基于PTT共聚酯的熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文考察了自制的PET—PTT和PBT—PTT無規(guī)嵌段共聚酯的熱穩(wěn)定性及熱降解產(chǎn)物。 利用熱失重儀研究了PET—PTT和PBT—PTT共聚酯在氮?dú)夂涂諝鈿夥罩械臒岱€(wěn)定性，并與相應(yīng)的均聚物進(jìn)行對(duì)照。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在氮?dú)鈿夥罩蠵ET、PTT及PET—PTT共聚酯只存在一個(gè)降解臺(tái)階，PET共聚酯的熱穩(wěn)定性介于PET和PTT之間，隨著PET鏈段含量的增加，共聚酯的熱穩(wěn)定性提高；而PBT—PTT共聚酯的熱穩(wěn)定性與PBT和PTT均聚物相當(dāng)，PBT

2、—PTT共聚酯之間的熱穩(wěn)定性也基本沒有差異。當(dāng)氣氛為空氣時(shí)所有樣品都存在兩個(gè)降解階段(第二臺(tái)階非常弱)，第一階段的降解行為與氮?dú)鈿夥罩械南嗤?，但各試樣在空氣氣氛中起始分解溫度都下降了?0℃(PBT，和PBT—PTT共聚酯下降了50多度)。推測這是由于空氣中的氧在第一階段起了催化劑的作用，第二階段為第一階段產(chǎn)物的進(jìn)一步氧化。采用Friedman和Chang法求算了PET—PTT和PBT—PTT體系在一定升溫速率下氮?dú)夂涂諝庵械慕到饣罨?/p>

3、和反應(yīng)級(jí)數(shù)。由Friedman法求得的試樣在空氣氣氛下降解第一階段的動(dòng)力學(xué)參數(shù)比其在氮?dú)鈿夥罩邢陆盗私?/2，Chang法求得的也有大幅下降(反應(yīng)速率增大)。 通過熱重紅外聯(lián)用研究了PET—PTT及PBT—PTT共聚酯的熱分解行為，由于用量的減少，各試樣的起始分解溫度較單一熱重法的結(jié)果下降了近15℃，但相對(duì)熱穩(wěn)定性的結(jié)果一致。不同組成的PET—PTT共聚酯的降解產(chǎn)物在紅外圖譜上的各特征吸收峰強(qiáng)度上存在差異，但峰位基本上相同。PE

4、T—PTT共聚酯的降解產(chǎn)物主要為CO2，含—C(=O)—O—C—、—O—CH2—CH2—O—、—O—CH2—CH2—CH2—O—基團(tuán)的芳香族化合物，并在降解過程中產(chǎn)生了少量的聯(lián)苯及三苯基物質(zhì)；與PET—PTT不同的是，在PBT—PTT體系中PBT鏈段中—O—CH2—CH2—CH2—CH2—O—結(jié)構(gòu)的亞甲基個(gè)數(shù)為四個(gè)，可以通過鍵的旋轉(zhuǎn)在該結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)。根據(jù)在2966 cm—1為處寬泛吸收峰，判斷其降解產(chǎn)物中同時(shí)存在著與碳碳雙鍵相連的亞

5、甲基C—H鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰及四氫呋喃中的C—H鍵的吸收峰。在PBT—PTT—15和PBT—PTT—30中都存在2966 cm—1附近的寬泛吸收峰，但在PBT—PTT—85觀察不到。但PBT—PTT共聚酯，降解產(chǎn)物都含有CO2，含有—C(=O)—O—C—、O—CH2—CH2—CH2—O—、O—CH2—CH2—CH2—CH2——O—基團(tuán)的芳香族化合物，及微量的聯(lián)苯及三苯基物質(zhì)。 采用裂解氣相質(zhì)譜(Py—GC/MS)研究了PET—P

6、TT共聚酯的瞬間裂解產(chǎn)物，根據(jù)產(chǎn)物推測了PET和PTT均聚物的裂解過程發(fā)生的主要反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)共聚酯在裂解過程中生成了不同于PET及PTT的產(chǎn)物，這應(yīng)該歸因于PET—PTT共聚酯中各鏈段序列長度較短。較短的序列長度也導(dǎo)致了PET—PTT共聚酯在裂解中產(chǎn)生了較PET和PTT更多的揮發(fā)性物質(zhì)。對(duì)于PBT—PTT共聚酯，PBT由于其鏈段單元中O—CH2—CH2—CH2—CH2—O結(jié)構(gòu)中含有四個(gè)亞甲基，可以通過鍵的旋轉(zhuǎn)在該結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)，因此

7、PBT在瞬間裂解下產(chǎn)生了1，2—丁二烯烴和四氫呋喃(與TG—FTIR的結(jié)果一致)。PBT—PTT共聚酯裂解中也生成了不同于PBT和PTT均聚物的裂解產(chǎn)物。此外在PBT—PTT共聚酯的研究中，發(fā)現(xiàn)了在PET—PTT共聚酯中沒有體現(xiàn)的一個(gè)特征，即PBT—PTT共聚酯中由于兩種鏈段單元交聯(lián)的存在，導(dǎo)致共聚酯的降解產(chǎn)物較其均聚物有很大差異，且隨著共聚酯大分子鏈中兩種不同鏈段交聯(lián)位置的增多，共聚酯降解產(chǎn)物的較均聚物的差異也更大。對(duì)于PET—PTT