阻燃共聚酯的热降解动力学研究——Ⅰ.含磷共聚PET和PET的比较

1　前言ＰＥＴ(聚对苯二甲酸乙二醇酯 )由于具有优良的综合性能 ,被广泛地应用于合成纤维、薄膜和工程塑料等领域 ,但由于它的可燃性 ,在火灾事故中 ,由其着火所致占有较大比例 ,因此它的阻燃化更加引起了世界范围内学者的广泛关注[1 ] 。由于磷是对聚酯的最有效阻燃元素 ,采用共聚法制备含磷ＰＥＴ的报道较多 ,也有关于其热降解动力学研究的报道[2～ 1 0 ] 。但本文所采用的单体羟基苯氧膦丙酸 (ＣＥＰＰ)和ＰＥＴ共聚所得产物的热降解动力学研究 ,尚未见报道。研究该种含磷ＰＥＴ的热稳定性和热降解行为对研究该材料的使用范围和成型加工…     

新型侧基含磷共聚酯的阻燃和热降解动力学

利用动态热重分析法(TG)研究了聚酯(PET )及侧基含磷共聚酯(FR-PET)在不同升温速率下的热稳定性及热降解动力学, 并通过极限氧指数法(LOI)考察了FR-PET的阻燃性能; 采用Flynn-Wall-Ozawa方法分析了PET和FR-PET的热降解表观活化能; 利用Coast-Redfern方法通过对不同机理模型的选取, 确定了PET和FR-PET热降解动力学机理及其模型, 得出了主降解阶段的非等温动力学方程及热降解速率曲线图. 研究结果表明, 侧基含磷单元的引入提高了聚酯的阻燃性能, 侧基上的P—C和P—O键易断裂, 从而降低了聚酯的热稳定性. PET和FR-PET的热降解表观活化能(0.1≤α≤0.85)分别为194-227和184-209 kJ/mol; PET和FR-PET热降解反应均属于受减速形α-t曲线控制的反应级数机理, 其机理函数为f(α)=3(1-α)2/3(0.1≤α≤0.85). 侧基含磷单元的引入对PET的主降解阶段的热降解速率并无实质上的影响. 侧基含磷共聚酯的凝聚相阻燃作用有限, 可能以气相阻燃机理为主发挥阻燃作用.     

阻燃共聚酯/粘土复合物热降解动力学研究

用插层共聚方法合成了含磷共聚酯／粘土复合物。用热重(TG)方法考察热降解动力学。通过在空气中以不同的升温速率升温至设定温度,用Kissinger法和Hymn-Wall-Ozawa法对数据进行处理。结果表明,粘土组分含量较高的反应活化能较大,热稳定性较好。     

PET类共聚酯的玻璃化转变

用DSC,IR和DLI(解偏振光法)等方法研究了聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)乙二醇酯[P(ET/EI)]和聚对苯二甲酸(乙二醇/丁二醇)酯[P(ET/BT)]系列共聚酯的玻璃化转变.结果表明,共聚酯的玻璃化转变是玻璃态有序结构解序后的一种转变.随ET链段含量的减少,两系列共聚酯的玻璃化转变在DSC中均表现出由拐折渐变为峰形,这是由于需要维持构象转变的ET链段在数量上的减少所致.玻璃态共聚酯的有序结构与分子链末端的游离羟基有关,游离羟基与羰基形成氢键是PET及可结晶共聚酯在结晶时必须经历的一个过程,而不能结晶的共聚酯(IPA30)则因该氢键的形成导致其玻璃化转变的消失.     

嵌段共聚酯的合成研究

采用直接酯化法合成了一系列含间苯二甲酸的PEIT－PEG嵌段共聚酯,研究了聚合时间,聚合效率及聚酯的特性粘度与产物中间苯二甲酸含量及共聚酯分子量的关系,得出适于纺丝工艺及工业化生产的共聚酯分子量和间苯二甲酸的含量。     

含二羟基二苯酮的系列热致液晶共聚酯的合成和表征──Ⅲ．含4，4＇－二羟基二苯砜结构的共聚酯

hermotropic liquid crystalline copolyesters were synthsized from his(4-hydroxyphenyl) methanone (BHP), tereplithalic acid (TPA), p-hydroxybenzoic acid (PHB) and dihydroxydiphenyl sulfone(DPS). The properties of the copolyesters were characterized by polarized microscope with a hot stage, wide angle X-ray diffraction and differential scanning calorimetry. The results show that the copolyesters containing the BHP exhibit nematic liquid crystallinity.     

共聚酯PEIT-PEG结构与性能的研究

PET与PEG共聚可改善PET的抗静电性，但PEG含量的增加，会使共聚物的结晶温度大幅度地降低，不利于纤维加工，且伴随着结晶的发生，纤维的抗静电性也受到影响。在共聚体系中添加间苯二甲酸(IPA)，不仅能破坏大分子链结构的规整性、降低共聚酯的结晶性，而且能提高共聚酯纤雏的抗静电性能。用DSC与TG对共聚酯(PEIT-PEG)的聚集态结构、热性能、结晶性能等进行了表征。     

聚酯催化缩聚与热降解过程的半经验量子化学研究

以苯甲酸β-羟乙酯(BAHET)为模型反应物,采用半经验量子化学方法(PM3),分析了生成聚酯的催化缩聚与热降解机理。计算结果表明,端羟基氧与酯羰基氧是反应物与金属催化剂作用的活性位。金属催化剂与两者作用后,可以使酯羰基碳的正电性与端羟基氧的负电性增加。由于静电作用力增加,促使缩聚反应得以进行。研究结果表明,在钛系催化体系中,端羟基氧和酯醚键氧能与钛原子作用形成热力学稳定的五元环结构,它的存在将影响钛系催化体系中聚酯的热降解行为。     

含二羟基二苯酮热致液晶共聚酯的合成与表征（Ⅵ）──含二羟基二苯酮热致液晶共聚酯结晶结构的X射线衍射研究

以广角Ｘ－射线衍射（ＷＡＸＤ）对含二羟基二苯酮（ＢＨＰ）、对羟基苯甲酸（ＰＨＢＡ）、对苯二甲酸（ＴＰＡ）、问苯二酚（ＲＥＳ）的系列热致液品共聚酯进行了较为深入的研究，详细讨论了不同组成的共聚酯的结晶结构、结晶度、结晶颗粒大小等等。     

纤维素芳族酯热致液晶对PET结晶成核作用的研究

用自制的热致液晶性纤维素芳族酯(CAE)作聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的成核剂,研究了PET/CAE体系(CAE含量≤1%)在110～200℃温度范围内的等温结晶动力学特性.结果表明,CAE能显著加快PET结晶速率(Z),Z随结晶温度和CAE含量变化均有极大值Z_max(T_C)和Z_max(W_CAE),Z_max(T_C)对应的温度T_max随CAE含量增加而降低,CAE促进PET结晶的作用机理与普通成核剂不同.     

PET/LCP反应性共混物的非等温结晶动力学

采用DSC方法研究了聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)和热致性液晶共聚酯 6 0PHB PET (LCP)体系在少量扩链剂双 (2 唑啉 ) (BOZ)存在下形成的反应性共混物的非等温结晶动力学 .结果表明反应性共混物的Avrami指数均在 3 0～ 4 5之间 ,BOZ的加入使反应共混物中PET组分的结晶速率降低 ;表明BOZ对酯交换的促进作用 ,使所生成的共聚酯中PET嵌段的数均序列长度变短 ,而使结晶在某种程度上较为困难 ,但对体系的成核和结晶生长机理无明显影响 .结果还表明 ,随冷却速率的增大结晶峰向低温方向移动     

含二羟基二苯酮的系列热致液晶共聚酯的合成和表征──Ⅲ．含4，4＇－二羟基二苯砜结构的共聚酯

含二羟基二苯酮的系列热致液晶共聚酯的合成和表征──Ⅲ．含４，４＇－二羟基二苯砜结构的共聚酯董德文，池振国，倪玉山，丁孟贤（中国科学院长春应用化学研究所长春１３００２２）陈玉（东北师范大学分析测试中心长春１３００２４）关键词４，４＇－二羟基二苯酮，热致...     

新型侧基含磷共聚酯的合成、表征及性能

以精制对苯二甲酸（TPA）、乙二醇（EG）和含磷反应型阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-[2,3-二（2-羟基乙氧基）羰基丙基]-10-磷杂菲-10-氧化物为原料,利用熔融缩聚法合成了含磷量分别为0．35％、0．65％的阻燃聚酯。通过熔融纺丝法将聚酯制成纤维及织物,研究了纤维的染色性能,并通过极限氧指数法和垂直燃烧法研究了织物的阻燃性能。FT-IR和NMR研究结果表明：阻燃共聚酯含磷量为0．35％时,其氧指数（LOI）达31．5％,并无熔滴、烟雾产生,具有优异的阻燃性能和抗熔滴性能。DSC、TG和XPS的研究结果表明：侧基舍磷单元的引入降低了聚酯的Tg和Tm,较低的Tm将有利于材料加工性能的改善;阻燃聚酯侧基上的P-C、P-O键易断裂并挥发至气相中,从而降低了聚酯热稳定性,阻燃聚酯可能以气相阻燃机理为主发挥阻燃作用。此外,含磷共聚酯纤维具有较优异的染色性能。     

含二羟基二苯酮系列热致液晶共聚酯的合成与表征──Ⅱ．含4，4＇－二羟基二苯酮，对苯二甲酸，对羟基苯甲酸，间苯二酚的共聚酯

采用直接熔融缩聚及固相聚合方法由４，４’－二羟基二苯酮（ＢＨＰ），对苯二甲酸（ＴＰ），对羟基苯甲酸（ＰＨＢＡ），间苯二酚（ＲＥＳ）成功地合成了四元共聚酯高分子，该聚酯的组成结构及性质由偏光显微镜、广角Ｘ－射线衍射、ＤＳＣ等手段进行表征，结果表明共聚酯具有向列型液晶特征．     

己内酯和2,2-二羟甲基丁酸共聚酯的非等温结晶动力学研究

采用示差扫描量热仪(DSC) 研究了具有生物相容性及可降解性P(BHB-CL)超支化共聚酯的非等温熔融结晶过程, 分别采用Avrami 方程、Ozawa 方程和Mo方程对P(BHB-CL)共聚酯的非等温动力学数据进行比较分析, 计算了相关的非等温结晶动力学参数, 并利用Kissinger方程计算其非等温结晶活化能. 结果表明, Mo方程更适合描述P(BHB-CL)共聚酯的非等温结晶过程.     

含X-型和棒型两种液晶基元的主链型共聚酯

采用高温溶液缩聚方法,合成了一系列不同配比的含X-型和棒型两种液晶基元的主链型芳族共聚酯。经检测,所有样品均具有热致液晶性。本文对这类共聚酯的液晶行为进行了研究。     

碳氟等离子体处理PET表面动力学的研究Ⅳ: 静、动态接触角 及变角XPS方法的 应用

利用静、动态接触角及变角XPS来研究碳氟(CF~4/CH~4)气体等离子体处理PET表面的浸水行为,结果表明碳氟等离子体处理的PET浸水后,其表面的憎水性下降。通过PET表面的接触角及F/C比的测定,计算出表面动力学衰减常数k,三种测试方法得到的k值都可以用来表征碳氟等离子体处理PET的表面动力学行为,其中混合气体的k值最小。从而证明混合气体等离子体的改性效果更有利于保持其表面的憎水性。     

碳氟等离子体处理PET表面动力学的研究Ⅳ: 静、动态接触角 及变角XPS方法的 应用

利用静、动态接触角及变角XPS来研究碳氟(CF~4/CH~4)气体等离子体处理PET表面的浸水行为,结果表明碳氟等离子体处理的PET浸水后,其表面的憎水性下降。通过PET表面的接触角及F/C比的测定,计算出表面动力学衰减常数k,三种测试方法得到的k值都可以用来表征碳氟等离子体处理PET的表面动力学行为,其中混合气体的k值最小。从而证明混合气体等离子体的改性效果更有利于保持其表面的憎水性。     

含X-型和棒型两种液晶基元的主链型系列芳族共聚酯的研究

采用含X-型和棒型液晶基元的两种不同单体,通过改变X-型液晶基元单体的结构和柔性链段长度,经高温溶液缩聚,合成了一系列主链型共聚液晶高分子.研究发现,所有样品都具有很好的热致液晶性及宽广的液晶态温度范围.随单体结构改变,共聚物的相转变温度大致呈规律性变化.