聚对苯二甲酸丁二醇酯二聚体热降解机理的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法 M06-2X/6-311G(d)研究了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)二聚体的热降解机理，对PBT二聚体热解过程设计了八条可能反应路径，计算了每条反应路径的各基元反应步的热力学及动力学参数。计算结果表明，在PBT初始热解过程中，主链发生协同反应的反应能垒明显低于自由基反应的能垒，因此，通过协同反应生成的对苯二甲酸、对苯二甲酸单丁烯酯、对苯二甲酸二丁烯酯和二对苯二甲酸-1,4-丁二酯是PBT初始热解主要产物。主链通过六元环过渡态进行的协同反应的反应能垒低于通过四元环过渡态的，PBT主链的断裂主要通过六元环过渡态的协同反应而进行。此外，还讨论了PBT主要产物的二次降解反应，研究发现，在二次降解反应过程中主要以协同反应为主，生成1,3-丁二烯、四氢呋喃、苯、CO₂、苯甲酸等主要产物。