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涂料技术

研究废聚酯醇解制备聚氨酯胶粘剂

时间:2011-08-03 11:25:54 来源: 作者:小辉 点击:
2.5原料配比和催化剂用量对醇解反应的影响

本研究选择原料配比为m(PET)∶m(乙二醇)∶m(丙三醇)=5∶7∶2,醇解过程选用乙酸锌为催化剂(降解效果较好且降解后产物颜色较浅)。在一定范围内催化剂用量的增加有利于缩短醇解时间,但用量超过一定范围时,醇解时间不再受影响,并且体系颜色加深。大量试验结果表明:当w(乙酸锌)=1%时(相对于PET质量而言),催化效果最好。

2.6反应温度和反应时间对醇解反应的影响

废PET的醇解反应是吸热过程,因此温度升高有利于反应进行,但温度过高时不仅导致混合醇的挥发,而且会引起副反应,使物料颜色变深。因此,试验时应严格保持温度在195~210℃之间,时间为3.5h。之后减压蒸出乙二醇、丙三醇,以获得较纯的对苯二甲酸乙二醇酯。在酯化反应初期,温度升高有利于小分子脱除,但由于体系中存在大量易挥发的酸酐,故过高的反应温度会使酸酐随生成的水带出,同时高温会使反应剧烈,难以控制。因此,在酯化初期,反应温度宜控制在140~150℃之间(此时反应生成单酯),反应60min后可逐步升温至酸酐的沸点温度(200℃)左右(此时生成双酯)。缩聚温度高有利于主反应快速进行,但也可能发生氧化裂解、脱羧和醚化等副反应,使酯化产物不纯,树脂颜色加深,故缩聚反应温度控制在190~210℃时较适宜。

2.7PU结构的FT-IR表征与分析

完全固化后PU胶膜的FT-IR曲线如图2所示。由图2可知:3354cm-1处是-NH的伸缩振动特征峰,2972cm-1处是-CH的伸缩振动特征峰;2137cm-1处无明显的吸收峰,说明游离的-NCO已基本上完全反应;1726cm-1处是-C=O的强伸缩振动特征峰,1540cm-1处是-N-H向外弯曲吸收峰和-C-N伸缩振动吸收峰,1231cm-1处是C-O的伸展峰,1085cm-1处是-C-O-伸缩振动峰。综上所述,PU的预期结构被成功合成。
 
图2

图2
 
2.8PU胶膜的热性能

PU胶膜的DSC曲线如图3所示。由图3可知:固化后胶膜的玻璃化转变温度(Tg)为-31℃,说明低的Tg的PU胶粘剂可确保其在低温条件下具有良好的柔韧性。
 
图3

图3
 
2.9PU胶粘剂的力学性能

不同配比对PU胶粘剂力学性能的影响如表1所示。由表1可知:当n(A组分)∶n(B组分)=1.30∶1时,胶粘剂的粘接效果最佳。
 
表1

表1
 
3结论

(1)废PET生产PU胶粘剂工艺合理,操作简单,投资少,有效降低成本,具备工业化生产条件。

(2)制备A组分时,反应温度为80℃,时间3h;制备B组分时,废PET醇解温度195~210℃(反应3.5h),酯化温度140~150℃(反应60min),缩聚温度190~210℃(反应30min);当n(A组分)∶n(B组分)=1.30∶1时,所得胶粘剂粘接效果最佳。

 
关键词: 研究聚酯制备
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