1，2-丙二醇在聚酯合成中的應用研究

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　　摘要：1，2一丙二醇作為一種化學藥劑，和水、乙醇等多種有機溶劑混溶，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，采用相應的熔融縮聚的工藝，獲得改性共聚酯新材料。文章中結合相關的實驗，對1，2一丙二醇在聚酯合成中的應用開展探究。
　　關鍵詞：1，2一丙二醇;聚酯合成;應用
　　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，進行相應的化學改進，通過熔融共聚合的方式，支撐具有該附加值的共聚酯產品，是每個企業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，進行相應的化學改進，賦予其新的性能，提高聚酯產品的附加值。1，2 -丙二醇是一種非常容易獲得并且廉價的工業二元醇，主要用在不飽和聚酯樹脂的生產中，也可以作為涂料生產的溶劑和防凍液。文章中通過對其性能進行分析和測試，討論其在熔融擠出環節的流變行為。
　　1 1，2一丙二醇的合成方法
　　1，2 -丙二醇在我國的生產量非常大，每年的產量約有十萬噸左右，主要采取傳統的環氧丙烷水解生產方式，也可以使用玉米作為原料進行發酵的方式獲取。1，2 -丙二醇分子結構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，破壞其結構的規范和完整，能夠有效降低共聚酯熔融轉變溫度和結晶能力。
　　第一，利用環氧丙烷直接水合法制取，通過環氧丙烷和水，溫度保持在150-160℃，壓力在0.78-0.98MPa下，直接水合得出，將反應物通過蒸發和精餾，獲得相應的成品。
　　第二，環氧丙烷間接水合法。通過環氧丙烷和水，硫酸作為相應的催化劑，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的反應釜中，在100℃ -氧化碳分壓I.OMPa下反應十八個小時，能夠得到80%丙二醇。
　　在生產的過程中，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器中進行相應的反應，二氯丙烷到達一定的轉化率之后，將其打料到活塞流反應器中繼續反應，最后完成相應的水解，支撐相應的丙二醇。
　　2實驗部分
　　在準備相應的實驗材料，明確實驗的內容和原理之后，需要開展相應的實驗探究活動。在聚合方法的選擇中，采取直接酯化法，在相應的單釜流程聚合器中開展反應。在釜中加入相應的催化劑，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，同時餾出水，根據水量和柱子頂溫度對酯化反應的終點進行判斷。在酯化反應結束之后，停止攪拌作業，加入相應的催化劑以及熱穩定劑，開始攪拌，溫度在250℃以上時，在經過30分鐘左右開展逐步減壓，進入高真空狀態之后，開始共縮聚反應，溫度在260-285℃時，絕對壓強低于IOOPa時，脫出混合二元醇等小分子物。
　　根據攪拌的功率增加值對反應終點進行判斷，達到相應的要求值之后，停止攪拌作業，并且鑄帶切粒。使用一點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，根據國家相關的標準，利用相應的DSC差式掃捕量熱儀，開展相應的熱分析工作，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，根據相關的標準，利用相應的材料實驗機，對其室溫下的拉伸性能進行測試，得出應力、應變曲線以及拉伸強度等數據。在材料試驗機上對樣品的彎曲強度和彎曲模量進行測試。
　　3實驗的結果和討論
　　通過實驗對1，2一丙二醇改性共聚酯變換紅外光譜進行分析，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晶行為，對共聚酯熱臺偏光、熱失重曲線以及流變性能等進行研究，得出相應的結論。
　　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大分子鏈結構的規范和完整產生破壞，能夠有效降低普通聚酯結晶的能力。
　　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變溫度也在不斷增加，并且結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定性方面具有相似性特點，確保擠出和注射成型的環節中，改性共聚酯具有非常好的熱穩定性。
　　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，從其結果中可以看出，合成的改性共聚酯具有典型的流變特點，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-環己烷二甲醇等。在工業化二元醇中，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。和聚酯生產環節中的1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、1，6-己二醇以及1，4-環己烷二甲醇等對比來說，1，2 -丙二醇具有分子結構不對稱的特點。由于1，2一丙二醇含有手性碳原子，使得其結構具有不對稱性，導致1，2一丙二醇和對苯二甲酸在酯化反應之后，得到的酯化物結構非常的復雜，得到對稱結構的酯化物之外，還能夠得到結構不對稱的酯化物。這些酯化物（對稱和不對稱的）通過熔融聚合反應之后，得到相應的共聚酯。在這些共聚酯中含有1，2一丙二醇鏈節的部分，其不對稱的特征比較明顯，對原有PET的大分子鏈的對稱結構造成破壞，導致改性共聚酯的結晶能力降低，熔點也隨之下降。
　　1，2一丙二醇改性共聚酯的分子結構中含有側甲基基因，是其另外一個特點，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。
　　第一，新型的聚酯薄膜材料市場。在聚酯薄膜生產環節中，需要適當的降低PET的結晶能力，有利于產品的后期加工工作，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的結晶能力隨之下降，可以實現熱收縮聚酯薄膜的生產。借助甲基基因的疏水性能，生產出現的聚酯薄膜具有特殊性功能。
　　第二，瓶級聚酯切片。在生產的過程中，需要添加一些第三單體，降低PET的結晶能力，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。在上述的實驗研究中，添加適當地1，2一丙二醇也可以使得普通PET結晶能力下降，并且按照一定的規律降低，一定程度上增加玻璃化溫度。因此，在生產的過程中，做好l，2一丙二醇的加入量控制，可以生產相應需求的瓶級聚酯切片。
　　5結語
　　采取相應的聚酯合成技術，以l，2一丙二醇作為原料，合成新型的共聚酯PET。通過實驗活動的開展，對其相關的紅外光譜圖以及共聚酯DSC曲線、結晶行為、熱失重以及流變性能進行分析，得出相應的結論，對其應用開展相應的分析，利用其結晶性能降低和甲基基因的疏水性能，有效分析共聚酯的應用市場。
　　參考文獻：
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