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本文对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的热降解和超临界醇类降解行为进行了研究。考察了升温速率、气氛对PBT热降解的影响;反应温度、压力和时间等因素对超临界甲醇降解PBT的转化率及对主产物对苯二甲酸二甲酯(DMT)和丁二醇(BG)收率的影响。利用气相色谱、高效液相色谱和液质色谱等分析手段对反应产物进行了分析,探讨了超临界醇类降解PBT的机理和反应历程,并根据实验结果,建立了超临界甲醇和乙醇降解PBT的动力学方程,并提出了超临界醇类降解的一般规律;对降解产物的分离工艺进行了初步研究。
作为工程塑料PBT具有良好的热稳定性。热重分析法降解PBT的实验研究表明:在纯氮气或空气中,随着升温速率的增大,分解起始温度T0、失重平衡温度Tf和最大失重率温度Tmax均相应增加,但对PBT的热降解影响不明显。
PBT在超临界甲醇中可实现完全降解,其主要单体是对苯二甲酸二甲酯(DMT)和丁二醇(BG)。反应条件在583K、75min时,两种单体的最大收率可分别达到98.1%和72.3%。由于串联和并联副反应的存在,PBT在降解过程中同时生成对苯二甲酸二丁二醇酯(BHBT)及对苯二甲酸甲基-羟丁基酯(MHBT)等副产物。
实验表明,DMT的收率在反应后期呈下降趋势,控制降解反应温度和时间是获得DMT和BG高收率的关键因素之一。在甲醇和PBT的低液固比下,液固比对反应产物收率影响较大。在高液固比下,反应压力对PBT的降解没有明显影响。
实验还研究了聚对苯二甲酸丁二醇酯在483K-553K下多种醇类介质中的降解行为,研究表明甲醇、乙醇和丙醇对PBT的降解能力依次减弱。