线型饱和聚酯与共聚酯的合成及性能研究

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本文在相同实验条件下,合成了含不同组成单元的线型饱和脂芳族均聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯,PET;聚对苯二甲酸丙二醇酯,PTT;聚对苯二甲酸丁二醇酯,PBT;聚间苯二甲酸乙二醇酯,PEI:聚萘二甲酸乙二醇酯,PEN)及含不同共聚组分的PET系共聚酯(含IPA的PEIT;含NDA的PENT以及含PEG的PEET),对比研究了它们的酯化及酯交换反应动力学、缩聚反应动力学,得到了相应的动力学参数(反应速度常数及反应活化能),具有较好的规律性,并从分子结构的角度进行了解释。说明随着脂肪二元醇中亚甲基数目的增加,都使得反应速度降低;随着芳香二酰基空间位阻的增大,也使得反应速度降低,反应活化能增大。其中,关于PTT合成的直接酯化和缩聚反应的动力学研究、关于PEI合成的酯化和缩聚反应动力学研究,关于PEN合成的酯化和缩聚反应动力学研究的结果(活化能数据),至今尚未见文献报道 对所得的均聚酯和共聚酯都进行了转变温度测试,并研究了它们的结晶性能和流变性能。结果指出,IPA的引入,破坏了PET大分子的规整性,使PEIT的玻璃化温度降低,熔点显著降低,冷结晶温度升高,当IPA含量达一定程度时,PEIT不再结晶;刚性较大的NDA的引入,使PENT的玻璃化温度和冷结晶温度都升高,熔点则降低;柔性PEG链的引入,使PEET的玻璃化温度和冷结晶温度都降低,熔点稍有降低。 用DSC法研究了均聚酯从熔体降温的等温结晶动力学和非等温结晶动力学,结果表明,PBT、PTT的结晶速度常数最大,PEN的结晶速度常数最小,PET的结晶速度常数介于它们之间,而PEI不结晶。这一结果与DSC法测得的均聚酯转变 四{!}大学博士学位论文2003届温度结果中Tc的变化规律是一致的。 用解偏振光法对共聚酷的结晶速度进行了研究,指出具有空间位阻的工PA和具有空间位阻并有更大刚性的NDA的引入,使共聚酷的结晶速度降低,且随添加量的增多,共聚醋的结晶速度降低越多。柔性PEG链的引入,使共聚酷的结晶速度加快,且随PEG含量增多,结晶速度加快越多。这一结果也与DsC法测得的共聚酷转变温度结果中Tc的变化规律是一致的。 流变性能的研究结果表明,PET、PTT、PBT的粘流活化能相近,含刚性蔡环的PEN的粘流活化能最大,PEI的粘流活化能则居中间。对于共聚酷来说,随着工PA、NDA含量的增加,PEIT、PE附的粘流活化能增大,PEET的粘流活化能随PEG含量和添加量而变,但受PEG的分子量的影响更明显。
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