我们研究了引入noncrystalllizable组件上的PBT的结晶速度和结晶度的影响。1我们选择了富马酸(即,不饱和二羧酸)并且将其引入到PBT链。不饱和键位点提供进一步的交联反应,从而导致聚合物具有改进的机械性能。尼科利奇和同事研究了可生物降解的聚(丁二酸丁二醇酯-共-富马酸丁二醇酯)S的合成和表征。2他们发现,掺入刚性双键成聚(丁二酸丁二醇酯)(PBS)中链增长的熔融温度和结晶温度,但降低了结晶度在系列。但是,没有研究成果已经发表在PBT的共聚酯与不饱和段。
表1中。
后等温结晶(平衡熔点牛逼米 0)和结晶活化能(Δ Ë)。
样品 | Ŧ 米 0 / °Ç | Δ ê / kJmol-1 |
---|---|---|
PBT | 230.1 | -148.82 |
PBTF5 | 223.8 | -128.7 |
PBTF10 | 218.5 | -95.44 |
PBTF20 | 204.0 | -74.66 |
图1。
差示扫描量热法吸热为(一)聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(PBT)和(b)聚(对苯二甲酸丁二醇酯-共-富马酸酯)以90:10的对苯二甲酸:富马酸的摩尔比(PBTF10)等温结晶化的加热速度后20 ° C /分钟。Ŧ 米(我),T 米(二):第一和第二熔化吸热,温度分别。
图2。
第一熔融吸热的情节,Ŧ 米(I)中,相对于结晶化温度(ŧ Ç)对PBT和聚(对苯二甲酸丁二醇酯-共-富马酸酯),用95:5(PBTF5),90:10(PBTF10)的样品,和对苯二甲酸的80:20(PBTF20)摩尔比:富马酸。
我们做了三种形式的聚(对苯二甲酸丁二醇酯-共-富马酸酯)(PBTF),含95:5,90:10,对苯二酸为80:20摩尔比:富马酸。我们称这些PBTF5,PBTF10和PBTF20,分别。PBT和PBTF样品合成由对苯二甲酸(TPA)和富马酸(FA)与过量的1,4 -丁二醇(BDO)的丁醇钛的存在作为催化剂的各种进料比。(TPA + FA)给BDO的摩尔比为1:1.5。详细的共聚物制备过程已在别处所述。3
差示扫描量热法(DSC),使我们能够监视纯PBT和我们的三种形式PBTF的等温结晶动力学和熔融行为。我们的等温结晶完成后,所获得的DSC加热扫描每个样品的两个吸热峰。第一熔融吸热(称为吸热I)示出了在结晶温度急剧依赖性,Ŧ Ç(参见图 1)。第二吸热(II),是因为在DSC加热扫描通过熔化和再结晶形成的晶体的熔点。这些聚酯的双熔融行为可以在加热过程中被赋予重结晶现象。因此,我们定义ŧ 米(我)(也就是我吸热温度)与在生长的晶体的聚变相关的牛逼Ç为熔点(Ŧ 米),并用它来 确定平衡熔化温度(Ŧ 米 0)通过绘制为结晶在不同的温度,从而影响到结晶化速度(见图样品测得的熔点为 2)。我们使用此数据来评估所引起的富马酸盐的存在下熔点的变化。4的平衡熔点(ŧ 米 0由霍夫曼周理论减少而增加富马酸盐含量(见表1),显示出确定的),该程度PBTF的结晶度不同于PBT的不同。
图3。
阿夫拉米绘制为(一)PBT及(b)PBTF10在四个不同的结晶温度。数据X(t):相对结晶度,定义为时间的结晶度比吨结晶度在时间吨 →∞。
相对结晶度,X(吨),定义为结晶度在时间开发的比率吨对结晶度在时间研制吨 →∞时,可以由Avrami方程相关联:
其中ķ是等温结晶速率参数和Ñ是Avrami指数,这是与成核机制和生长的结晶过程中的尺寸相关联。Avrami方程的曲线可以用来分析等温结晶动力学(见图 3)。每条曲线示出了初始线性部分,然后从阿夫拉米梯度向上偏离。我们将此归因于主要是二次结晶,这是由于球晶的冲击(即当相邻的球形半结晶区域相遇)和内部球晶结晶朝向结晶过程结束的完善。5,6的斜率和初始直线的截距该地块图的部分 3给出的值Ñ和K表。对于PBT和PBTF共聚物,在Ñ值都是围绕2.5-2.96,有没有明显的变化Ñ值与另外富马酸段。因此,可以合理地认为,加入富马酸盐不影响PBT共聚物的晶体生长的几何尺寸。在一般情况下,Ñ接近3表示无热成核过程,随后三维晶体生长。所获得的值Ñ是因为在结晶过程中的结晶支化或双级晶体生长的非整数。7
结晶化速度参数Ķ可以近似地描述由下列Arrhenius方程:
其中ķ 0是与温度无关的预指数因子,Δ ë是总活化能,它由传输活化能和成核的活化能和[R为普适气体常数。Δ Ë可以从(1 / N)的地块LN斜率得到K表和1 / Ŧ Ç。对于PBT,PBTF5,PBTF10和PBTF20,结晶活化能分别为-148.82kJ/mol,-128.7kJ/mol,-95.44kJ/mol和-74.66kJ/mol(见表1)。可以看出,该共聚酯的活化能强烈地依赖于共聚单体在PBTF的含量和比整齐PBT的更高,这表明除了富马酸盐与PBT显著增加其活化能。这是因为,共聚单体的掺入均聚物扰乱了均聚物链的规整性,然后降低了结晶顺序。
总之,我们已经准备和表征三种形式PBTF,含有TPA和足总杯的不同摩尔比。由于富马酸增加,等温结晶和结晶活化能增加后PBTF平衡熔点的内容。富马酸似乎不影响PBT共聚物的晶体生长的几何尺寸,但它并削弱PBT的结晶化速度在PBTF。我们现在正在努力确定延胡索酸对PBT的热学和力学性能的影响。
晓玲萧
科学与技术化学工程中国东部大学研究所
曾座像
科学与技术化学工程中国东部大学研究所
蔚蓝薛
科学与技术化学工程中国东部大学研究所
孔庆娟香港
科学化学工程中国东部大学研究所技术
万裕朱
上海天洋热熔胶有限公司