德國巴斯夫 PBT Ultradur B4040 G4 PBT 聚合反應機理
PTA 粉末溶解于BD 中,溶解的PTA 與BD 在高溫及鈦系催化劑的條件下反應生成BHBT,事實上,酯化反應開始后不久生成一定量的BHBT 時,就伴隨著(2)反應的發生,在酯化反應后期,單體已基本消失,生成不同聚合度的低聚物。形成的低聚物可以與原料單體相互縮合,也可彼此之間縮合,甚至形成PBT 大分子。
在高溫條件下,隨著聚合物分子量的增加,同時會發生降溫、熱氧降解、線形高聚物環化等多種副反應,從而導致聚合物分子量降低、熔點下降和著色,影響產品的質量。這會導致分子鏈的斷裂,由于這些鏈破壞了,丁烯基和羧基的端基就形成了,丁烯基端基與羥基端基發生反應,生成副產物1- 丁烯-3 - 醇。
德國巴斯夫 PBT Ultradur B4040 G4 PBT回收
來自PBT 工藝塔頂的THF - 水混合物中,THF 的含量大約為30% ~40%,回收利用價值非常高。THF - 水系統屬于非理想溶液的非均相恒沸體系,對烏拉爾定律產生正偏差,通過普通方法的蒸餾無法獲得高純的THF 產品。但是THF- 水共沸物的共沸組成會隨著壓力的變化出現較大的變化,我們可以利用這一點選擇合理的差壓精餾方案實現THF 的高純回收。
PBT 的合成工藝方法,對優勢明顯的直接酯化法做了過程論述,包括反應機理、主工藝流程及控制參數和副產物THF 的回收利用。隨著高純對苯二甲酸(PTA)的工業發展,國內外PBT 的產能將會持續增加,為了擴大PBT 消費領域,PBT 的應用研究開發已成為當務之急,這將促使PBT 向高性能化、多功能化和系列化方向發展
靜電紡PBT納米纖維的工藝參數及性能研究
聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有耐高溫、耐濕、耐油、耐化學腐蝕、電絕緣性能好和成型快等特點,價格適中,品種繁多,主要應用于電子電器、汽車、機械和紡織等領域。PBT纖維是20世紀80年代開發的新型纖維,這類纖維彈性優良,手感柔軟舒適,易著色,立體感強,是一種很有發展前途的纖維。近些年來,國內外研究人員不斷開發PBT的改性技術,將PBT與其它高聚物共聚或共混來制備功能性復合纖維材料,以便提高材料的性能,擴大PBT纖維的應用領域。
靜電紡絲法是一種高效低耗的納米纖維制備方法,在近些年得到了廣泛關注。電紡法制備的納米纖維具有精細的結構,極好的柔韌性、吸附性、過濾性、粘和性和保溫性,在過濾材料、能源、紡織、電子和生物醫學等領域有著廣闊的應用前景。然而,到目前為止關于純PBT電紡纖維的文獻報道較少。
溶液濃度對德國巴斯夫 PBT Ultradur B4040 G4 PBT的影響
對質量分數分別為9%、12%、15%、18%、21%的PBT溶液進行靜電紡絲,設定電壓為15kV,紡絲距離為17cm,用SEM 對纖維的表面形貌進行表征。當PBT質量分數為9%~15%時,均能獲得形貌良好的納米級纖維,纖維直徑呈現很明顯的遞增趨勢,當質量分數為18%時大部分纖維達到微米級,而質量分數增大到21%時噴絲頭則很難出絲。(電壓為15kV,紡絲距離為17cm)中可以直觀地看出PBT的質量分數對纖維直徑影響很大,當質量分數為9%時,生成的纖維很細,但直徑分布不均勻,有一些斷裂現象,可能是由于紡絲液黏度較低,拉伸性能較弱,從而導致纖維在電場中延展性較差;當質量分數提高到12%和15%時,纖維紡絲過程連續穩定,纖維直徑比較均勻;當質量分數為18%時,纖維直徑較粗,已達到微米級,這是由于隨著質量分數的提高,紡絲液黏度增大,噴射流需克服更大的表面張力而使得分化能力減弱,導致纖維直徑增大。
紡絲電壓對德國巴斯夫 PBT Ultradur B4040 G4 PBT的影響
用不同的紡絲電壓對PBT溶液進行電紡,得到了纖維的SEM 照片。在相同的質量分數(15%)和紡絲距離(17cm)下,電壓為12~21kV時均可以紡出形貌良好的纖維膜。(質量分數為15%,紡絲距離為17cm)可知,隨著紡絲電壓的升高,纖維的平均直徑反而下降,但相對于溶液濃度而言,紡絲電壓對纖維直徑的影響較小。在較低的電壓下,噴射流受到的電場力較小,所帶電荷密度小,分化能力弱,導致纖維直徑較粗;隨著電壓增大,噴射流的電荷密度提高,分化能力增強,又由于紡絲距離固定,電壓升高時使得場強增大,有利于纖維的拉伸,從而使纖維直徑變細;當電壓升高到一定程度時,紡絲狀態會變得不穩定,使纖維直徑分布得不均勻
紡絲距離對德國巴斯夫 PBT Ultradur B4040 G4 PBT的影響
在不同紡絲距離下制備的PBT電紡纖維的SEM照片。當紡絲距離在11~20cm時,溶液均可紡成形貌良好的纖維。質量分數為15%,電壓為15kV,隨著紡絲距離的增大,纖維平均直徑變小。這主要是由于電壓固定時(15kV),隨著射流飛行距離增大,纖維受到了充分的拉伸與分化,從而使得直徑變小;但距離增大到一定值時,電場強度下降較大,會影響拉伸速度和溶劑的揮發,從而使直徑又有增大的趨勢。
德國巴斯夫 PBT Ultradur B4040 G4 PBT的熱學性能表征
根據電紡工藝條件的探索,選擇對質量分數為15%、電壓為15kV、距離為17cm時制備的PBT納米纖維進行性能表征。PBT纖維膜熱處理的變化規律如圖7所示,纖維膜在N2氣氛下進行熱處理,升溫速率為10℃/min。從圖7中可知,DTA曲線在220.43℃有1個吸熱峰,對應的TG曲線上變化不明顯,說明該吸熱峰對應的是PBT的熔融溫度;當溫度升高到360℃左右時,TG曲線急劇下降,出現明顯的質量損失,對應的DTA曲線上出現1個吸熱峰(407.63℃),由此推斷,該溫度可能為PBT纖維的初始分解溫度。
德國巴斯夫 PBT Ultradur B4040 G4 PBT的拉伸測試
為PBT納米纖維膜的應力應變曲線。從圖9中可以看出,PBT纖維的斷裂伸長率*高可達138%,拉伸強度在3~4MPa之間。通過觀察PBT纖維膜并人為拉伸也可以發現,PBT纖維膜比PTT等聚酯纖維更柔韌,但易起褶皺。部分纖維膜的力學強度在斷裂伸長率為60%~90%時有所下降,這可能是由于PBT纖維膜不夠致密,具有分層現象所致。
結論
利用靜電紡絲法對PBT纖維的適宜電紡條件進行了探索,發現溶液濃度是影響PBT纖維直徑的主要因素,隨著PBT質量分數的增大,纖維直徑也增大,并且不同溶液濃度制備的纖維直徑差別較大。紡絲電壓和距離也是影響PBT纖維形成的重要因素,在一定范圍內,隨著電壓升高和距離增大,纖維直徑變小。當PBT質量分數為9%~18%、紡絲電壓為12~21kV、紡絲距離為11~20cm時,PBT溶液均具有可紡性。PBT 質量分數為15%、電壓為15kV、距離為17cm時制備的PBT纖維膜具有一定的耐熱性能,在電紡過程中發生了部分結晶,纖維膜的拉伸強度在3~4MPa之間,斷裂伸長率可達138%。