东华大学研发出新型共聚酯系列关键技术
聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)_纳米SiO_,2_共混体系研究
聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV )/纳米SiO 2共混体系研究王鹏 俞昊 吴文华 陈彦模(纤维材料改性国家重点实验室 东华大学材料学院 上海 200051)关键词:PHBV SiO 2 结晶性能 力学性能 聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV )是一种生物高分子聚酯,它具有良好的生物相容性、生物降解和生物可吸收性[1],然而由于材料本身的缺点,如结晶速率慢、结晶度高、热稳定性差、断裂伸长率低以及成型加工困难等,极大地限制了PHBV的应用[2],因此研究PHBV 材料与其他材料的共混成为热点,有很多文献报导了PHBV 材料与有机物的共混情况[3-5],而与无机材料的共混却很少。
本文使用二氧化硅无机纳米粒子来对PHBV 材料进行共混改性,以改善PHBV 的结晶性能和力学性能,从而改善其脆性,提高其机械性能。
聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV )粉料由宁波某公司提供,用上海某厂家生产的粒径为30nm 的SiO 2粒子作为无机添加剂,按照一定的质量比在DACA 双螺杆微型共混仪中充分熔融混合,螺杆转速为75转/min ,共混温度为166℃,混合时间大约为7min ,挤出样品,样品为棒状固体;或者挤出注塑成哑铃状或圆形注塑样品。
为了编号简明,我们使用‘An ’来代表SiO 2含量为n%的共混体系样品。
首先,我们对共混材料进行了DSC 测试,样品的熔融过程参数及结晶过程参数列于表1中。
Table 1. Thermal analysis parameters of PHBV and PHBV/SiO 2 blendsMelting Crystallization Sample Content ofadditive T m1(℃) T m2 (℃)△H m (J/g )Crystallinity*(%) T cc (℃)T onset (℃) ΔT (℃)PHBV - 155.74 167.1994.25 70.76 94.25108.47 22.64 A1 1% 164.38 173.8796.95 73.52 99.26109.67 18.01 A5 5% 171.32 171.3290.16 71.25 109.51117.51 15.09 A10 10% 167.27 175.4275.44 62.93 96.31108.54 21.02 * The heat of fusion for 100% crystalline PHBV is 133.2 J/gFigure 3. Half crystallization time of PHBV andPHBV/SiO 2 blends with depolarized light intensity (DLI ) Figure 4. DSC Integral curves of PHBV and PHBV/SiO 2blends under isothermal conditionsFigure 1. DSC heating curves for PHBV and PHBV/SiO 2blends at rate of 10 K min -1 Figure 2. DSC cooling curves for PHBV and PHBV/SiO 2blends at rate of 10 K min -1 图1和图2分别为PHBV/SiO 2共混体系的熔融及结晶过程曲线。
芳香族共聚酯的固相聚合和熔融纺丝
芳香族共聚酯的固相聚合和熔融纺丝王燕萍;夏于旻;甘海啸;朱卫彪;钦维民;王依民【摘要】为制备高强高模芳香族共聚酯纤维,本文研究了低分子质量芳香族共聚酯的固相聚合,分析了固相聚合前后芳香族共聚酯的流变性能,并进行了熔融纺丝实验.结果表明,通过固相聚合可以大大提高芳香族共聚酯的分子质量,其熔体为非牛顿流体,呈现明显的切力变稀行为,且随着温度的升高,表观黏度下降,非牛顿指数变大.固相聚合后初生纤维的力学性能较固相聚合前有大幅度的提高.SEM照片显示,芳香族共聚酯纤维由约5μm的大原纤和约1 μm的原纤构成.%Solid-phase polymerization ( SPP) of aromatic copolyester with low molecular weight was studied to prepare aromatic copolyester fiber with high strength and high modulus. The rheological properties of aromatic copolyester before and after SPP were analyzed. And the melt-spinning experiments of aromatic copolyester were performed. It is shown that SPP can increase the molecular weight greatly. Rheological analysis showed that the aromatic copolyester melt was a typical non-Newtonian fluid that exhibited shear thinning behavior. The apparent viscosity decreased and non-Newtonian index increased with the increasing of the temperature. The as-spun fiber with sample after SPP had higher strength than that before SPP. SEM images showed that the aromatic copolyester fiber is composed of macrofibril of 5μ and fibril of 1μm.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2012(033)006【总页数】5页(P111-115)【关键词】芳香族共聚酯纤维;固相聚合;熔融纺丝;流变【作者】王燕萍;夏于旻;甘海啸;朱卫彪;钦维民;王依民【作者单位】东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620;东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620;东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620;东华大学材料科学与工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TQ342.79碳纤维、芳纶和超高分子质量聚乙烯纤维在制备过程中都涉及溶剂的使用和处理问题。
聚酯纤维的改性技术及其在海洋领域的应用
综述与专论合成纤维工业,2023,46(4):52CHINA㊀SYNTHETIC㊀FIBER㊀INDUSTRY㊀㊀收稿日期:2023-03-22;修改稿收到日期:2023-07-12㊂作者简介:宇平(1989 ),男,讲师,博士,主要研究方向为高性能树脂及纤维增强复合材料㊂E-mail:yup @㊂基金项目:江苏省先进材料功能调控技术重点实验室开放基金(jsklfctam202109)㊂㊀∗通信联系人㊂E-mail:hzm@㊂聚酯纤维的改性技术及其在海洋领域的应用宇㊀平1,孙钦超2,王㊀彦3,胡祖明3∗(1.江苏海洋大学环境与化学工程学院,江苏连云港222005;2.山东华纶新材料有限公司,山东临沂276600;3.东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620)摘㊀要:介绍了聚酯纤维的抗菌㊁阻燃㊁导电㊁超疏水㊁黏附力改性技术进展,指出添加无机抗菌剂共混熔融改性,添加磷系等无卤阻燃剂共混熔融改性,采用碳纳米管㊁石墨烯等导电材料填充改性,采用硅氧烷㊁含氟化合物等低表面能物质修饰改性,采用等离子体㊁紫外光表面改性等是当前赋予聚酯纤维抗菌㊁阻燃㊁导电㊁超疏水㊁黏附力的主要手段㊂阐述了聚酯纤维在深海缆绳㊁海洋混凝土㊁油污收集网㊁大型远洋渔具等海洋工程领域的应用及发展前景,指出研发高性价比㊁高可靠性及差别化的高性能聚酯纤维具有重要意义,市场前景巨大㊂关键词:聚酯纤维㊀表面改性㊀海洋领域㊀应用㊀发展前景中图分类号:TQ342㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1001-0041(2023)04-0052-05㊀㊀聚酯通常是以二元酸和二元醇缩聚得到,其中聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种通用的热塑性聚酯材料,其重复单元含有柔性链段和刚性苯环,可广泛应用于纺织纤维领域㊂由于聚酯纤维具有强度高㊁模量高㊁耐化学试剂性好,以及较高的性价比,自1947年英国帝国化学工业集团实现聚酯纤维的工业化试验和1951年杜邦公司将其命名涤纶以来,其在世界范围内获得了极大的发展,已占世界纺织品市场的40%[1-2]㊂2020年,国内聚酯纤维产量49227kt,约占化学纤维总产量的82%,在化学纤维中占有举足轻重的地位㊂然而,与天然纤维和部分化学纤维相比,聚酯纤维存在具有亲水性㊁染色效果差及阻燃性能不佳等缺陷,这在一定程度上制约了其发展,亟待进一步扩大其应用领域㊂作者综述了聚酯纤维的改性技术及其在海洋工程领域的应用情况,旨在为高性能聚酯纤维的研发和生产提供借鉴㊂1㊀聚酯纤维的物理化学改性和功能化1.1㊀抗菌改性织物由于本身具有微孔结构,被认为是最适合真菌和细菌等微生物滋生和繁殖的温床,因此,聚酯纤维及其织物的抗菌改性逐渐受到重视㊂为提高聚酯材料的抗菌效果,许多科研工作者开展了大量研究㊂WANG S H 等[3]将PET 与抗菌材料混合,使用双螺杆挤出抗菌母料,再将抗菌母料和纯PET 树脂通过高速熔纺设备制得抗菌率达90%且具有良好力学性能的复合抗菌PET 纤维㊂DAI S H 等[4]通过 种子 和 后期生长 两步化学溶液法在PET 纤维表面合成氧化锌纳米结构(ZnO@PET),该纤维对大肠杆菌的抗菌率为99%,洗涤20次后,虽部分纳米ZnO 脱落,但抗菌率仍保持在62%㊂LIN Y X 等[5]将光敏剂四羧基酞菁锌接枝到聚酯纤维上,然后在其纤维表面涂覆壳聚糖开发了一种双接枝抗菌纤维材料,可杀灭高达99.99%的革兰氏阳性菌和阴性菌,同时表现出比未经处理的PET 纤维更好的细菌捕获效率(95.68%),为开发能够高效杀灭空气中病原体并具有良好生物安全性的空气过滤材料提供了新思路㊂ZHOU J L 等[6]将质量分数为0.2%的纳米片材氧化铜@磷酸锆整合到原位聚合的PET纤维中,该纤维表现出高效的抗菌性能(抗菌率大于92%)㊂K.OPWIS 等[7]利用超临界二氧化碳将有机金属化合物引入PET 纤维,赋予了改性PET 纤维纺织品电学㊁抗菌及催化性能㊂田梅香[8]利用二碳酸二叔丁酯作为丝氨醇分子中氨基的保护基合成第三单体并参与PET 共聚,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别可达93%和95%㊂中国石油辽阳石化公司成功实现纤维级抗菌聚酯试生产,生产出合格产品超过1kt[9]㊂袁凯等[10]制备了一种载银海藻酸盐/ PET复合纤维,其亲水性㊁抗静电性能及抗菌性能较PET纤维具有明显的提升㊂目前,无机抗菌剂以添加灵活㊁效果显著等优势成为新型抗菌聚酯纤维的研究热点㊂1.2㊀阻燃改性PET纤维织物属于易燃材料,如果发生火灾,会剧烈燃烧,熔体滴落会对皮肤造成很大伤害,因此,开发阻燃性能优异且能自熄的聚酯织物具有重要意义㊂J.FABIA等[11]基于商用的有机蒙脱石,提出了降低聚酯纤维可燃性的替代方法,改性聚酯纤维极限氧指数(LOI)值为24.0%,同时氧化降解产物毒性没有明显增加㊂ZHU S F等[12]利用辐照剂量为200kGy㊁剂量率为12kGy/s的电子束对聚酯纤维进行辐照处理,发现辐照后的纤维断裂伸长率增加,断裂强度降低,这主要是因为辐照过程交联度会降低,同时不可避免地造成了纤维的损伤;另外,燃烧时,由于交联密度不够高,该体系不能有效地防止燃烧熔体的滴漏㊂XUE B X等[13]以碳微球为碳源,磷酸三聚氰胺为酸源和气源制备PET复合纤维,纤维LOI值和垂直燃烧等级分别为27.4%和B-1级,纤维的阻燃性能提高㊂何秀泽[14]通过添加含磷的阻燃剂进行改性,阻燃共聚酯纤维的LOI值约为29%,垂直燃烧UL-94级别为V-2级㊂许卓等[15]将新型环保阻燃剂2-羧乙基苯基次磷酸与乙二醇进行预酯化制得酯化液,再与精对苯二甲酸的酯化液混合,经聚合反应后得到阻燃聚酯,其LOI值为32%,达到FV-0级㊂总之,基于共混技术的阻燃物理改性相对化学改性,具有成本低㊁制备简单㊁易于市场推广等显著优势,同时由于卤系阻燃剂的环境影响,磷系等无卤阻燃剂改性聚酯纤维逐渐受到关注㊂1.3㊀导电改性静电会对聚酯纤维的生产过程造成影响,同时使得衣服纠缠人体,产生不舒服感,更为严重的是静电会引发火灾等危险[16]㊂导电纤维具有导电㊁导热㊁抗电磁屏蔽等特点,作为一种重要的功能纤维,近年来广泛受到研究者的关注㊂马良玉[17]研究了碳纳米/石墨烯复合导电液与聚酯纤维相互作用,改性纤维电阻稳定在100Ω/cm以下㊂W.K.CHOI等[18]对超细PET纤维表面进行化学镀镍使得纤维导电性能增强㊂S.MAZINANI等[19]采用多壁碳纳米管对PET熔纺纤维进行改性,获得高导电性能(电导率为0.01S/cm),最大断裂拉伸应变值是纯PET纤维的3倍㊂目前主要采用填充法制备聚酯导电纤维,赋予材料抗静电和导电等功能㊂1.4㊀超疏水改性像荷叶一样的超疏水材料具有自清洁㊁油水分离㊁防污㊁防腐蚀㊁减阻等功能,为满足复杂环境的需求,具有优异耐久性和自修复性能的超疏水织物越来越受到人们的关注㊂周存等[20]为制备兼具疏水和导电功能织物,先对PET织物进行导电整理,再采用溶剂诱导结晶的方法在导电织物的表面构造微观粗糙结构,然后用甲基三氯硅烷修饰,制备出水接触角不低于158.6ʎ的导电织物㊂ZHOU F等[21]利用十二烷基三甲氧基硅烷改性二氧化钛作为涂层材料,使得PET织物的水接触角达到158.6ʎʃ0.6ʎ,经过50次洗涤循环后仍能保持在150ʎ以上㊂H.J.KIM等[22]基于聚二甲基硅氧烷涂层改性PET织物的吸水和吸油行为,织物表层水接触角高达155ʎʃ4.9ʎ,对水分的吸收率由25.1%降至0.1%,具有比聚丙烯织物更为优异的吸油性能,是一种潜在的石油吸附剂,可用于清理石油泄漏㊂周旋[23]利用有机硅氧烷甲基三甲氧基硅烷㊁正辛基三乙氧基硅烷和三甲基氯硅烷㊁含氟改性剂1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷及含氟树脂聚偏氟乙烯在PET织物表面构造超双疏表面,其在紫外光持续照射35h的情况下仍保持着超疏水和疏油性能(油接触角大于140ʎ)㊂朱宝顺[24]采用聚二甲基硅氧烷母粒和季戊四纯硬脂酸酯改性PET纤维,使得体系的水接触角由68.6ʎ提高到110.3ʎ,提升了织物的拒水性能㊂聚酯纤维的超疏水改性手段包括纳米颗粒沉积,以及硅氧烷㊁含氟化合物等低表面能物质修饰改性等,在实验室中已相对比较成熟,相关文献研究也较多㊂1.5㊀黏附力改性聚酯纤维材料的黏附力会影响其与其他材料的复合效果㊂J.TREJBAL等[25]探究离子体处理对水泥复合材料中PET纤维的表面性能影响,通过显微镜观察和润湿角测量,证明等离子体处理能有效改变PET纤维表面,离子轰击使纤维表面粗糙化,同时激活纤维表面极性基团,使纤维与胶35第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀宇㊀平等.聚酯纤维的改性技术及其在海洋领域的应用凝基质的附着力更好㊂LIU X D等[26]提出一种通过在甲苯溶液中用异氰酸酯处理,高效提高PET织物黏合力方法,与未改性PET织物相比,其最大剥离强度达到2.27kN/m,提高了3倍㊂M.RAZAVIZADEH等[27]采用紫外线照射将PET 羧基化,增强了其与丁腈橡胶的附着力㊂聚酯纤维功能化改性方法包括熔融共混改性㊁接枝改性㊁复合纺丝改性㊁化学溶液改性㊁原位聚合改性㊁后处理改性等㊂其中,熔融共混改性对原料的粒度要求不严格,但在制备过程中要考虑共混料的分散效果㊁相容情况及热稳定性;复合纺丝改性改性剂用量少,对聚酯纤维力学性能影响小,但存在喷丝板加工难度大㊁生产成本高的缺点;采用接枝改性制备出来的改性聚酯性能比较稳定㊁成分通常不易析出㊁耐久性好,但制备过程复杂㊁反应条件严格,不利于工业化生产;后处理改性操作简单㊁易实施,但往往会出现纤维耐久性㊁耐水洗牢度较差及环境污染等问题[28]㊂2㊀聚酯纤维在海洋领域中的应用当前,我国正在加快建设海洋强国并且海洋工程正在向深海和远海发展㊂面对海上复杂的极端环境及海洋工程向深水区域发展的未知风险,开发具备耐海水侵蚀㊁耐老化㊁高强度及抗蠕变等特性的高性能纤维对推进海洋生态保护㊁海洋经济发展和海防建设,培育壮大海洋战略性新兴产业,建设现代海洋产业体系,具有十分重大的意义和作用㊂目前,聚酯纤维已在深海缆绳㊁海洋混凝土㊁油污收集网㊁大型远洋渔具等海洋工程领域取得一定进展,极大地提高了材料的安全服役寿命,并拓展了聚酯纤维在深海远海等高端领域的应用㊂2.1㊀深海缆绳传统的钢缆绳难以在水下保持紧绷状态,同时由于其密度大,安装过程比较复杂性,且减弱了船舶的有效载荷能力㊂早在20世纪60年代,纤维绳就被建议作为主要的系泊绳索,以避免链条和钢丝绳的缺点[29]㊂纤维绳密度小㊁质量轻,且力学性能㊁耐磨性及拒海水性好,不仅可以提高船舶的载荷能力,而且拥有钢缆绳优良的力学性能㊂聚酯纤维具有高强㊁耐磨㊁耐疲劳等特点,且耐海水腐蚀性较好,可以提高系泊系统的耐磨性和耐久性,已成为深远海系泊系统首选材料[30]㊂国外深海系泊聚酯纤维缆绳生产商主要在欧美国家,代表性的缆绳制造商有Bexco公司㊁Lankhorst Ropes公司㊁Bridon公司等㊂2001年,巴西国家石油公司将聚酯纤维绳索成功应用于钻井平台㊁浮式生产及储存和卸载系统[31]㊂国内海洋工程用聚酯纤维缆绳生产㊁应用起步较晚㊂2020年,在南海陵水17-2气田上,聚酯纤维缆绳首次被应用于深海油气田作业平台的系泊系统㊂目前该聚酯纤维缆绳已应用于国际多个深海系泊平台项目,为国产聚酯缆绳的自主研发生产提供坚强保障[32]㊂2021年,我国自主勘探开发的首个1500m超深水大气田 深海一号 在海南岛东南陵水海域正式投产,标志我国海洋工程中油气田开采进入 超深水 时代,不断增加的水深和风㊁浪㊁流的影响,对工作平台的系泊系统提出了更高的要求,亟待开发性能更优的聚酯纤维缆绳以满足新的㊁更高的应用需求㊂浙江金汇特材料有限公司采用特殊结构喷丝板纺得的海洋缆绳用高强低伸涤纶工业丝涂覆拒海水型功能油剂后,耐磨次数对数值最高达4.21且上油均匀性好,油剂添加量明显减少[33]㊂该纺丝工艺可有效降低海洋缆绳用高耐磨高强低伸涤纶工业丝的生产成本,提高产品附加值㊂山东华纶新材料有限公司通过共混反应先得到侧基含蒽官能团的增黏聚酯,再与双马来酰亚胺进行熔融共混纺丝,可在不影响熔体可纺性以及废旧聚酯纤维回收利用的前提下提高纤维的强度及抗蠕变性,在海洋用绳索及其他工业领域具有广阔的应用前景[34]㊂2.2㊀海洋混凝土海洋环境下的强腐蚀性和海洋微生物的破坏对混凝土的耐久性和耐腐蚀性提出了更高的要求,普通水泥混凝土由于易膨胀开裂㊁脆性大㊁表面起层剥落等缺陷,很难适应海水中的氯离子渗透腐蚀和海洋微生物的破坏㊂聚酯纤维具有抗拉强度和弹性模量高㊁耐碱性好等优势,在混凝土中掺杂聚酯纤维可大大改善抗裂性和抗渗性,提升强度和韧性[35]㊂2.3㊀油污收集网溢油已成为海水的重要污染来源,严重危害人类生存健康,清除泄漏到海洋㊁河流和陆地的石油一直备受关注㊂为了有效地分离油与水,研究者对各种吸收剂结构进行了大量研究,研究表明,聚酯纤维织物是一种潜在的用于去除泄漏石油的吸收剂,具有很好的成本效益,且吸油性能优异㊂王洪杰等[36]以正硅酸乙酯为硅源,以氟硅烷为疏45㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年第46卷水改性剂,采用一步法制备了负载硅纳米粒子的超疏水聚酯纤维织物,水接触角可达156.2ʎ,对水和柴油混合物的分离效率达到98.32%㊂2.4㊀大型远洋渔具聚酯纤维由于具有性价比高㊁耐腐蚀性好及强度高等优势已取代天然纤维,应用于捕捞和渔业工程方面㊂20世纪90年代,日本东丽公司推出一种聚芳酯(Vectran)纤维,具有耐磨性㊁耐切割性㊁耐冲击性及耐酸碱性好等优势,已用于钓鱼线㊁绳索等的生产[37]㊂2017年11月,江苏恒力化纤股份有限公司联合多家科研院所攻克了聚酯纤维材料抗蠕变和抗水解的关键技术难题,具有抗海水腐蚀㊁拒紫外线照射等特殊功能,大大提升了聚酯纤维在海洋环境下的应用韧性㊂2022年9月,江苏德力化纤有限公司的 高均匀性超柔软聚酯纤维 ㊁ 微细聚酯纤维 ㊁ 亲水速干涤纶 ㊁ 亲水阻燃功能性聚酯纤维 及 亲水抗菌功能性聚酯纤维 五款产品通过省级新产品鉴定,有望助推聚酯纤维在海洋领域的拓展应用[38]㊂3㊀展望近10年来,虽然我国聚酯纤维改性技术取得了很大进展,不少改性品种已投入工业化生产,但与国外先进技术相比,仍存在较大差距,尤其是在海洋工程领域,如水下防护网㊁隔离网㊁过滤网及防污网用高强高模聚酯纤维,高性能经编格栅及土工布用聚酯纤维,抗芯吸轻量化耐磨聚酯纤维,悬浮式海洋油污拦截网和处理收集网用聚酯纤维,以及基于海洋风电和海上制氢的海洋清洁能源装备用聚酯纤维等,开发应用还有很大提升空间㊂同时,我国海洋工程用聚酯纤维在设备㊁自动化控制,以及专业测试手段方面还相对比较薄弱,亟待加强㊂绿色化㊁清洁化㊁差别化㊁功能化是实现聚酯纤维可持续发展的必由之路㊂未来,在实现聚酯纤维绿色㊁清洁生产的基础上,应进一步加强以PET为基材的差别化新型聚酯及其纤维的研发,进一步拓宽聚酯纤维在海洋工程领域的应用,同时赋予聚酯纤维功能化,提高产品综合性能和附加值㊂参㊀考㊀文㊀献[1]㊀CHU J W,HU X Y,KONG L H,et al.Dynamic flow andpollution of antimony from polyethylene terephthalate(PET)fi-bers in China[J].Science of The Total Environment,2021, 71:144643.[2]㊀金联创网络科技有限公司.2020年聚酯新产能持续增长增速放缓[EB/OL].(2020-12-25)[2023-07-10].http:///a/440405934_120066020.[3]㊀WANG S H,HOU W S,WEI L Q,et al.Structure and prop-erties of composite antibacterial PET fibers[J].Journal of Ap-plied Polymer Science,2009,112(4):1927-1932. 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[29]连宇顺,刘海笑.海洋系泊工程中合成纤维系缆研究述评[J].海洋工程,2019,37(1):142-154.[30]UMANA E C,TAMUNODUKODIPI D T,INEGIYEMIEMAparative analysis of fibre rope(polyester)and steel (wire)rope for a Floating Production Storage and Offloading (FPSO)terminal[J].Ocean Engineering,2022,243: 110081.[31]PETRUSKA D,GEYER J,MACON R,et al.Polyester moor-ing for the Mad Dog spar-design issues and other considera-tions[J].Ocean Engineering,2005,32(7):767-782. [32]王宇骅,李航宇,董海磊,等.海洋工程中国产深海聚酯缆绳述评[J].合成纤维,2022,51(10):36-40. [33]马建平,严剑波,林启松,等.海洋缆绳用高耐磨高强低伸涤纶工业丝的开发[J].产业用纺织品,2019,37(3):10-16. [34]胡祖明,孙钦超,王彦,等.一种海洋用抗蠕变高强聚酯纤维及其制备方法与应用:202210862789.6[P].2022-11-08.[35]朱丹.海洋环境下改性聚酯纤维混凝土耐久性研究[J].建材与装饰,2019,13:42-43.[36]王洪杰,赵娜,潘显苗,等.超疏水聚酯织物的制备及其油水分离性能研究[J].高分子通报,2022(6):46-53. [37]石建高,王鲁民,陈晓蕾,等.渔用合成纤维新材料研究进展[J].现代渔业信息,2008,23(5):7-10. [38]钱伯章.恒力石化超细纤维再填国内技术空白[J].合成纤维,2022,51(10):32.Modification technology and application of polyester fibers in marine fieldYU Ping1,SUN Qinchao2,WANG Yan3,HU Zuming3(1.School of Environmental and Chemical Engineering,Jiangsu Ocean University,Lianyungang222005;2.ShandongHualun Advanced Materials Co.,Ltd.,Linyi276600;3.State Key Laboratory for Modification ofChemical Fibers and Polymer Materials,Donghua University,Shanghai201620) Abstract:The technological progress of polyester fiber modification in antibacterial,flame retardant,conductive,superhydro-phobic properties and adhesive force was introduced.The techniques to endow polyester fibers with antibacterial properties,flame retardance,conductivity,superhydrophobicity and adhesive force mainly involve blend melting modification by adding inorganic antibacterial agents or halogen-free phosphorus flame retardants,filling modification using carbon nanotubes,graphene and other charged materials,modification using siloxane,fluorine compounds and other low-surface energy materials,plasma and ultraviolet light surface modification and so on.The application and development prospects of polyester fibers in marine engineering fields, such as deep-sea cables,marine concrete,oil spill collection nets and large ocean fishing gear,were described.It was pointed out that the development of high-performance polyester fibers with high cost-effectiveness,high reliability and differentiation be of great significance and the market prospects be enormous.Key words:polyester fiber;surface modification;marine field;application;development prospect65㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年第46卷。
上海市纺织工业技术监督所
上海市纺织工业技术监督所2016年年度工作汇报和2017年主要工作全所职工:大家中午好!2016年是“十三五”开局之年,也是我院实施“4+1”运营管理模式实质性推进之年,我所在院领导的关心指导下,以深化院所改革发展为中心,围绕《资产经营责任书》确定的各项经济指标和重点任务,充分利用资源优势,重点聚焦、组织落实、有效推进,顺利完成技监所整体搬迁,同时也出色完成了2016年经济目标任务,取得了可喜成绩。
第一部分 2016年行政工作回顾一、面对经济新常态和新挑战、努力工作,全面完成经济目标2016年根据院部“4+1”运行模式的要求,在技监所原有检测和计量业务全部归入检测公司的情况下,全所实现收入总额1877.6万元;标准物质和标准化室实现销售收入1646.9万元,同比增长6.7%,完成今年考核指标1300万元的126.7%;全年完成利润495.3万元,完成今年考核指标495.3 %,全面超额完成今年考核目标,取得了可喜成绩。
二、按照重点工作时间节点,全面完成了技监所整体的搬迁工作在院部领导和本所各部门的大力支持下,设备部于2月底前基本做好了平凉路988号4号楼、9号楼等楼层的装修、调整工作,为技监所的搬迁入驻奠定了基础。
为了按时保质完成搬迁工作,年初所部成立了搬迁领导小组和工作小组,制定了详细的搬迁计划。
各部门根据计划结合实际情况,在尽量不影响工作的前提下,经过近一个月的努力,全面完成了整体搬迁工作。
在较短时间内做到搬运、安装、调试到位,确保了业务工作的及时开展。
这次搬迁工作的有序实施,充分体现了技监所全体员工的大局意识,责任意识和团队精神,同时也得到了院领导的高度赞赏。
此外我们还完成了技监所动迁后的设备处置,水电煤的销户工作等,并于4月25日按时将房屋交付动迁组,得到了集团公司的肯定。
在此,我代表研究院和技监所领导班子对大家在支持集团公司战略调整布局中作出的贡献表示衷心感谢。
三、强化服务意识,拓展海外市场添效益1、面临严峻的竞争环境,标物中心坚持以品质、服务、创新作为一切工作的准绳。
PET—PTT共聚酯的流变性能
收 稿 日期 : 2 0 - 8 2 修 回 日期 : 2 o 一 O l 。 0 7 0 — 7; O 7 l— 5
作 者 介 绍 : 邹 汉 涛 ,女 , 9 6年 生 ,博 士 研 究 生 。 业 于 17 毕 东 华 大 学 材 料 科 学 与工 程 专 业 。 要 研 究 方 向 为 高 分 子 主
改性 、 能高分 子材 料和化 学纤维 成型 , 功 已发 表论 文, l O
余 篇 。 联 系 电 话 :0 7 8 4 0 7 ; — i u ato (2 )7 5 8 0 E mal h na@mal : i .
d ue u a或 zu to 0 0 o u o 。 h. . dc o ha 2 0 @sh . r cn
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结构 与 性 能
CI NTHErC REsl A ,51 6 合成树脂及塑料,0ND2( :6 H AY NS 28 PLA) S 0 I N S nC
P T P T共聚酯的流变性 能 E —T
邹汉涛 t 徐卫林 1 李 光 江建明 2
肿 共 混 和共聚合 已被 众多学 者研究 , m 如 和 P T共 混 和共聚 合【] E 1、 -肿 3 与 P T共混[1 。聚 B 4等 , 5
Tab Co o i o ,ntisc vs o iya l n onto .1 mp st n i rn i ic st nd met g p i f i i
文献标识 码: B
文章 编号 : 10 —19 (0 8 l O6 - 4 0 2 3620 ) — 0 6 0 0
聚 对 苯 二 甲酸 丙 二 酯 ( 唧
是 一 种 新 型 聚 酯
芳香族共聚酯的固相聚合和熔融纺丝
芳 香 族 共 聚 酯 的 固相 聚 合 和 熔 融 纺 丝
王 燕 萍 ,夏 于 曼 ,甘 海 啸 ,朱卫 彪 ,钦 维 民 ,王依 民 ’
( .东 华 大 学 纤 维 材 料 改 性 国 家 重 点 实 验 室 , 海 1 上 2 12 ; .东华 大学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ,上 海 0 60 2 2 12 ) 0 6 0
WA G Y n ig , I u i , A ax ห้องสมุดไป่ตู้ , H e io , I e i , N a pn X A Y m n G N H i a Z U W i a Q N W i n WA G Y m n, i b m N ii
( .Sae e a oaoy o d c t no h m cl ie & P lm r t i s D n h a U i r t , h n h i 1 t yL b rt r tK r f Mo i ai C e i br i f o f aF s o e Ma r l, o g u n e i S a g a y ea v sy 2 1 2 ,C ia 2 o e e fMae a c ne& E gn e,D n h a U i r t , h n h i 2 1 2 ,C ia 0 6 0 h ; .C lg n l o t il i c r Se n i r o g u nv s y S a g a e ei 06 0 h ) n
wih t e ic e sn ft e e a u e Th s s n fb rwih s mp e atrS a ih rsrn t h n t h n r a i g o he tmp r t r . e a —pu e t a l fe PP h d h g e te g h ta i ta eo e S P. S h tb f r P EM i a e h we t a h a o ai o oy se be s o o e f m a r fb i o m g s s o d h t t e r m tc c p le t r f r i c mp s d o c oi rl f i
对苯二甲酸异山梨醇乙二醇共聚酯的热性能与可纺性
7 8
1 36 25 4
13.0
12.0
11.0
10.0
9.0
8.0
7.0
6.05.04.0源自3.02.0ppm (t1)
图 2.PESIT 氢核磁分析
Fig2 1H-NMR spectrum of the PESIT
2.2 聚合物红外分析
如图 3 所示谱图分析可知,3430cm-1 的强吸收峰为 PESIT 中氢键的伸缩振动峰;1720cm-1 的强吸收峰为主链上羰基对称和不对称伸缩振动峰;1260cm-1 和 1100cm-1 的强吸收峰为分子 中 C-O 伸缩振动峰;谱图中在 1720 cm-1 处有强的吸收,并且在 1260~1050 cm-1 区域内出现两 个强的吸收峰,可判定分子中含有酯基。由核磁图谱和红外图谱综合分析可知,分析所得基 团为 PESIT 所含基团,这说明异山梨醇单元的确参与了对苯二甲酸乙二醇酯的聚合反应,生 成产物 PESIT。
100
90
Transmitting(%)
80 729
70 3430
1720
1260 1100
60
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
W avenum bers(cm -1)
图 3. PESIT 红外光谱分析 Fig.3 FTIR spectrum of the PESIT
江苏省纺织研究所 POY 高速纺丝实验机:螺杆直径φ25mm;喷丝板直径φ75mm,喷丝板 孔径φ0.25mm、长径比 2.5,孔数 24;螺杆压力 40-60Kg;卷绕速度 3150M/min;切片 24 小时 真空干燥,干燥温度 120 度。
生物可降解脂肪族-芳香族聚酯的开发与应用
T c n lg e h oo y& Ec n mis i er c e c l o o c n P t h mi as o
第2 卷 6
第5 期
2 1 年 1 月 00 O
生 物 可 降解 脂 肪族 一芳 香族 聚酯 的开发 与应 用
钱 军 程 川 林 生 兵
( 中国.4 海石油化工股份有限公司涤纶事业部 , 04 ) g EI - 2 50 0
摘 要: 以开发环境友好型、 生物质原料可替代 的生物可降解脂肪族聚酯 的开发 与应用 为背景 , 国内外 对
生物可降解脂肪族聚酯研发和生产现状 、 产品特性 、 应用前景进行了阐述 , 明了生物 可降解脂肪族聚酯 因 表 其优 良的性能 、 环境友好和经济性 , 在可弃和限次使用制品等领域具有广 阔的市场应用前景 。
以聚对苯二 甲酸乙二醇酯( E ) P T 为代表的热
塑性 芳香族 聚酯 热性 能稳定 , 力学性 能 优 良 , 于 便 加工 , 价格 低廉 。但芳 香族 聚酯 生物降解 性很 差 。 因此 ,0世 纪 8 2 0年 代 以来 , 少 公 司致 力 于 设 不
料就是通过微生物的生命活动而在一定时间内降 解 。所谓可 降解 通常应 具备 三个特 征 : 一 , 经 第 在 过一 段时 间的使 用后 , 其形态 将发 生重 大改变 ; 第
1 生物可 降解脂 肪族 一芳香 族共 聚酯 的特点
且 P S等 全 脂 肪 族 聚酯 产 品 , 料 成 本 高 , 品 B 原 产 价格居 高不 下 。这 些都 成 了限制脂 肪族 聚酯进 一
步发展 的瓶 颈 。
降解 高分子 材料 的品种 繁多 , 一般说来 , 分 可 为光 降解 和生物 降 解两 种 , 生物 可 降解 高 分 子 材
PET/PTT共聚酯的序列结构
酯 :上海试 剂有 限公司 ;钛 酸正丁酯 :上海试剂有 限公 司 ;醋酸 锑 :工业级 ,大连第一有机 化工有限
公 司。
中尚不能充分体现 。因此 ,很多研究 者: 艮 寻找 蕾H 于
一
种经济 合理的方式 ,使 得这两种聚 酯材料 性能得
1 聚合方 r和 P r 行 共聚 合便 Er r 进 r
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研 究 论 文
F e ierh i r  ̄ ac b Rs
2 共 聚 酯 P TP T序 列 结 构 分 析 . 2 E /T
右停 止,以出水 量进行衡量。缩 聚反应开始缓慢 { 6 { 真 空 ,温 度 缓慢 上 升 ,终 温 控 制 在 2 0 以 下 8 (D P O含量较大 时 ,共聚温度略低 点 ,否则会 引起
(0 g P )和钛 酸正丁酯 (0 g T A 20 / T A g 10 倌 P )混
学位 移 () 来计算 两 种组 分 在 聚合物 中的比例 ; 8
而通过测定 苯环上季 碳原子的化学位移则可 以区分
出不 同序 列结 构 的共 聚单 元 。下 式是 P TF ̄ 共 E/I 聚物的结构单 元 :
通过核磁 共振来分析不 同单体 配比对 P TPT E /I
共聚酯组 成及结构的影响 。作为具有不 同二醇组分
的共 聚酯 ,通过 二 醇单 元亚 甲基 上 的 H或 C的化
热降解) ;在酯化利 缩聚反应 投料前 用高纯 氮鼓泡
赶走氧气 ,防止氧化。在 酯化阶段 加入钛酸正丁 酯 (0/ / T A 5  ̄ g P )作为催化剂 ;缩 聚阶段加 入醋酸锑 g
规 共聚物 。
关键 词 :P TP r 聚物 ; 列结构 ;核磁 共振 ; 规 度 E /, 共 r 序 ¨ 无
东华大学承担再生聚酯纤维高效制备等项目
研究取得 突破 ,开 发出了具有催 化活性且可 磁分离功 能的
复合催化 剂 ,研制 了磁 分离反应 一体化装置 解决 了细小催
化剂 的固液分离难 题 ,减少 了后序 固液分离装 置和相关 配
套设 施 。
中北 大学此项研究 可应用 于磁 性钛硅分 子筛催化环 己 酮氨肟化 制环 己酮 肟 、磁性氧化钛 光催化 降解 有机废水 、 磁性铜硅催 化剂催化糠 醛加氢制糠 醇 、磁性 固体 酸催化烯
第 2期
・ 2 6 7・ 研 究人员研 制出一种 能从 环境 中同时收集利用 太阳能与人
苎
东华大学承担再 生聚酯纤维高效制备等项 目
东华大学承担 的 2 0 1 6年 度 国 家 重 点 研 发 计 划 重 点 基 础
体运动机械 能的新型智 能服装材料 ,有望用来 为可穿戴设 备甚 至智 能手机充 电。
该研究结 合现有 的摩 擦纳米发 电机 ,研制 出能同时收 集并 存储人体 运动机械 能的复合织 物系统 。首先 ,将 基于 高分 子材料 的染 料敏化太 阳能 电池做 成纤维材料 ,从 而将
太 阳能转化 为电能 。其次 ,利 用超级 电容器储存 能量 ,超 级 电容器也制成 纤维状材 料。然后 ,在 两种材料 的表 面镀
大 连 理 工 纳 米 材 料 研 究 取 得 突 破 性 进展
成 的短袖 T恤能驱动发光二极管 、 传感器 等小 型电子设备 。
南 京 大 学 制 备 新 型 柔 性 电极 材 料
南 京大学 的研究 人员采用 低成本 的普通 纤维布为原 料
制备 了新 型 电极材料 ,并用此材料 组装得 到的固态 电容 器
制成手环型柔性器件 ,成功为智能手机充 电 。 柔性 可穿戴式及 便携式 电子器件 ,要求 驱动其工作 的 供能器件 不仅能提供 足够 的功率 密度和能量 密度 ,还需具
东华大学材料学院实习思考题
1、聚酯生产的工艺路线有哪几种?各有什么优缺点?答:(1)间歇酯交换缩聚法:优:技术成熟,分批酯交换、缩聚、切片熔融纺丝缺:质量不稳定,成本高(2)连续酯交换缩聚法:优:连续化生产,直接纺丝,可取消造粒、干燥工序,避免二次熔融热降解,质量稳定,质量好,成本低(3)直接酯化法:优:原料TPA直接与EG酯化,省去DMT的制造、精制和甲醇的回收工序,工艺过程简化缺:TPA精制困难,难溶于EG中。
(4)环氧乙烷加成酯化法:优:用EO代替EG,直接与TPA加成反应,使TPA酯化,省去了由EO制取EG的工序,聚合体质量较直接酯化法好缺:EO易燃易爆,运输保存困难,反应难以控制,设备结构较为复杂2、熟悉以DMT为原料的聚酯生产流程及其主要工艺参数。
DMT + EG → BHET →PET →直接纺丝法EG 间接纺丝法主要工艺参数:1.缩聚T=200℃以上2.缩聚时间t取决于反应速度(甲醇蒸汽排除速度),又与T和催化剂的用量有关3.单体配比DMT:EG=1:2,实际中EG过量4.催化剂使活化能下降,反应温度下降5.反应压力,一般都是不加压。
3、了解涤纶厂聚合车间的主要设备结构及其作用(酯交换反应釜,真空乙二醇去除槽,子缩聚釜,缩聚釜等)画出流程简图。
4、酯交换反应和缩聚过程中使用哪些催化剂?在生产上它们是怎样加人的?酯交换反应:醋酸盐碱性使酯键断开,180-200℃下进行,使甲醇蒸发掉(Tb=64.7℃)缩聚过程:三氧化二锑(Sn2O3),在加热和真空下进行缩聚,用N2将熔体由釜底压出。
5、影响酯交换反应的因素有哪些?生产中如何控制酯交换率?答:温度,配比,时间,催化剂,压力温度:T>200度,反应速率增加,是甲醇蒸发加快。
配比:DMT:EG=1:2,实际中EG过量。
催化剂:适量催化剂加快反应速率。
压力:适当压力促进反应减少小分子并及时去除小分子,使平衡向右。
6、乙二醇真空去除的作用是什么?生产中如何控制?答:EG量越少,平衡向右,聚合度越大,真空度越小,缩聚效果越好。
PET-PST共聚酯的合成及其结构性能研究
微生 物试 剂 有 限公 司产 ; N— B O C . 丝 氨醇 : 按 文 献 [ 8 ] 的方法 合成 , 自制 。
田梅香 , 李发学 , 吴 德群 , 王学利 , 俞建勇 ,
( 1 . 东华 大学 纺织学 院 , 上海 2 0 1 6 2 0; 2 . 东华大学 研究 院, 上海 2 0 1 6 2 0 )
摘 要 :将以二碳 酸二叔 丁酯( B O C ) 为氨基保护 基的丝 氨醇 ( N- B O C . 丝 氨醇 ) 、 乙二 醇( E G ) 分别 与对苯 二 甲酸二 甲酯( D M T ) 进行酯交换反应制得酯化物 I 和酯化物 Ⅱ, 再将 酯化 物 I 和酯化 物 Ⅱ按一定 比例进行
能, 抗 菌 带 宽 度 随 着 酯 化物 I含量 的增 加 而增 大 。
关键词 : 聚酯
共聚酯
二碳 酸二 叔丁酯
丝氨 醇 抗 菌性能
中图分类号 : T Q 3 2 3 . 4 1
文献标识码 : A
文章编号 :1 0 0 1 . 0 0 4 1 ( 2 0 1 7 ) 0 6 . 0 0 3 3 — 0 5
予 产 品持 久 的抗 菌性 。
1 实 验
纺织 服装 及其 他领 域 。作 为与人 体皮 肤贴 身接 触 的纺织材料 , 人 们 希 望 其 具 有 一 定 的抗 菌 功 能 。 由于 人体皮 肤 表 面分 布 着 许 许 多 多 的 细 菌 , 正 常 情 况 下皮肤 的微 生态 处 于 一 种 动 态平 衡 , 当这种 平 衡被 打破 后 , 极 易 导 致 感 染 或皮 肤 疾 病 J 。因
聚对苯二甲酸异山梨醇乙二醇共聚酯及其熔纺纤维性能
第37卷第1期高分子材料科学与工程V o l .37,N o .1 2021年1月P O L YM E R MA T E R I A L SS C I E N C E A N DE N G I N E E R I N GJ a n .2021聚对苯二甲酸异山梨醇/乙二醇共聚酯及其熔纺纤维性能朱青青,周家良,潘伟楠,相恒学,胡泽旭,朱美芳(纤维材料改性国家重点实验室东华大学材料科学与工程学院,上海201620)摘要:通过三元共聚将生物基异山梨醇(I s )引入到聚对苯二甲酸乙二醇酯(P E T )的分子链中,制备了系列聚对苯二甲酸异山梨醇/乙二醇共聚酯(P E I T )㊂进一步熔融纺丝获得了P E I T 纤维㊂利用核磁共振波谱仪㊁凝胶渗透色谱㊁差示扫描量热仪㊁热重分析仪㊁X 射线衍射仪及纤维强力仪分析研究了P E I T 共聚酯的结构和性能㊂结果表明,I s 刚性单元显著提高了P E I T 的玻璃化转变温度(T g ),保持了共聚物良好的热稳定性;同时破坏了分子链的规整性,使其结晶度有所降低㊂P E I T 具有良好的可纺性,I s 摩尔分数为5%时,P E I T 纤维具有优异的力学性能,断裂强度较P E T 纤维增加了45%;仅当I s 摩尔分数高于40%时,可拉伸性下降㊂关键词:异山梨醇;生物基;共聚酯;纤维中图分类号:T Q 342+.2 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2021)01-0024-08d o i :10.16865/j.c n k i .1000-7555.2021.0028收稿日期:2020-12-04基金项目:教育部 创新团队发展计划 滚动支持(I R T 16R 13);上海市优秀学术/技术带头人计划(20X D 1433700);上海市 一带一路 国际合作项目(20520740800);中国博士后科学基金(2019M 661323,2020T Q 0062)通讯联系人:相恒学,主要从事生物基高分子与纤维研究,E -m a i l :h e n g x u e x i a n g @d h u .e d u .c n ;朱美芳,主要从事聚合物纤维成形与改性研究,E -m a i l :z h u m f @d h u .e d u .c n近年来,由于环境与能源问题备受关注,由可再生资源生产环保型高分子材料成为研究的热点[1]㊂如,目前已实现商品化的生物基聚酯聚乳酸(P L A )㊁聚丁二酸丁二醇酯(P B S )及聚羟基脂肪酸酯(P H A s )等[2~4]㊂然而,这些聚酯大多存在制品力学性能弱㊁耐热性差等问题[5,6]㊂异山梨醇(I s)是一种已成功实现工业化生产的生物基可再生二醇㊂由于其独特的刚性和手性㊁无毒性和良好热稳定性等优点,I s 被广泛用于合成生物基树脂,替代当前通用树脂中的单体原料,如聚对苯二甲酸丁二醇酯(P B T )和聚对苯二甲酸乙二醇酯(P E T )中使用的石化精炼二醇[7~9]㊂将I s 通过共聚引入到聚酯分子链中,其自身的刚性结构有助于增强共聚酯的热稳定性,并显著提高其玻璃化转变温度(T g )[10]㊂然而,将I s 单元插入聚合物主链,会破坏链的规整性,使结晶度降低,甚至于会形成完全无定形的材料,这极大地阻碍了它们在工业上的应用[11]㊂因而,本文通过三元共聚的方法制备了聚对苯二甲酸异山梨醇/乙二醇酯(P E I T ),研究了I s 组分对共聚物结构及热性能的影响,评估了P E I T 树脂的可纺性及纤维的结构与性能关系㊂1 实验部分1.1 原料与试剂对苯二甲酸(P T A )和乙二醇(E G ):中国石化仪征化纤股份有限公司;异山梨醇(I s):长春大成实业集团有限公司;氘代三氟乙酸(分析纯)㊁六氟异丙醇(分析纯):百灵威科技有限公司;钛系催化剂:自制㊂1.2 P E I T 共聚酯的制备氮气保护下,在聚合反应釜中依次加入一定量的P T A ,E G ,I S B 及催化剂,200ħ下进行酯化反应2h ,随后缓慢升温㊁降压进行预缩聚,最后升温至265ħ,高真空(<50P a )反应至搅拌电机达到一定功率后停止,进行水冷切粒㊂1.3 P E I T 共聚纤维的制备首先,将P E I T 树脂在转鼓烘箱中进行烘干处理,3h 内从40ħ匀速升到95ħ,然后恒温15h ,使其充分预结晶㊂再经3h 匀速升温至135ħ,恒温15h ,充分除去结晶水㊂之后在5h 内降至40ħ㊂将充分干燥的P E I T 树脂通过熔融纺丝机进行纺丝实验㊂选择的喷丝板含有24孔(0.3mmˑ0.75mm ),计量泵为1.2m L /r ,计量泵转速为15r /m i n,卷绕速率为800r/m i n㊁牵伸倍数为4倍㊂T a b.1P r o c e s s p a r a m e t e r s o f t h e p o l y m e r i z a t i o nS a m p l e sR e a g e n t sn(P T A)/m o ln(E G)/m o ln(I s)/m o lT i t a n i u mc a t a l y s t/gE x p e r i m e n t a l c o n d i t i o nE s t e r i f i c a t i o nt e m p e r a t u r e(ħ)/t i m e(h)P o l y c o n d e n s a t i o nt/ħv a c u u mˑ10-3/P a t/hP E T22.4000.05224/3.02742.0001.5 P E I T-522.280.120.05222/3.02754.0002.0 P E I T-1022.100.240.05224/3.52762.6662.0 P E I T-2021.920.480.05225/3.52771.3332.5 P E I T-4021.440.960.05228/3.52765.3333.0 P E I T-8020.501.920.20231/3.02765.3333.51.4分析与表征1.4.1核磁共振波谱分析:利用瑞士B r u k e r公司的A v a n c e600型核磁共振波谱仪(NMR)对P E I T的化学结构及序列结构进行测定㊂氢谱测试(1H)是将10 m g左右的样品溶解于0.5m L的氘代三氟乙酸中,四甲基硅烷(T M S)作为内标物,共振频率为600H z㊂碳谱测试(13C)是将40~50m g左右的样品溶解于0.5m L的氘代三氟乙酸中,TM S作为内标物,共振频率为600H z㊂1.4.2凝胶渗透色谱分析:利用美国安捷伦公司的P L-G P C50型凝胶渗透色谱(G P C)测试P E I T树脂的相对分子质量和相对分子质量分布㊂采用六氟异丙醇作为溶剂,配置1~2m g/m L的P E I T/六氟异丙醇溶液㊂利用六氟异丙醇和三氟乙酸钾作为洗脱液,流速为0.8m L/m i n㊂1.4.3差示扫描量热分析:利用瑞士M E T T L E R T O L E D O公司的D S C-822型差示扫描量热仪(D S C)测试P E I T的热性能㊂将5~10m g的样品,在50m L/m i n的氮气气氛下,以10ħ/m i n的速率,先从35ħ升温到290ħ,然后保持2m i n,再以同样的速率,降温到35ħ,停留2m i n,继续以10ħ/m i n 的速率升温到290ħ㊂1.4.4力学性能测试:利用常州大华公司的Y G029型纤维强力仪测试P E I T共聚酯纤维的力学性能㊂夹距距离为500mm,拉伸速度500mm/m i n,温度为20ħ㊂每种试样重复测试15次,实验数据取平均值㊂2结果与讨论2.1化学结构分析通过1H-NMR,13C-NMR测试P E I T共聚酯的分子链组成及结构,通过核磁谱图的峰位及相应特征峰面积,计算得出P E I T共聚酯结构中不同组分的摩尔比及相应链段的序列结构㊂F i g.1为不同添加比的共聚酯核磁氢谱图以及位移分配的具体结构图㊂1,2分别归属于结构中的芳香环和二乙烯,异山梨醇的峰主要分布在δ4.4~6.2之间㊂根据氢谱图以及式(1)和式(2),可以计算出结构中异山梨醇(n I T)和乙二醇(n E T)的实际摩尔比,结果如T a b.2所示㊂由于异山梨醇反应活性要远远低于线型二元醇[12],因此最终结构中异山梨醇的实际组分要远远低于添加比㊂为了进一步研究共聚酯中乙二醇组分和异山梨醇组分的序列结构,进行了碳谱测试,测试谱图如F i g.2所示㊂由于异山梨醇和乙二醇所处的化学环境不同,属于苯环的季碳原子被分割成多个单元,因此具有足够的分辨率来分析共聚酯的序列分布[13]㊂从F i g.2 (b)中可以看出,共聚酯的分子链组分方式主要有4种,分别为E E,E I,I E和I I㊂各季碳的积分用I i表示,其中i=1,2,3,4分别表示E E,I I,E I,I E的积分峰㊂通过式(3)至式(8)[14]可以计算出E T和I T重复单元的平均序列长度以及无规度(R)㊂从T a b.2中的结果可以看出,随着I s/E G的增加,n n,E T逐渐减小,n n,I T逐渐增大,这也表明共聚酯的成功聚合㊂所有共聚酯的无规度(R)趋向于1,说明共聚酯内部所有单元呈无规状分布㊂此外,T a b.2中列出了通过G P C测试的P E I T共聚酯的相对分子质量的大小以及分子量分布㊂可以发现,随着I s含量的增加,共聚酯的相对分子质量逐渐降低,这与I s的反应活性低有关㊂由于异山梨醇的双环导致其次生羟基的亲核性明显降低,当其参与反应时,有效参与反应的量不高,致使分子链无法持续增长㊂n E T=I2/4I2/4+I5(1)52第1期朱青青等:聚对苯二甲酸异山梨醇/乙二醇共聚酯及其熔纺纤维性能n I T=I5I2/4+I5(2)N E E=I1I1+I2+I3+I4(3)N I E+N E I=I3+I4I1+I2+I3+I4(4)N I I=I2I1+I2+I3+I4(5)n n,E T=1+2N E EN E I+N I E(6)n n,I T=1+2N I IN E I+N I E(7) R=1n n,B T+1n n,I T(8)F i g.1(a)1H-N M Rs p e c t r a o f c o p o l y e s t e r s,(b,c)e n l a r g e m e n t o f c h e m i c a l s h i f t,a n d(d)c h a i n s t r u c t u r e o f P E Ta n dP E I TT a b.2C o m p o s i t i o n,m o l e c u l a rw e i g h t a n d s e q u e n c e s t r u c t u r e o f c o p o l y e s t e r sS a m p l e s Y i e l d/%M o l e r a t i o(X E/X I)T h e o r e t i c a l v a l u e A c t u a l v a l u eM o l e c u l a rw e i g h t sM n cˑ10-4M w cˑ10-4DS e q u e n c e l e n g t h sN E T N I TR P E T95100ʒ0100ʒ02.465.002.03P E I T-59495ʒ597ʒ32.374.661.9525.01.001.04P E I T-109290ʒ1095ʒ51.703.962.3313.51.001.07P E I T-209280ʒ2087ʒ131.804.602.508.01.001.25P E I T-409060ʒ4077ʒ231.213.242.673.271.760.87P E I T-809020ʒ8056ʒ441.132.652.332.01.811.0562高分子材料科学与工程2021年F i g.2(a)13C-N M Rs p e c t r a o f P E Ta n dP E I T,(b)e n l a r g e m e n t o f c h e m i c a l s h i f t,(c)c h e m i c a l s t r u c t u r e s o f f o u r p o s s i b l e d y a d sF i g.3T h e r m a l a n d c r y s t a l l i n e p r o p e r t i e s o fP E Ta n dP E I TD S Cc u r v e s:(a)f i r s t h e a t i n g;(b)c o o l i n g;(c)t h e s e c o n dh e a t i n g;(d):T g o f c o p o l y e s t e r sw i t hd i f f e r e n tI S Bc o n t e n t s;(e):T Gc u r v e s;(f):WA X D p a t t r e n s2.2热性能分析高的玻璃化转变温度(T g)在用于加热包装或加压气态饮料容器制造的聚酯中非常受重视[14,15]㊂通过D S C可以获得P E I T共聚酯的T g㊁熔点(T m)㊁熔融晗值(ΔH m)以及结晶度(X c)等参数㊂F i g.3为P E T和P E I T热性能和结晶性能曲线㊂从F i g.3(d)可以看到,随着I s含量的增多,P E I T共聚酯的T g显著提高㊂这是由于柔性的乙二醇链段被高刚性的I s 所取代,降低了链的流动性,从而显著提高P E I T的T g,但同时由于I s刚性结构的不对称性,将其引入聚72第1期朱青青等:聚对苯二甲酸异山梨醇/乙二醇共聚酯及其熔纺纤维性能合物主链中,会阻碍分子链的运动,从而严重影响聚合物的结晶过程,使其结晶性能降低㊂因此从F i g.3(a~c)中可以看出,当I s含量增加,共聚酯的结晶峰消失㊂同时随着I s的添加量达到一定数值时,共聚酯熔融峰也随着消失,整个大分子呈无定形态[16]㊂P E I T的T m和ΔH m也随着I s的增加而逐渐降低,异山梨醇的添加量到20%时,P E I T的熔点下降到217ħ㊂通过D S C曲线可以计算得出P E I T 的结晶度,具体数据列于T a b.3,随着I s的增加,共聚酯的结晶度也是逐渐降低㊂共聚酯的热稳定性是判断其潜在应用的重要参数,F i g.3(e)为P E I T共聚酯的热失重曲线㊂所有的曲线呈现单级热降解,同时所有的共聚酯在370ħ时都没有明显的失重,这表明共聚酯均具有良好的热稳定性㊂从T a b.3可以看到,P E I T的T5%和T d m a x与石油基P E T相比基本一致或无明显下降,这说明I s 的加入虽然导致P E I T结晶性的降低,但它的刚性分子结构仍然为共聚酯的热稳定性提供了保障㊂为了进一步研究I s对共聚酯结晶性能的影响,采用X射线衍射仪对共聚酯的结晶性能进行研究㊂如F i g.3 (f)所示,P E T在17.3ʎ,22.9ʎ以及25.9ʎ处存在很强的衍射吸收峰,这对应于P E T的单斜晶系㊂随着I s的增加,共聚酯最初还能维持P E T的晶体形貌,但当添加量达到40%及以上时,共聚酯没有了明显的衍射峰,呈无定形状㊂共聚酯中除了出现P E T的特征衍射峰,并未出现其他特征衍射峰,这表明在共聚酯中,只有P E T晶体存在,异山梨醇并未与苯环形式特定的晶体㊂这也是由于异山梨醇2个羟基的位置阻碍了分子的空间排列,导致了共聚酯中仅有P E T晶体的存在㊂共聚酯的结晶度通过J a d e软件分峰拟合后计算出的结果列于T a b.3㊂通过D S C计算出的结晶度和X R D的结果由于计算方式的不同,差异较大,但趋势基本一致㊂T a b.3T h e r m a l a n d c r y s t a l l i z a t i o n p r o p e r t i e s o fP E I Tc o p o l y e s t e r sS a m p l e1s t h e a t i n gT c c/ħΔH c c/(J㊃g-1)T m/ħΔH m/(J㊃g-1)X c/%1s t c o o l i n gT c/ħΔH c/(J㊃g-1)2n dh e a t i n gT g/ħT m/ħΔH m/(J㊃g-1)T G AT5%/ħT d m a x/ħX R DX c/%P E T12512.1824539.3019.317732.577624237.33386.044925.3 P E I T-514623.1624030.885.016234.298123728.85388.044924.6 P E I T-101799.0022614.113.0842226.70387.645023.0 P E I T-202142.231.5942170.30385.544820.4 P E I T-40107379.644622.0 P E I T-80124374.343922.5F i g.4M e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f c o p o l y e s t e r s f i b e r d r a w n4t i m e s(a):s t r e s s-s t r a i n c u r v e s;(b):m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s82高分子材料科学与工程2021年2.3 P E I T 纤维的力学性能通过熔融纺丝的方法制备了P E I T 纤维㊂其中P E I T -80流动性较差无法纺丝,P E I T -40虽然具有可纺性,但由于刚性过强,不具可牵伸性㊂纤维的力学强度在一定程度上决定了其应用方向和应用前景㊂F i g.4为经4倍牵伸后不同I s 添加量的共聚酯纤维力学性能图㊂随着I s 的加入,共聚酯纤维的强度有所提高,5%添加量的纤度断裂强度高达3.85c N /d t -e x ,但其断裂伸长率相比纯的P E T 有所降低㊂当I s添加量增加到10%,其断裂强度相对5%有所降低,仍比纯的P E T 略高,但其断裂伸长率仍然持续下降,当含量增加到20%时,断裂强度和断裂伸长率都呈下降趋势㊂这是由于当I s 含量较高时,I s 反应活性低导致相对分子质量的降低,从而造成强度的降低㊂而断裂伸长率的降低则是由于刚性组分的引入降低了共聚酯分子链的柔性,从而导致共聚酯的可拉伸性降低[8]㊂F i g .5 X R D p a t t e r n s o f P E I Tc o p o l ye s t e rf i b e r d r a w n4t i m e s (a ):o n e -d i m e n s i o n a lX R Dd i f f r a c t i o n p a t t e r n s ;(b ):f i b e r o r i e n t a t i o n p a t t e r n sT a b .4 C r y s t a l l i n i t y an do r i e n t a t i o nd a t a o f P E I Tf i b e r sS a m p l e X cX R D/%O r i e n t a t i o nd e gr e e f c /%f s /%f a /%P E T53.795.585.073P E I T -548.994.490.587P E I T -1048.391.684.076P E I T -2041.795.364.642f s :s o u n dv e l o c i t y o r i e n t a t i o nf a c t o r ;f c :f i b e ro r i e n t a t i o n ;f a :o r i e n t a t i o nd e g r e e o f a m o r p h o u s r e g i o n 2.4 P E I T 纤维的结晶度及取向度纤维的力学性能主要受其结晶度及取向度的影响㊂当纤维受到拉伸时,未取向的部分其分子间作用力首先被破坏,其次是取向主链上的共价键被破坏㊂而分子内的化学键合力是要远远大于分子间作用力㊂当纤维的取向度增加时,主链上沿拉伸方向排列的数目就会增加,此时断裂更倾向于主价键的破坏,因此纤维强度提升㊂而结晶度增加时,晶区分子链的堆砌使分子间作用力大大增加,从而纤维强度也增加㊂通过X 射线衍射仪和声速取向仪来测试P E I T共聚酯的结晶度和取向度㊂F i g.5(a )为P E I T 纤维的一维X R D 衍射图,可以看到P E I T 共聚酯纤维的方位角没有变化,均在0ʎ和180ʎ附近,异山梨醇的加入并没有改变晶体结构㊂F i g .5(b )为P E I T 纤维的取向曲线图㊂X 射线衍射仪测试的是晶区的取向,纤维经过牵伸后,大分子链沿力的方向有序排列,从而发生择优取向㊂声速取向因子(f s )显示的是整个分子链整体的取向程度,它既包括晶区的取向也包括非晶区的取向,反映的是纤维整个尺度范围内的有序性㊂从T a b .4中可以看到,5%异山梨醇添加量的共聚酯纤维其声速取向值相对纯的P E T 来说有所上升㊂但同样高异山梨醇添加量的共聚酯纤维由于分子链规整度的破坏,从而导致了声速取向值的降低㊂此外,纤维的平均取向度(f s )㊁晶区取向度(f c )以及非晶区的取向度(f a )存在一个关系,如式(9)所示㊂从T a b .4中的数据可以看出,5%异山梨醇添加量的P E I T 共聚酯纤维非晶区㊁晶区的取向度都较高,才导致其具有最好的力学强度㊂f s =x f c +(1-x )f a(9)92 第1期朱青青等:聚对苯二甲酸异山梨醇/乙二醇共聚酯及其熔纺纤维性能3结论通过三元共聚的方法制备了系列P E I T共聚酯,并通过熔融纺丝制备了P E I T纤维㊂P E I T具有优异的热稳定性,但由于I s的引入破坏了分子链的规整性,使其结晶度有所下降㊂当I s添加组分为5%时,刚性的I s分子结构显著提高了P E I T纤维的力学性能,较P E T纤维相比,断裂强度增加45%㊂参考文献:[1]I w a t aT.B i o d e g r a d a b l e a n db i o-b a s e d p o l y m e r s:f u t u r e p r o s p e c t s o fe c o-f r i e n d l y p l a s t i c s[J].A ng e w a n d t eCh e mi e-I n t e r n a t i o n a lE d i t i o n,2015,54:3210-3215.[2] X i a n g H,C h e nZ,Z h e n g N,e t a l.M e l t-s p u nm i c r o b i a l p o l y(3-h y d r o x y b u t y r a t e-c o-3-h y d r o x y v a l e r a t e)f i b e r s w i t h e n h a n c e dt o u g h n e s s:s y n e r g i s t i c e f f e c t o f h e t e r o g e n e o u s n u c l e a t i o n,l o n g-c h a i nb r a n c h i n g a nd d r a w i n g p r o ce s s[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fB i o l o g i c a lM a c r o m o l e c u l e s,2019,122:1136-1143.[3]沈勇,李志波.有机磷腈碱催化环内酯开环聚合制备可降解聚酯研究进展[J].高分子学报,2020(8):777-790.S h e nY,L i ZB.R i n g-o p e n i n gp o l y m e r i z a t i o no f c y c l i c e s t e r s b y u t i l i z i n g o r g a n o p h o s p h a z e n e b a s e s t o w a r d b i o d e g r a d a b l e p o l y e s t e r s[J].A c t aP o l y m e r i c aS i n i c a,2020(8):777-790. 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s e d o n a n i s o s o r b i d em o n o m e r f o rc o i l c o a t i n g a p p l i c a t i o n s[J].A C SS u s t a i n a b l eC h e m i s t r y&E n g i n e e r i n g,2018,6:14125-14134.[8] C h e b b iY,K a s m iN,M a j d o u b M,e t a l.S y n t h e s i s,c h a r a c t e r i z a t i o n,a nd b i o de g r a d a b i l i t y o fn o v e lf u l l y b i o b a s e dp o l y(d e c a m e t h y l e n e-c o-i s o s o r b i d e2,5-f u r a n d i c a r b o x y l a t e)c o p o l y e s t e r s w i t h e n h a n c ed me c h a n i c a l p r o p e r t i e s[J].A C SS u s t a i n a b l eC h e m i s t r y&E n g i n e e r i n g,2019,7:5501-5514.[9] H uH,Z h a n g R,W a n g J,e t a l.S y n t h e s i s a n d s t r u c t u r e-p r o p e r t y r e l a t i o n s h i p o fb i o b a s e db i o d e g r a d a b l e p o l y(b u t y l e n ec a r b o n a t e-c o-f u r a nd i c a r b o x y l a t e)[J].A C S S u s t a i n a b l eC h e m i s t r y&E n g i n e e r i n g,2018,6:7488-7498.[10] L e g r a n dS,J a c q u e lN,A m e d r oH,e t a l.S y n t h e s i s a n d p r o p e r t i e so f p o l y(1,4-c y c l o h e x a n e d i m e t h y l e n e-c o-i s o s o r b i d e t e r e p h t h a l a t e),ab i o b a s e dc o p o l y e s t e rw i t h h i g h p e r f o r m a n c e s[J].E u r o p e a nP o l y m e rJ o u r n a l,2019,115:22-29.[11] F e n o u i l l o tF,R o u s s e a uA,C o l o m i n e sG,e t a l.P o l y m e r s f r o mr e n e w a b l e1,4:3,6-d i a n h y d r o h e x i t o l s(i s o s o r b i d e,i s o m a n n i d ea n d i s o i d i d e):a r e v i e w[J].P r o g r e s s i nP o l y m e r S c i e n c e,2010,35:578-622.[12] K r i c h e l d o r fH R,B e h n k e nG,S e l lM.I n f l u e n c eo f i s o s o r b i d eo n g l a s s-t r a n s i t i o n t e m p e r a t u r e a n d c r y s t a l l i n i t y o f p o l y(b u t y l e n e t e r e p h t h a l a t e)[J].J o u r n a l o f M a c r o m o l e c u l a rS c i e n c e,P a r tA,2007,44:679-684.[13] D u a nR T,H eQ X,D o n g X,e ta l.R e n e w a b l es u g a r-b a s e dd i o l sw i t h d i f fe r e n t r i g i d s t r u c t u r e:c o m p a r a b l e i n v e s t i g a t i o n o ni m p r o v i n g p o l y(b u t y l e n es u c c i n a t e)p e r f o r m a n c e[J].A C SS u s t a i n a b l eC h e m i s t r y&E n g i n e e r i n g,2015,4:350-362.[14] L a v i l l aC,M u n o z-G u e r r aS.S u g a r-b a s e da r o m a t i c c o p o l y e s t e r s:ac o m p a r a t i v e s t ud y re g a r d i n g i s o s o r b i d ea n dd i a c e t a l i z e da l d i t o l sa ss u s t a i n a b l e c o m o n o m e r s[J].G r e e nC h e m i s t r y,2013,15:144-151.[15]相恒学,王世超,成艳华,等.有机/无机杂化材料与多功能纤维研究进展[J].中国科学(技术科学),2014,44(11):1137-1144.X i a n g H X,W a n g SC,C h e n g Y H,e t a l.O r g a n i c-i n o r g a n i ch y b r i dm a t e r i a la n d m u l t i f u n c t i o n a l f i b e r s[J].S c i e n t i aS i n i c aT e c h n o l o g i c a,2014,44(11):1137-1144.[16] Q u i n t a n aR,D e I l a r d u y aA M,A l l aA,e t a l.P o l y t e r e p h t h a l a t e sm a d ef r o m e t h y l e n e g l y c o l,1,4-c y c l o h e x a n e d i m e t h a n o l,a n di s o s o r b i d e[J].J o u r n a l o f P o l y m e r S c i e n c e P a r t A:P o l y m e rC h e m i s t r y,2011,49:2252-2260.03高分子材料科学与工程2021年P r o p e r t i e s o fP o l y i s o s o r b i d e /e t h y l e n eT e r e p h t h a l a t eC o p o l ye s t e r a n d I t sM e l t -S pu nF i b e r Q i n g q i n g Z h u ,J i a l i a n g Z h o u ,W e i n a nP a n ,H e n g x u eX i a n g ,Z e x uH u ,M e i f a n g Zh u (S t a t eK e y L a b o r a t o r y f o rM o d i f i c a t i o no f C h e m i c a lF i b e r s a n dP o l y m e rM a t e r i a l s ,C o l l e g e o fM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g ,D o n g h u aU n i v e r s i t y ,S h a n g h a i 201620,C h i n a )A B S T R A C T :B i o -b a s e d i s o s o r b i d e (I s )w a s i n t r o d u c e d i n t o t h em o l e c u l a r c h a i n s o f p o l y e t h y l e n e t e r e ph t h a l a t e (P E T )t h r o u g ht e r n a r y c o p o l y m e r i z a t i o nt o p r e p a r eas e r i e so f p o l y e t h y l e n et e r e p h t h a l a t e /e t h y l e n e g l y c o l c o p o l y e s t e r s (P E I T ).P E I Tf i b e r sw e r e f u r t h e r p r e p a r e db y m e l t s p i n n i n g .T h es t r u c t u r ea n d p r o p e r t i e so f p o l y e s t e r w e r ei n v e s t i g a t e d b y n u c l e a r m a g n e t i cr e s o n a n c es p e c t r o m e t e r (NM R ),g e lc h r o m a t o g r a p h y(G P C ),d i f f e r e n t i a l s c a n n i n g c a l o r i m e t e r (D S C ),t h e r m o g r a v i m e t r i ca n a l y s i s (T G ),X -r a y di f f r a c t o m e t e r (X R D )a n d f i b e r s t r e n g t ha n a l y s i s .T h e r e s u l t ss h o wt h a t t h e I s r i g i du n i t ss i g n i f i c a n t l y in c r e a s e t h e g l a s s t r a n s i t i o n t e m p e r a t u r e (T g )o fP E I Ta n dm a i n t a i n t h e g o o d t h e r m a l s t a b i l i t y o f t h e c o p o l y m e r ;m e a n w h i l e ,t h e r e g u l a r i t y o f t h em o l e c u l a r c h a i n s i sd e s t r o y e d ,t h e c r y s t a l l i n i t y i s r e d u c e d .P E I Th a s g o o ds p i n n a b i l i t y.W h e nt h eI s m o l a rf r a c t i o ni s5%,P E I Tf i b e r sh a v ee x c e l l e n t m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s ,a n dt h eb r e a k i n gs t r e n g t h i s 45%h i g h e r t h a nt h a to fP E Tf i b e r ;o n l y w h e nt h eI s m o l a r f r a c t i o ni sh i g h e r t h a n40%,t h e s t r e t c h a b i l i t yi s d e c r e a s e d .K e yw o r d s :i s o s o r b i d e ;b i o -b a s e d ;c o p o l y e s t e r ;f i b e r (上接第7页㊂c o n t i n u e d f r o m p .7)S y n t h e s i s o f F u n c t i o n a l T i O 2N a n o pa r t i c l e s a n d I t sE f f e c t s o n P h y s i c a l P r o p e r t i e s o fP o l y m e t h y lM e t h a c r yl a t e X i a o y i n g G u 1,L i n g m i nH u 1,Z h i a n g F u 1,H u i h u iX u 1,Y o n g j i nL i 1,D e yu eY a n 2(1.C o l l e g e o f M a t e r i a l s ,C h e m i s t r y a n dC h e m i c a lE n g i n e e r i n g ,H a n g z h o uN o r m a l U n i v e r s i t y ,H a n g z h o u310036,C h i n a ;2.C o l l e g e o f C h e m i s t r y an dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,S h a n g h a i J i a oT o n g U n i v e r s i t y ,S h a n gh a i 200240,C h i n a )A B S T R A C T :H e r e i n ,t i t a n i u md i o x i d e (T i O 2)n a n o p a r t i c l e sw e r e p r e p a r e d v i a h y d r o t h e r m a lm e t h o d .F u n c t i o n a l i z e d T i O 2n a n o p a r t i c l e s (M -T i O 2)w i t h q u a n t i t a t i v e p o l y m e t h y lm e t h a c r y l a t e (P MM A )b r a n c h e sw e r e s y n t h e s i z e du s i n g "g r a f t i n g -o n t o "s t r a t e g y .F T -I Ra n dT G Ar e s u l t se x h i b i t t h a tT i O 2su r f a c e i ss u c c e s s f u l l yg r a f t e dw i t hl o n g s i d e c h a i n s o f P MM A ,a n d t h eP MM A g r a f t d e n s i t y i s 0.042n m -2.S u b s e q u e n t l y ,T i O 2n a n o p a r t i c l e sw i t ho rw i t h o u t P MM Ab r a n c h e sw e r e c o m p o u n d e dw i t hP MM A m a t r i xb y m e l t b l e n d i n g .C o m p a r e dw i t h p u r eT i O 2,t h eM -T i O 2h a s b e t t e rd i s p e r s i o ni nP MM A ,a n dn oo b v i o u sa g g l o m e r a t i o ni so b s e r v e du n d e rS E M a n d T E M.T h r o u ght h e t r a n s m i t t a n c e -h a z e c h a r a c t e r i z a t i o n ,i t i s f o u n dt h a t t h eo p t i c a l p e r f o r m a n c eo fP MM Ac o m po s i t ew i t h5%b a r r e n T i O 2i s p o o r (t r a n s m i t t a n c e :83.7%,h a z e :15.99%).W i t h t h e s a m e l o a d i n g l e v e l o fM -T i O 2,t h e t r a n s m i t t a n c e a n d h a z e o f r e s u l t a n tc o m p o s i t e (t r a n s m i t t a n c e :90.0%,h a z e :4.96%)a r ev e r y cl o s et ot h eb u l kP MM A ,a n dt h e r e f r a c t i v e i n d e x c a nb e i m p r o v e d f r o m1.487t o1.524.B e s i d e s ,t h em e c h a n i c a l p r o p e r t i e s a n dt h e r m a l s t a b i l i t y o f P MM A /M -T i O 2na n o c o m p o s i t e sa r ea l s oi m p r o v e ds i g n i f i c a n t l y .T h i s p r o v i d e san o v e la n dr e l i ab l e w a y f o rt h e p r e p a r a t i o no fo r g a n ic -i n o r g a n i ch y b r id n a n o c o m p o s i te s w i t h h i g h m e c h a n i c a l p e rf o r m a n c ea n de x c e l l e n to p t i c a l r e f r a c t i v e p r o pe r t i e s .K e yw o r d s :p o l y m e t h y lm e t h a c r y l a t e ;r e f r a c t i v e i n d e x ;t r a n s p a r e n c y ;n a n oT i O 2;g r a f tm o d i f i c a t i o n 13 第1期朱青青等:聚对苯二甲酸异山梨醇/乙二醇共聚酯及其熔纺纤维性能。
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知识产权 的电去离子技术 和产 品, 按 照国家最高纯水水质标准建造 , 经专家组检测 , 在每天 2 4 h不停机
的 连续 运行 条 件 下 , 产 水 水 质各 项 指标 均 达 到使 用 要 求 。与 国外 同类 产 品相 比 , 不 仅 在 操 控 上 更 加 方 便 和智能化 , 配 备 了触 摸 屏 操 作 系统 , 具备人 机对话 、 互 联 网在 线 运 行参 数 实 时 调 整 以 及 实 时监 测 、 短 信 报警通知等功能 ; 而且成本更低 , 吨水 设 备 造 价 成 本 仅 为 国外 的 五 分 之 一 。
我国研制 出高纯水处理系统
据 1月 1 2 日报 道 ,军 事 医 学 科 学 院卫 生 装 备 研 究所 为 天 津 航 天 科 工 集 团某 研 究 所 研 制 的 高 纯 水 系统 通 过 技 术 和性 能 验 收 并 投 入使 用 。 目前 该 类 高 纯 水 工程 绝 大 多 数 由国 外 公 司 承 担 , 并 且 要 全 部 使 用 进 口原 材 料 才 能达 到 水 质 标 准 。军 事 医 学 科 学 院卫 生 装 备 研 究 所 研 制 的 高 纯 水 系 统 , 运 用 具 有 自主
东华大 学研发 出新型共聚酯系列关键技术
东 华 大 学 顾 利 霞 课 题 组 经 过 十余 年 努力 , 在 化 学 纤 维 改性 和 多 相 高 分 子 材 料 领 域 获 得 一 系 列 原 创 成果 , 形 成 了具 有 自主 知识 产 权 的新 型 共 聚 酯 、 纤 维 与染 整 技 术 体 系 。相 关 项 目 H前 获 国家技 术 发 明 奖
1 2 6 2 k m, 速 充 电系 统 平 均 单 向每 5 0 k m设 一 座 快 充 站 , 电 动 汽 车最 快 可在 3 0 ai r n充 满 。充 电站 电价 每 度O . 6 5 ~ 0 . 8元 , 同等 里 程 电 费 支 出 仅 为 燃 油 车 的一 半 。按 照 平 均 1 5 0 ~ 2 0 0 k m充 电一次计算 , 电动 汽 车 只需 要 充 电 6到 7次 , 每次充 电 3 0度 , 就 能 从 上 海 开 到北 京 , 全 程 充 电费 用 还 不 到 4 0 0元 。 目前 , 国家 电 网 已建 成 2 - 4万 个 充 电 桩 , 形成京沪 、 京港澳 ( 北京一 咸 宁) 、 青银 ( 青 岛一 石家庄 ) “ 两纵一横 ” 网络 , 续 行 里程 2 9 0 0 k m, 规模 为世 界 之 最 。 充 电桩 可 为 所 有 符 合 国 标 的 电 动 汽 车充 电 。 高速 开 通 电动 汽 车 充 电 , 充
电站 和 充 电桩 建 设 过 程 中 需 要 用 到 很 多 设 备 , 如 充 电机 、 电能监控 系统 、 有 源滤波装 置 、 充 电桩 、 变 压
器、 配电柜 、 电缆 等 。 ( 来源 : h t t p : / / w w w . w o k e j i . c o m / n y / j r y w / 2 0 1 5 0 1 / t 2 0 1 5 0 1 1 5 _ 9 3 5 7 8 4 . s h t m1 )
年新增产值超过 1 6亿 元 , 创汇 9 0 0多 万 美 元 。
( 来源 : h t t p : / / n e w s . s c i e n c e n e t . c n / h t ml n e w s / 2 0 1 5 / 1 / 3 l 1 6 0 7 . s h t m)
Z HE J I ANG C HEMI CAL I NDU S T RY
Vo 1 . 4 6 No . 1 ( 2 0 1 5)
国网提速充电设施建设 电动汽车花费为燃油车一半
1月 1 4日, 电动 汽车“ 京沪行 ” 圆满结 束 , 京 沪 高 速 全 线 快 速 充 电 系 统 即将 开 通 。四单 、 间苯二 甲酸乙二醇酯磺酸钠 为三单 、 S b ( Ⅲ) 复合物 为催 化剂 , 通过 聚合工艺调 控 , 抑制
了三 单 的 自催 化 和 离 子 聚 集 效 应 , 发 明 了结 构 均 匀 、 可纺 性 好 、 常 压 易染 的新 型 共 聚 酯 MC D P 。同时 , 课 题 组 创 建 了大 容 量 连 续 聚 合 MC D P及其 柔 软易 染 纤 维 纺 丝 关 键 技 术 , 首 次 实 现 新 型共 聚 酯 MC D P的 大 容量 连续稳定生产 , 解决 了三单 、 四单 浓 度 局 部 涨 落 、 分 散不匀工程难题 ; 创 建 了熔 体 直 纺 短 纤 和 切 片 高速纺长丝技术 , 研 发 了 细旦 、 超细旦 、 潜在卷曲 、 地毯用 B C F等 系 列 柔 软 易 染纤 维 。 据 了解 , 该 项 技 术 建 立 了聚 合 、 纺丝 、 织造 、 印染 、 服装 产 业 链 , 取 得 了 显 著 的 经 济 和 社会 效 益 。2 0 1 3
二等奖 。 我 国聚 酯 纤 维 产 量 占世 界 总 量 的 7 0 %以上 , 但 同 质 同 构 化 严 重 。改 进 聚 酯 纤 维 的染 色 性 、 舒适性 ,
一
直 是 聚酯 纤 维 功 能 化 的 重 要 方 向 。为 此 , 顾 利 霞 等 基 于 空 间 位 阻 和 染 色 高效 协 调 改性 , 精 选 带 侧 甲基
军事医学科学 院卫生装备研究所 科技专家 长期 致力于纯净水 、 高纯 水技术 与装备研 究 , 研 制 的系
列 净 水 装 备 和 高 纯 水 设 备 广 泛 应 用 于 部 队饮 用 水 保 障 , 以及 军 地 医疗 、 卫生 、 化工 、 生物 、 电子 等 技 术 领 域, 自主研 发 的 电去 离 子 高 纯 水 技 术 曾 获 天 津 市 科技 进 步一 等 奖 。