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聚碳酸酯的增塑与可控解聚及缩聚的研究

张仁波  
【摘要】:本文的目标是提高聚碳酸酯(PC)的加工流动性,将其加工温度降到200℃以下同时保留较好力学性能,从而应用于特定领域。本文分别从“外增塑”和“内增塑”的方式出发而进行相关研究,主要研究内容和结果如下: (1)增塑剂可大幅提高PC熔体流动性,PC和PC/乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)(50/5)在设定温度200℃下的平衡转矩分别为16.1~16.8和6.1~6.3;ATBC wt%=5、10、15和20时Tg分别下降了约27℃、49℃、71℃和85℃以上;随着ATBC含量提高,PC/ATBC的热失重曲线逐渐出现微量水分子的失重区间,且ATBC的起始失重温度向低温移动了;纯PC的MFR(260℃/1.2kg)=5.1,而PC/ATBC(85/15)的MFR(210℃/1.2kg)=8.4且MFR(190℃/1.2kg)=2.6,ATBC wt%≥15%时能够将加工温度降到200℃(以下);PC/ATBC的表观黏度随切变速率提高而先增加后趋于平稳;ATBC wt%≥20%力学性能大幅下降;ATBC的最佳用量为15%,加工温度降到200℃以下且力学性能保持率在70%以上。 (2)采用醇解法(溶剂中)对PC的可控解聚进行研究,结果表明:少量催化剂(0.2%)即可较大提高解聚程度,NaOH的催化效率比Zn(Ac)2高;正交试验可得影响解聚程度的各因素主次顺序为(A)反应温度(B)反应时间(C)乙二醇用量(D)催化剂用量;因素A和因素B对试验结果有显著影响,而因素C和因素D对试验结果没有显著影响;醇解产物的红外光谱图中出现了明显的—OH吸收峰,而且解聚程度越大,A-OH/A3045越大;醇解产物的热稳定性比PC差,Tg值比PC小。 (3)采用高温水解法(无溶剂)对PC的可控解聚进行研究,结果表明:无水无碱下产物Tg值下降不到1℃;有水无碱下产物Tg值下降了约2.3℃;有碱无水下产物Tg值下降7℃以上,出现交联副产物;有碱有水下产物Tg值下降27℃以上。 (4)采用溶液聚合法对缩聚条件进行研究,结果表明:缩聚物的分子量随三乙胺用量的增加而先增大后减小,最佳用量为三乙胺/BPA(摩尔比)=2.0-2.2;己二酰氯的最佳用量为己二酰氯/BPA(摩尔比)=1.00-1.02,所得缩聚物的分解温度超过300℃,Tg值约为39℃-43℃;当物料配比相同时,在较高温度下进行缩聚反应有利于提高聚酯分子量;缩聚物的分子量随反应时间延长而先增大后减小,最佳反应时间为3h。


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