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標(biāo)題: 成核劑對(duì)共聚酯熱熔膠結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響 [打印本頁(yè)]
作者: 中國(guó)注塑網(wǎng)    時(shí)間: 2022-1-30 00:28
標(biāo)題: 成核劑對(duì)共聚酯熱熔膠結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響
成核劑對(duì)共聚酯熱熔膠結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系杭州310027；b杭州師范學(xué)院化學(xué)系杭州）熱熔膠因具有粘接迅速、強(qiáng)度高、無(wú)毒害、無(wú)污染等優(yōu)良性能而被譽(yù)為“綠色膠粘劑”。近十多年來(lái)，熱熔膠在紡織品工業(yè)（如服裝工業(yè)、粘合襯工業(yè)）領(lǐng)域中已得到了廣泛的應(yīng)用，而高質(zhì)量粘合襯的制造，關(guān)鍵在于要有高性能的熱熔膠。共聚酰胺和共聚酯熱熔膠是兩大類(lèi)性能優(yōu)良的粘合襯用熱熔膠，由于共聚酯類(lèi)熱熔膠在手感價(jià)格以及耐水洗、砂洗和蒸汽壓燙等方面優(yōu)于共聚酰胺熱熔膠，而有著更為廣闊的發(fā)展前景。但結(jié)晶速率緩慢一直是共聚酯尚未解決的一個(gè)技術(shù)難題。本文主要研究了成核劑對(duì)共聚酯熱熔膠結(jié)晶速率的促進(jìn)作用，并取得了較為理想的結(jié)果?！　∮脤?duì)苯二甲酸二甲酯間苯二甲酸己二酸、乙二醇丁二醇（化學(xué)純）等作原料，通過(guò)酯交換、酯化和縮聚等反應(yīng)合成共聚酯（合成方法參見(jiàn)）。調(diào)節(jié)原料的不同配比，使得共聚產(chǎn)物在其它性能基本滿(mǎn)足熱熔膠主要性能（熔融溫度范圍為115125°C，熔體流動(dòng)速率為（2. /min）的基礎(chǔ)上，具有最快的結(jié)晶速率（等溫結(jié)晶溫度為55°C），隨后固定原料配比?！　o(wú)機(jī)成核劑和有機(jī)成核劑分別為Al23（Tj）滑石粉（Tk）Ti2（Th）和苯甲酸鈉（Tm）（化學(xué)純）、改性蠟酸鈉（Tn）（自制）。成核劑和催化劑（Ti（OBu）4，分析純）與酯化反應(yīng)后產(chǎn)物一起進(jìn)行縮聚反應(yīng)?！　∮脿I(yíng)口測(cè)試儀器廠生產(chǎn)的JJY-1A型結(jié)晶速度儀測(cè)定共聚酯的等溫結(jié)晶速率，熔化溫度180C，熔融時(shí)間90s，結(jié)晶溫度一般為55C.用解偏振光強(qiáng)度（I）隨時(shí)間⑴的變化來(lái)表征結(jié)晶度（X（。）隨時(shí)間的變化，定義半結(jié)晶時(shí)間t1/2為/=1/2（厶+/0）所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，結(jié)晶速率v，。=t-/2，其中，I.和/0分別為結(jié)晶開(kāi)始和結(jié)晶終了時(shí)的解偏振光強(qiáng)度。等溫結(jié)晶過(guò)程用Avrami方程處理，即：結(jié)果與討論有機(jī)羧酸鈉鹽能與PET反應(yīng)并導(dǎo)致其降解，與共聚酯也是如此，當(dāng)過(guò)量添加有機(jī)成核劑時(shí)，可導(dǎo)致共聚酯熔融粘度的快速下降（熔體流動(dòng)速率升高）。表1中5、6樣品是在不影響共聚酯熔體流動(dòng)表1成核劑對(duì)共聚酯結(jié)晶速率的影響方通訊聯(lián)系人：葉勝榮，男，1943年生，教授；E~maityesr cmsce.zju.edu.c研究方向：功能與精細(xì)高分子速率的前提下，可加入有機(jī)成核劑量（TmTn）的上限值。由表1結(jié)果可知，盡管無(wú)機(jī)成核劑和有機(jī)成核劑都能提高共聚物的結(jié)晶速率，但它們的促進(jìn)程度不同?！　⊥瑫r(shí)使用無(wú)機(jī)成核劑和有機(jī)成核劑，能在不影響共聚酯其它性能的前提下，更有效地提高結(jié)晶速率，而且當(dāng)無(wú)機(jī)有機(jī)成核劑和結(jié)晶促進(jìn)劑（聚苯醚（Sy），化學(xué)純）共同使用時(shí)，其促進(jìn)效果更為明顯（表2）?；旌铣珊藙┲校S著無(wú)機(jī)成核劑含量的增加，結(jié)晶速率加快，但當(dāng)成核劑過(guò)量時(shí)，卻使結(jié)晶速率降低（表3）?？梢?jiàn)，過(guò)量的有機(jī)成核劑會(huì)導(dǎo)致共聚酯的快速降解，過(guò)量的無(wú)機(jī)成核劑會(huì)使共聚酯的結(jié)晶減慢。而二者同時(shí)使用卻能提高結(jié)晶速率。　　表2復(fù)合添加劑對(duì)共聚酯結(jié)晶速率的影響Table2Influenceofcompoundadditives表3無(wú)機(jī)成核劑用量對(duì)共聚酯結(jié)晶速率的影響1摩高聚物結(jié)晶過(guò)程包括成核和生長(zhǎng)2個(gè)過(guò)程，結(jié)晶速率（G）可用Tumbull-Fisher公式表示：生長(zhǎng)過(guò)程中，結(jié)晶促進(jìn)劑所起的類(lèi)似于增塑劑的作用，可削弱共聚酯分子鏈間由苯環(huán)產(chǎn)生的較大的范德華力，使AFd下降，結(jié)晶速率加快。無(wú)機(jī)成核劑可使△h減小，但它們與共聚酯晶態(tài)結(jié)構(gòu)間的不同匹配程度將導(dǎo)致其促進(jìn)作用的差異。有機(jī)成核劑與聚酯之間存在著化學(xué)反應(yīng)，除二者反應(yīng)后產(chǎn)物可起異相核的作用外，化學(xué)反應(yīng)對(duì)結(jié)晶的促進(jìn)機(jī)制可能主要源于高分子鏈在被剪斷瞬間的活動(dòng)性的增加，即同時(shí)降低了AFd和△h，使其較無(wú)機(jī)成核劑具有更好的效果（表1）。）結(jié)晶速率對(duì)結(jié)晶溫度依賴(lài)關(guān)系見(jiàn)。圖中可見(jiàn)，與一般結(jié)晶聚合物相似，呈典型的單峰形，說(shuō)明共聚酯的結(jié)晶速率仍取決于成核和生長(zhǎng)兩過(guò)程的速率。為該樣品等溫結(jié)晶過(guò)程的Avrami圖，圖中表明，該共聚酯除一次結(jié)晶（共聚酯在結(jié)晶的前、中期符合。表4列出了該共聚酯體系和沒(méi)有添加成核劑及促進(jìn)劑樣品（1）的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，其中，所有樣品的n值都在2左右，表明成核劑和促進(jìn)劑的加入對(duì)共聚酯的生長(zhǎng)方式影響不大，主要區(qū)別在于結(jié)晶速率常數(shù)的增大，該結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明了復(fù)合添加劑的促進(jìn)機(jī)理在表4共聚酯等溫結(jié)晶過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table4Kineticparametersofisothermal n樣品9的結(jié)晶速率（v（。）與結(jié)晶溫度的關(guān)系不同溫度下的lg于降低了共聚酯熱熔膠的結(jié)晶活化能。



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