亞臨界水中聚萘二甲酸乙二醇酯的解聚研究.pdf

1、本文利用微型熔融石英毛細管反應器(FSCR)研究了聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)在亞臨界水(SBW)中的解聚和催化解聚相態(tài)變化。同時利用間歇式高壓反應釜探索了PEN在SBW中的解聚和催化解聚反應。實驗采用氣相色譜(GC)、氣-質(zhì)聯(lián)譜(GC-MS)、高效液相色譜(HPLC)、液-質(zhì)聯(lián)譜(LC-MS)、傅立葉紅外光譜(FT-IR)以及拉曼光譜（Raman spectroscopy）對解聚后產(chǎn)物進行了定性與定量分析，考察反應條件對PEN解聚率及

2、解聚主產(chǎn)物2，6-萘二甲酸（2，6-NDA）和乙二醇(EG)產(chǎn)率的影響。根據(jù)PEN降解產(chǎn)物的組成并結合其相態(tài)變化，提出了PEN在SBW中的解聚及催化解聚機理。
　　在FSCR中研究了PEN在亞臨界水中的相態(tài)變化。實驗數(shù)據(jù)表明，PEN在有無催化劑條件下均隨著反應溫度的升高和反應的時間延長而逐漸熔融。在亞臨界水(250℃、260℃、270℃)中，PEN熔融小球隨著反應時間的延長逐漸溶于水中，最后完全溶于水中形成均相水溶液;催化劑Zn(

3、CH3COO)2的添加加快了熔融小球在水中的溶解速度，有效縮短了解聚反應的時間。FSCR體系中的相態(tài)由最初的固-汽-液三相轉變?yōu)槠?液兩相。在降溫過程中，2，6-NDA晶體從水中析出，隨著溫度的不斷降低晶體逐漸變大，數(shù)量增多。該相態(tài)變化為后期解聚反應條件的選擇以及解聚機理的分析提供了依據(jù)。
　　在投料比（水與PEN質(zhì)量比）為8.0-16.0，反應溫度240-280℃，反應壓力3.2-5.9 MPa，反應時間5-60 min的條件下

4、，研究了PEN在SBW中的解聚情況。研究結果表明，投料比對PEN解聚影響不大，而反應溫度和時間是影響PEN解聚的主要因素。在實驗考察范圍內(nèi)，較佳解聚反應條件為:投料比12.0，反應溫度280℃，反應時間45 min，此時PEN達到完全解聚，2，6-NDA和EG產(chǎn)率分別達到82.25％和77.08％。對實驗數(shù)據(jù)進行關聯(lián)，得出PEN在SBW中解聚反應活化能為92.56 kJ·mol-1。
　　在投料比為12.0，反應溫度220-250

5、℃、反應壓力2.1-3.9 MPa、反應時間5-60 min，催化劑(Zn(CH3COO)2)投加量0-0.04 g（0-4％）的條件下，研究了PEN在亞臨界水中的解聚情況。研究結果表明Zn(CH3COO)2的加入使PEN在亞臨界水中的解聚反應更易于進行。在實驗考察范圍內(nèi)，較佳的解聚反應條件為:投料比為12.0，Zn(CH3COO)2用量0.04 g，反應溫度250℃，反應時間60 min，PEN達到完全解聚，2，6-NDA和EG產(chǎn)率分