劉衛(wèi)華

摘要：1，2一丙二醇作為一種化學(xué)藥劑，和水、乙醇等多種有機(jī)溶劑混溶，是不飽和聚酯樹脂的主要原料。在很多的生活用品和工業(yè)用品中使用。將1，2一丙二醇作為概型共聚酯合成中的重要組成部分，對苯二甲酸、乙二醇和1，2一丙二醇作為其基本的原料，采用相應(yīng)的熔融縮聚的工藝，獲得改性共聚酯新材料。文章中結(jié)合相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，對1，2一丙二醇在聚酯合成中的應(yīng)用開展探究。

關(guān)鍵詞：1，2一丙二醇;聚酯合成;應(yīng)用

聚酯是一類重要的熱塑性高分子材料，我國則是世界上聚酯生產(chǎn)最大的國家。在研究的過程中，一聚苯二甲酸乙二酯作為基礎(chǔ)，進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)改進(jìn)，通過熔融共聚合的方式，支撐具有該附加值的共聚酯產(chǎn)品，是每個企業(yè)需要深入探究的問題。在材料的選擇的過程中，除了選擇對苯二甲酸和乙二醇意外，需要選擇其他的二元酸或者二元醇，進(jìn)行相應(yīng)的化學(xué)改進(jìn)，賦予其新的性能，提高聚酯產(chǎn)品的附加值。1，2 -丙二醇是一種非常容易獲得并且廉價的工業(yè)二元醇，主要用在不飽和聚酯樹脂的生產(chǎn)中，也可以作為涂料生產(chǎn)的溶劑和防凍液。文章中通過對其性能進(jìn)行分析和測試，討論其在熔融擠出環(huán)節(jié)的流變行為。

1 1，2一丙二醇的合成方法

1，2 -丙二醇在我國的生產(chǎn)量非常大，每年的產(chǎn)量約有十萬噸左右，主要采取傳統(tǒng)的環(huán)氧丙烷水解生產(chǎn)方式，也可以使用玉米作為原料進(jìn)行發(fā)酵的方式獲取。1，2 -丙二醇分子結(jié)構(gòu)具有不對稱的手性碳原子，可以使得共聚酯大分子對稱性下降，破壞其結(jié)構(gòu)的規(guī)范和完整，能夠有效降低共聚酯熔融轉(zhuǎn)變溫度和結(jié)晶能力。

第一，利用環(huán)氧丙烷直接水合法制取，通過環(huán)氧丙烷和水，溫度保持在150-160℃，壓力在0.78-0.98MPa下，直接水合得出，將反應(yīng)物通過蒸發(fā)和精餾，獲得相應(yīng)的成品。

第二，環(huán)氧丙烷間接水合法。通過環(huán)氧丙烷和水，硫酸作為相應(yīng)的催化劑，借助間接水合的方式獲得。

第三，使用1，2一二氯丙烷作為原料，利用直接水解的工藝，將1，2-二氯丙烷、水、碳酸氫鈉和十六烷基三丁基溴化磷加入到相應(yīng)的反應(yīng)釜中，在100℃ -氧化碳分壓I.OMPa下反應(yīng)十八個小時，能夠得到80%丙二醇。

在生產(chǎn)的過程中，需要控制好二氯丙烷的加料速度，溫度高則需要加快加料速度。也可以采取兩步水解的方式，將原料加入到釜式反應(yīng)器中進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng)，二氯丙烷到達(dá)一定的轉(zhuǎn)化率之后，將其打料到活塞流反應(yīng)器中繼續(xù)反應(yīng)，最后完成相應(yīng)的水解，支撐相應(yīng)的丙二醇。

2實(shí)驗(yàn)部分

在準(zhǔn)備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料，明確實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和原理之后，需要開展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究活動。在聚合方法的選擇中，采取直接酯化法，在相應(yīng)的單釜流程聚合器中開展反應(yīng)。在釜中加入相應(yīng)的催化劑，保證酸/酸摩爾的比是1.3-2.2。開啟攪拌裝置，保證一定的壓力情況下，將溫度升高到220-250℃，開展酯化反應(yīng)，同時餾出水，根據(jù)水量和柱子頂溫度對酯化反應(yīng)的終點(diǎn)進(jìn)行判斷。在酯化反應(yīng)結(jié)束之后，停止攪拌作業(yè)，加入相應(yīng)的催化劑以及熱穩(wěn)定劑，開始攪拌，溫度在250℃以上時，在經(jīng)過30分鐘左右開展逐步減壓，進(jìn)入高真空狀態(tài)之后，開始共縮聚反應(yīng)，溫度在260-285℃時，絕對壓強(qiáng)低于IOOPa時，脫出混合二元醇等小分子物。

根據(jù)攪拌的功率增加值對反應(yīng)終點(diǎn)進(jìn)行判斷，達(dá)到相應(yīng)的要求值之后，停止攪拌作業(yè)，并且鑄帶切粒。使用一點(diǎn)法開展特性粘度的測量工作。在色相值的確定中，取適量的樣品放入到載物臺，利用自動色差儀自動化的檢測樣品色相值。在DSC測試中，根據(jù)國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，利用相應(yīng)的DSC差式掃捕量熱儀，開展相應(yīng)的熱分析工作，其條件是N2氣氛下，溫度在-100-180℃的范圍，升溫的速度為10℃/min。拉伸性能的測試中，根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，利用相應(yīng)的材料實(shí)驗(yàn)機(jī)，對其室溫下的拉伸性能進(jìn)行測試，得出應(yīng)力、應(yīng)變曲線以及拉伸強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。在材料試驗(yàn)機(jī)上對樣品的彎曲強(qiáng)度和彎曲模量進(jìn)行測試。

3實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和討論

通過實(shí)驗(yàn)對1，2一丙二醇改性共聚酯變換紅外光譜進(jìn)行分析，同時分析改性共聚酯DSC曲線，深入探究l，2一丙二醇改性共聚酯非等溫結(jié)晶行為，對共聚酯熱臺偏光、熱失重曲線以及流變性能等進(jìn)行研究，得出相應(yīng)的結(jié)論。

第一，相對于普通聚酯來說，改性共聚酯樣品具有相似的變換紅外光譜圖。在增加1，2一丙二醇的量之后，在傅里葉變換紅外光譜圖中，能夠觀察到比較微弱的甲基特征吸收峰，由此可以表明，改性共聚酯的大分子主鏈中含有相應(yīng)的甲基基因。

第二，在第三單體l，2一丙二醇加入之后，對PET大分子鏈結(jié)構(gòu)的規(guī)范和完整產(chǎn)生破壞，能夠有效降低普通聚酯結(jié)晶的能力。

第三，隨著第三單體1，2一丙二醇的加入量不斷增加，共聚酯的玻璃化溫度以及熔融轉(zhuǎn)變溫度也在不斷增加，并且結(jié)晶的溫度在不斷降低。和普通聚酯相比，改性共聚酯樣品在熱穩(wěn)定性方面具有相似性特點(diǎn)，確保擠出和注射成型的環(huán)節(jié)中，改性共聚酯具有非常好的熱穩(wěn)定性。

第四，1，2一丙二醇改性共聚酯樣品在熔體流變性能的測試中，從其結(jié)果中可以看出，合成的改性共聚酯具有典型的流變特點(diǎn)，隨著剪切速率以及測試溫度的只能加，熔體剪切黏度存在相應(yīng)的降低。流變性能測試中表明，熔體剪切黏度比純PET樣品的剪切黏度值要低，在同樣的加工條件和環(huán)境下，改性共聚酯的成型加工價值更高。

4 1，2-丙二醇在聚酯合成過程中的應(yīng)用

目前，常用的二元酸主要有間苯二甲酸、2，6-萘二甲酸、己二酸和丁二酸等。常用的二元醇主要有1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、1，6-己二醇以及1，4-環(huán)己烷二甲醇等。在工業(yè)化二元醇中，1，2一丙二醇是其中作為常見的一種，目前，主要作為不飽和聚酯樹脂的原料。和聚酯生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、1，6-己二醇以及1，4-環(huán)己烷二甲醇等對比來說，1，2 -丙二醇具有分子結(jié)構(gòu)不對稱的特點(diǎn)。由于1，2一丙二醇含有手性碳原子，使得其結(jié)構(gòu)具有不對稱性，導(dǎo)致1，2一丙二醇和對苯二甲酸在酯化反應(yīng)之后，得到的酯化物結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，得到對稱結(jié)構(gòu)的酯化物之外，還能夠得到結(jié)構(gòu)不對稱的酯化物。這些酯化物（對稱和不對稱的）通過熔融聚合反應(yīng)之后，得到相應(yīng)的共聚酯。在這些共聚酯中含有1，2一丙二醇鏈節(jié)的部分，其不對稱的特征比較明顯，對原有PET的大分子鏈的對稱結(jié)構(gòu)造成破壞，導(dǎo)致改性共聚酯的結(jié)晶能力降低，熔點(diǎn)也隨之下降。

1，2一丙二醇改性共聚酯的分子結(jié)構(gòu)中含有側(cè)甲基基因，是其另外一個特點(diǎn)，相對于普通的PET來說，甲基基因的引入，使得共聚酯大分子主鏈的轉(zhuǎn)變的難度增加，1，2一丙二醇增加其加入量之后，改性共聚酯的玻璃化溫度也會隨著增加。同時共聚酯大分子鏈由于甲基基因的增加，其疏水性能也在增加，在一些特殊場合中，對聚酯薄膜具有一定的好處。

通過分析得出1，2一丙二醇改性共聚酯主要的潛在市場有下述兩點(diǎn)。

第一，新型的聚酯薄膜材料市場。在聚酯薄膜生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，需要適當(dāng)?shù)慕档蚉ET的結(jié)晶能力，有利于產(chǎn)品的后期加工工作，1，2一丙二醇改性共聚酯正好滿足這一要求，增加1，2一丙二醇的加入量，PET的結(jié)晶能力隨之下降，可以實(shí)現(xiàn)熱收縮聚酯薄膜的生產(chǎn)。借助甲基基因的疏水性能，生產(chǎn)出現(xiàn)的聚酯薄膜具有特殊性功能。

第二，瓶級聚酯切片。在生產(chǎn)的過程中，需要添加一些第三單體，降低PET的結(jié)晶能力，使得瓶子的透明度增加，提高其加工性能。目前，間苯二甲酸和二甘醇是比較常用的第三單體。在上述的實(shí)驗(yàn)研究中，添加適當(dāng)?shù)?，2一丙二醇也可以使得普通PET結(jié)晶能力下降，并且按照一定的規(guī)律降低，一定程度上增加玻璃化溫度。因此，在生產(chǎn)的過程中，做好l，2一丙二醇的加入量控制，可以生產(chǎn)相應(yīng)需求的瓶級聚酯切片。

5結(jié)語

采取相應(yīng)的聚酯合成技術(shù)，以l，2一丙二醇作為原料，合成新型的共聚酯PET。通過實(shí)驗(yàn)活動的開展，對其相關(guān)的紅外光譜圖以及共聚酯DSC曲線、結(jié)晶行為、熱失重以及流變性能進(jìn)行分析，得出相應(yīng)的結(jié)論，對其應(yīng)用開展相應(yīng)的分析，利用其結(jié)晶性能降低和甲基基因的疏水性能，有效分析共聚酯的應(yīng)用市場。

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