ＰＴＡ）乙二醇（ＥＧ）２甲氧基１，３丙二醇共聚酯ＰＥＴＰＭＴ（简称 ＰＥＭＴ），并对其进行表征。 用红外光谱、核磁共振研究了ＰＥＭＴ的结构和化学组成；用ＧＰＣ测定了不同配比ＰＥＭＴ的相对分子质量与相 对分子质量分布；乌氏粘度计测定了其粘度；用ＤＳＣ分析了其结晶性能。结果表明，共聚酯ＰＥＭＴ中ＰＭＴ链 段的实际接入量比投料的ＭＰＤ比例高。且ＰＥＭＴ的粘度明显高于ＰＥＴ的粘度。第三单体ＭＰＤ的引入，使共 聚酯ＰＥＭＴ的结晶性能下降。ＭＰＤ与ＰＴＡ的投料摩尔比小于０４时，共聚酯ＰＥＭＴ的结晶与熔融行为类似于 ＰＥＴ。所合成共聚酯ＰＥＭＴ４０（实际ｎ（ＰＭＴ）∶ｎ（ＰＥＴ）＝２４∶７６）其质均相对分子质量（Ｍ ）为５０２１６、特性粘度 ｗ （）为０４５８ｄＬ／ｇ、玻璃化转变温度（Ｔ）为６８３２℃、熔点（Ｔ）为２１１０７℃。当ＭＰＤ与ＰＴＡ的投料摩尔比 η ｇ ｍ 大于０６时，共聚酯为无定形共聚物。 关键词　共聚酯，甲氧基丙二醇，乙二醇，对苯二甲酸，表征 中图分类号：Ｏ６３３．１　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１００００５１８（２０１２）０２０１４９０６ ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０９５．２０１２．００１２４ 聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）广泛用于纤维、薄膜、工程塑料和聚酯瓶等方面。为改善其弹性、拉 ［１１６］ 伸回弹性、染色性以及抗皱性能，国内外采用共聚或共混方法对其进行了大量的研究 ，较为理想的 方法是引人第三单体 １，３丙二醇或 １，４丁二醇，尤其是引入 １，３丙二醇为第三单体的共聚酯，在近 ［１７］ ［１６］ １０年来因其具有优异的使用性能而倍受关注 。邹汉涛等 的研究表明，由对苯二甲酸与乙二醇和 １，３丙二醇共聚所得的共聚酯（ＰＥＴＴ）表现出相对ＰＥＴ、聚对苯二甲酸丙二醇酯（ＰＴＴ）纤维以及纯棉织 物更为优异的性能。如ＰＥＴＴ在纤维卷曲性、沸水收缩性、强度方面要优于ＰＴＴ，而在弹性、拉伸回弹性、 染色性以及抗皱恢复性能等方面要比ＰＥＴ和纯棉织物好。然而，所使用的第三单体１，３丙二醇价格相 对昂贵，且其规模化生产技术主要掌握在德固赛、壳牌和杜邦三家公司手里，已成为严重制约我国ＰＴＴ ［１８］ 产业发展的瓶颈 。 近年来，植物油酯交换法制备生物柴油过程副产大量甘油。以甘油为原料，合成六元环缩醛［１９２０］， 再通过甲基化与水解可以很容易地得到２甲氧基１，３丙二醇（ＭＰＤ）。本研究以ＭＰＤ代替 １，３丙二 醇，通过直接酯化法合成了对苯二甲酸乙二醇（ＥＧ）ＭＰＤ共聚酯 ＰＥＴＰＭＴ（简称 ＰＥＭＴ）（反应式如 Ｓｃｈｅｍｅ１所示），并对该共聚酯的性能进行测定与表征。这为可再生资源甘油在聚酯材料中的应用打下 Ｓｃｈｅｍｅ１　Ｓｙｎｔｈｅ