不同氛围条件下PBT固相缩聚工艺与反应动力学研究

作者：赖晓青; 张先明; 陈文兴; 陈世昌; 王滢

来源：合成纤维工业, 2020, 43(01): 12-22.

• 聚对苯二甲酸丁二醇酯
• 固相缩聚
• 工艺
• 特性黏数
• 端羧基
• 浓度
• 反应动力学

在真空和通氮气两种氛围下研究了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)固相缩聚的反应机理和反应动力学。考察了缩聚温度(185～205℃)、缩聚时间(3～12 h)、真空度(50～600 Pa)以及氮气流速(0.2～1 L/min)等因素对反应产物的特性黏数([η])和端羧基浓度的影响。结果表明:随着反应时间的延长,PBT端羧基浓度逐渐下降,PBT固相缩聚产物的[η]不断提高,并且随着反应温度的增加,端羧基浓度的下降速率和[η]的提高速率均加快;在反应中提高氮气速率(v)和降低压力(p)明显增加了PBT固相缩聚产物的[η],但p和v达到一定值后对[η]的影响逐渐变小,且真空氛围下[η]的增长速率高于氮气氛围;在高温及高真空下,PBT固相缩聚产物的[η]的增长趋势随着反应时间的增加而逐渐减慢并趋于平缓。PBT固相缩聚符合二阶反应动力学模型,两种氛围下反应速率常数(k)均随着温度的增加而升高,50 Pa真空下,k(185～205℃)为0.7～11.24 kg/(mol·h),反应活化能(Ea)为169.50 kJ/mol、指前因子(A)为1.42×1013 kg/(mol·h);1 L/min氮气氛围下,k(185～205℃)为0.52～2.81 kg/(mol·h),Ea为102.36 kJ/mol,A为2.12×105 kg/(mol·h)。

• 单位
  浙江理工大学