废弃PET的醇解及基于醇解产物的磷系阻燃共聚酯的制备-材料物理与化学专业论文.docxVIP

东华大学硕士论文废弃 东华大学硕士论文 废弃 PET 的醇解及基于醇解产物的磷系阻燃共聚酯的制备 II II （1）采用乙二醇对废弃 PET 瓶片进行降解，研究了反应时间、 反应温度、催化剂用量和物料配比对废弃 PET 醇解程度和醇解产物 分子量的影响。结果表明，则当反应时间为 2.5h、催化剂醋酸锌用量 为 0.5%、反应温度在 190℃、m(EG):m(PET)=4 的条件下，醇解反应 进行较完全，醇解率达 90%以上。采用 FT-IR、DSC、MS 及 NMR 对重结晶后的醇解产物进行表征，分析表明醇解产物主要是 BHET。 （2）研究了阻燃剂的加入对两种聚合反应的影响，结果表明，阻 燃剂的加入均使聚合反应时间延长，缩聚温度降低，而对聚合产物分 子量影响不大。相对于 PTA 法，BHET 法因不经过酯化阶段，聚合 反应时间缩短。两种工艺制得的阻燃共聚酯特性黏度比较接近，说明 利用废弃 PET 醇解产物合成功能性阻燃共聚酯是可行的。 （3）采用 NMR、DSC、TGA、元素分析和极限氧指数法分别表 征了两种方法制备的阻燃共聚酯的化学组成及序列分布、热性能、热 稳定性、磷含量和极限氧指数。结果表明，阻燃剂单元均通过共聚引 入聚酯大分子链中，无规系数均小于 1，说明部分阻燃剂单元以短嵌 段的形式存在于大分子链中。与 PTA 法相比，BHET 法制得的阻燃 共聚酯中阻燃剂单元的无规系数更小。 与 PET 相比，阻燃剂单元的引入破坏了分子链的规整性，使阻 燃共聚酯的 Tg 和 Tm 下降，结晶度减小。相同磷含量的情况下（10 mg/g），BHET 和 PTA 法制备的阻燃共聚酯显示出相近的热性能参数， 说明两种聚合工艺得到的阻燃共聚酯结构类似。阻燃剂单元的加入均 使阻燃共聚酯的起始分解温度降低，最大热分解温度升高，样品热分 III III 解残余质量随着阻燃剂含量的增加而增加。相同磷含量的情况下（10 mg/g），通过 BHET 法和 PTA 法制备的阻燃共聚酯，其分解温度和 残炭量都比较接近。元素分析和 NMR 测定的阻燃共聚酯中磷含量与 理论值较接近，阻燃剂的引入使阻燃共聚酯的极限氧指数显著提高； 当阻燃共聚酯理论磷含量为 10 mg/g 时，两种方法制得的阻燃共聚酯 极限氧指数值均达 33%以上，使材料达到难燃的水平。 （4）对 BHET 法制得的磷含量为 10 mg/g 的分子内阻燃共聚酯 进行可纺性研究。结果表明，磷系阻燃共聚酯具有优良的可纺性，纺 丝速度为 600m/min 时基本无毛丝出现。探讨了阻燃共聚酯纤维的结 晶性能、力学性能和染色性能，结果表明，随着纤维拉伸倍数的提高， 其结晶度、取向度和断裂强度提高，但纤维的上染率下降。 关键词：废弃 PET；醇解；BHET；阻燃共聚酯；纺丝 PAGE PAGE VI GLYCOLYSIS OF WASTE PET AND PREPARATION OF PHOSPHOROUS FLAME RETARDANT COPOLYESTERS BASED ON GLYCOLYSIS PRODUCTS ABSTRACT Poly(ethylene terephthalate) (PET) has been widely used in the fields of fiber, plastic and film because of its excellent physical and chemical properties. However, PET is difficult to degrade under natural conditions, which occupies huge space and brings serious environmental pollution. Therefore, PET recycling has been attracted more and more attention. On the other hand, as a combustible material, the limiting oxygen index of PET is about 21%, which limits its application in many fields. Therefore, the study of flame retardant PET has also caused great attention. At present, there have been a lot of researches related to flame retardant PET. However, studies on preparation of flam