生物基聚对苯二甲酸多元醇酯的合成及改性研究

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1、生物基聚对苯二甲酸多元醇酯的合成及改性研究SYNTHESISANDMODIFICATIoNoFBIO．BASEDPOLY(DIHYDRICALSALCOHOLTEREPHTHALATE)作者导师专业答辩姓名：王这姓名：王塑生名称：挝料加王王猩日期：2Qi釜。l。墨东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我

2、对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：3吹．日期：≯／牛年专月声日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本版权书。本学位论文属于／不保密Ⅳ蓄嚣等鬻≥弘日期：7／午年乡月≯日指导撕签名：硼也日期：pf妒年乡

3、月乒日◇壁篁逖麟巡避咝燃幽生物基聚对苯二甲酸多元醇酯的合成及改性研究摘要f120世纪90年代起，聚酯纤维工业进入成熟期。常规聚酯纤维呈现市场竞争激烈、经济效益下降趋势。聚酯纤维主要石油原料的紧缺是聚酯纤维行业面临更迫切的问题。因此，从行业可持续发展的角度，必需寻找能替代石油基聚酯的新材料和新工艺，为行业的可持续发展提供基础保障，生物基产品是显而易见的理想选择。相对石油基聚酯，本课题采用生物基7,-醇制备聚对苯二甲酸多元醇酯PDT。由于生物基乙二醇含有其它多元醇，对其加工和性能影响较大，而目前对此类生物基聚酯相关的研究较

4、少，限制了此种生物基产品的开发和应用。生物基聚酯经熔融纺丝制各的生物基PDT纤维，虽然染色性能有一定提高，但服用舒适性还需要进一步提高。本课题采用生物基多元醇与PTA直接酯化，首次使用不同批次的生物基7,--醇合成生物基聚对苯二甲酸多元醇酯。在聚合第一酯化阶段添加含多羟基结构的第三单体山梨醇(Sorbit01)，或第四单体聚乙二醇(PEG．2000)和纳米氧化锌(ZnO)经熔融纺丝获得生物基及改性生物基聚酯纤维，旨在改善生物基聚酯的亲水抗静电等性能，其主要研究内容和结论如下：(1)采用气相色谱与质谱联对不同批次生物基多

5、元醇成分进行分析，并对生物基聚酯的聚合工艺进行探索，利用FTI耐其结构进行分析，TGA、DSC对其热性能进行分析，并采用表面接触角表征切片的亲水性能。结果表明，生物基聚酯的聚合工艺需要更长的反应时间以及更高的出料功率。改性单体的添加会使得生物基聚酯样品特性粘度下降。生物基聚酯熔点L较石油基聚酯低5～10。C，并随着山梨醇的增加而上升。纳米氧化锌的加入也使得聚酯熔点上升，在含量为0．8wt％时达到最大值249。C。生物基聚酯比石油基聚酯热稳定性差，改性共聚鱼壁箜雌狴绷迹趱巡坳酯的热稳定性随着山梨醇的增加而上升。此外，生物

6、基聚酯样条对水具有润湿性能，随着山梨醇含量的增加，接触角减小，润湿性增大。(2)运用了不同的结晶动力学理论对生物基聚酯及其改性聚酯的非等温结晶动力学进行研究。由Mo方程拟合结果得知在单位时间要达到一定的结晶度需要更大的降温速率，表明生物基聚酯比石油基聚酯更不容易结晶。山梨醇、PEG和ZnO的添加使得改性生物基聚酯的结晶能力变弱。结果与Ziabicki理论中计算结晶能力Gc值变化相一致。(3)采用熔融纺丝法制备了生物基以及改性生物基聚酯纤维，采用纺丝温度为280℃，纺速为2800m／min的纺丝工艺。考察了不同批次以及不

7、同改性单体添加对生物基聚酯纤维性能的影响。结果表明生物基聚酯具强度普遍低0．5-1cN／dtex，但其亲水性能较石油基聚酯更高。随着共聚酯中山梨醇含量的增加，改性生物基聚酯纤维模量减小，手感柔软；但其强度下降，沸水收缩率提高。生物基聚酯比石油基聚酯具有更好的抗静电性能，而山梨醇的添加对改性生物基聚酯的抗静电性能改善并不明显，聚乙二醇以及纳米ZnO的添加能够改善生物基聚酯的抗静电性能。关键词：生物基聚酯，共聚改性，非等温结晶动力学，吸湿性能，抗静电性能鱼鳖堑嵫麟鳓越雠燃避宜SynthesisandModification

8、ofBio—basedPoly(dihydricalsalcoholterephthalate)ABSTRACTThePolyesterfiberindustryhasenteredamatureperiodsincethe1990s．Afterthat,conventionalpolyesterfibersshowfiercec