分子鏈排列有序的聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法。特別是一種分子鏈排列有序的聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚對苯二甲酸乙二醇酯是一種半結(jié)晶熱塑性聚酯，由于含有剛性苯環(huán)，其熔融溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，具有良好的耐熱性能，抗蠕變性能，耐疲勞性能，耐摩擦性能，電絕緣性能以及耐化學(xué)藥品性能等，被廣泛用于合成纖維，薄膜，工程塑料，醫(yī)藥和日用品等領(lǐng)域。然而由于剛性苯環(huán)的存在，PET的結(jié)晶速率緩慢，加工成型周期長，限制了其在工程塑料方面的應(yīng)用，因此針對PET結(jié)晶的改性成為了 PET的一大課題。PET結(jié)晶區(qū)域主要以鏈排列有序的反式結(jié)構(gòu)存在，在非結(jié)晶區(qū)域和無定形區(qū)域主要以鏈排列無規(guī)的卷曲狀旁氏結(jié)構(gòu)存在。提高PET結(jié)晶行為常用的方法是添加結(jié)晶成核劑和促進(jìn)劑。成核劑改善PET的結(jié)晶性能，主要通過起到異相成核的作用。PET成核劑的研宄已經(jīng)成為了 PET研發(fā)十分關(guān)鍵的課題。常見的成核劑有二氧化硅，滑石粉，蒙脫土等。但是這些成核劑與PET存在界面作用，需要經(jīng)過改性才能均勻分散到PET中。對于采用溶劑澆鑄法制備的鏈規(guī)則排列有序的PET突破了傳統(tǒng)添加無機(jī)粉體的成核方法，使得PET通過均相成核提高其結(jié)晶性能，使用該法在國內(nèi)的研宄還未曾報(bào)道。對PET分子鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組排列，制備出鏈排列有序的PET，這種分子內(nèi)部的有序排列形成的均相成核，提高了 PET分子的結(jié)晶速率和結(jié)晶度，避免了外加成核劑引起的產(chǎn)品純度低的特點(diǎn)，同時也避免了由于無機(jī)粉體界面與PET界面力學(xué)的作用導(dǎo)致材料不均勻的特點(diǎn)。采用該法制備出的PET，純度高，高結(jié)晶高強(qiáng)高韌，其拉伸強(qiáng)度可以提高一倍左右。該法改性后的PET，可以經(jīng)過反復(fù)的熔融加工，分子中鏈規(guī)則排列方式不發(fā)生任何改變。這使得讓分子鏈排列有序的PET作為成核劑添加到普通PET，提高PET的結(jié)晶性能和力學(xué)性能，拓寬PET在太陽能電池板，平板顯示器，薄膜開關(guān)等高端領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種分子鏈排列有序的聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法，其制備出的PET純度高，常溫下結(jié)晶度高，且具有較好的抗沖擊性能和拉伸性能。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的采用如下技術(shù)方案:
一種分子鏈排列有序的聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備，其特征在于該方法的具體步驟為:
a.將聚對苯二甲酸乙二醇酯溶解于三氟乙酸中，形成高分子溶液，在40?60°C溫度下攬樣30?60 min ；
b.將步驟a所得高分子溶液滴加到3倍于三氟乙酸體積的丙酮中，并在滴加的過程中保持高速攪拌，攪拌速度為1000?1200r/min，滴加完后，繼續(xù)保持?jǐn)嚢柚敝寥宜嵬耆珦]發(fā)，得到具有白色沉淀的丙酮混合液，過濾，先采用丙酮洗滌，然后采用去離子水洗滌，最后干燥，即可得到鏈排列規(guī)則有序的PET材料。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效益在于:提供一種分子鏈排列有序的聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備，該法制備的PET純度高，結(jié)晶度高，具有高強(qiáng)度和高韌性。采用這種方法制備出的分子鏈排列有序的PET產(chǎn)品，可以直接使用制備出PET膜，在太陽能電池板，平板顯示器，薄膜開關(guān)等高端領(lǐng)域應(yīng)用。此外，分子鏈排列有序的PET也可以作為成核劑添加到普通PET中，形成結(jié)晶速率較快，力學(xué)性能好，純度較高的改性PET，拓寬PET在工程塑料方面的使用。
【具體實(shí)施方式】
[0006]結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0007]實(shí)施例1:按照本發(fā)明的具體實(shí)施技術(shù)方案，分子鏈排列有序高結(jié)晶高強(qiáng)高韌聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法，其制備步驟如下:
(1)在密閉容器中，將一定量的聚對苯二甲酸乙二醇酯加入適量三氟乙酸中，并高速攪拌，攪拌溫度恒定在40?60° C，攪拌時間為30?60min，形成PET高分子溶液，其中三氟乙酸的純度在99.5%以上；
(2)將(I)制備得到的高分子溶液勻速滴加到適量的丙酮中，在滴加的過程中保持高速攪拌，確保PET分子鏈?zhǔn)艿礁咚偌羟辛ψ饔茫?br> (3)當(dāng)高分子溶液滴加完之后繼續(xù)攪拌，直到三氟乙酸完全揮發(fā)；
(4)將(3)得到的丙酮混合液通過真空過濾，分別采用丙酮以及去離子水洗滌，在溫度40° C條件下干燥12h，然后放入60° C的真空烘箱干燥24h，得到白色絮狀分子鏈排列有序的PET。
[0008]將上述方法制備得到的白色絮狀分子鏈排列有序的聚對苯二甲酸乙二醇酯通過熱壓成膜，熱壓溫度為265° C，壓力為lOOOPsi，制備出厚度為0.04mm表面均勻的PET膜。對該膜采用DSC測試，在升溫速率為20° C/min，降溫速率10° C/min條件下，結(jié)晶度為37.8%。對該樣品進(jìn)行單向拉伸測試，其拉伸強(qiáng)度為23Mpa，楊氏模量為90Mpa。
[0009]實(shí)施例二:按照本發(fā)明的具體實(shí)施技術(shù)方案，分子鏈排列有序高結(jié)晶高強(qiáng)高韌聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法，其制備步驟如下:
(1)在密閉容器中，將一定量的聚對苯二甲酸乙二醇酯加入適量三氟乙酸中，并高速攪拌，攪拌溫度恒定在40 — 60° C，攪拌時間為30 - 60min，形成PET高分子溶液，其中三氟乙酸的純度在99.5%以上；
(2)將(I)制備得到的高分子溶液勻速滴加到適量的丙酮中，在滴加的過程中保持高速攪拌，確保PET分子鏈?zhǔn)艿礁咚偌羟辛ψ饔茫?br> (3)當(dāng)高分子溶液滴加完之后繼續(xù)攪拌，直到三氟乙酸完全揮發(fā)；
(4)將(3)得到的丙酮混合液通過真空過濾，分別采用丙酮以及去離子水洗滌，在溫度40° C條件下干燥12h，然后放入60° C的真空烘箱干燥24h，得到白色絮狀分子鏈排列有序的PET。
[0010]將5%上述方法制備得到的白色絮狀分子鏈排列有序的聚對苯二甲酸乙二醇酯采用轉(zhuǎn)矩流變儀添加到普通PET中，流變儀溫度為265° C，混合后的PET采用熱壓成膜，熱壓溫度為265° C，壓力為lOOOPsi，得到厚度為0.04mm表面均勻的PET膜。對該膜采用DSC測試，在升溫速率為20° C/min，降溫速率10° C/min條件下，結(jié)晶度為:35.6%。對該樣品進(jìn)行單向拉伸測試，其拉伸強(qiáng)度為18Mpa，楊氏模量為86Mpa。
[0011]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分子鏈排列有序的聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備，其特征在于該方法的具體步驟為: a.將聚對苯二甲酸乙二醇酯溶解于三氟乙酸中，形成高分子溶液，在40?60°C溫度下攬樣30?60 min ； b.將步驟a所得高分子溶液滴加到3倍于三氟乙酸體積的丙酮中，并在滴加的過程中保持高速攪拌，攪拌速度為1000?1200r/min，滴加完后，繼續(xù)保持?jǐn)嚢柚敝寥宜嵬耆珦]發(fā)，得到具有白色沉淀的丙酮混合液，過濾，先采用丙酮洗滌，然后采用去離子水洗滌，最后干燥，即可得到鏈排列規(guī)則有序的PET材料。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種分子鏈排列有序的聚對苯二甲酸乙二醇酯的制備方法，該方法采用溶劑澆鑄法，將普通PET在一定溫度下溶解于三氟乙酸，經(jīng)過高速剪切作用，并沉積于丙酮中，PET分子鏈中乙基構(gòu)型從無定形的旁氏結(jié)構(gòu)變?yōu)榉词浇Y(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致PET分子鏈排列方式發(fā)生重組，從鏈卷曲狀變?yōu)橹辨湢?，形成鏈排列?guī)則有序的PET材料。該法制備出的分子鏈排列有序PET，在常溫下結(jié)晶度較高，強(qiáng)度高，韌性好，且這種方法制備出的鏈排列方式為永久規(guī)則排列，可以通過反復(fù)熔融擠出而不破壞分子鏈的排列方式。該法解決了PET現(xiàn)有產(chǎn)品玻璃化溫度高，結(jié)晶速率慢，耐沖擊和抗拉伸性能不高等缺點(diǎn)，可以拓寬PET在太陽能電池板，平板顯示器，薄膜開關(guān)等高端領(lǐng)域的應(yīng)用。
【IPC分類】C08J9-28, C08J5-18, C08J3-11, C08L67-02
【公開號】CN104861198
【申請?zhí)枴緾N201510261238
【發(fā)明人】施利毅, 楊慧, 丁鵬, 唐圣福
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月21日