亞臨界水中聚萘二甲酸乙二醇酯的解聚研究.pdf

1、本文利用微型熔融石英毛細(xì)管反應(yīng)器(FSCR)研究了聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)在亞臨界水(SBW)中的解聚和催化解聚相態(tài)變化。同時利用間歇式高壓反應(yīng)釜探索了PEN在SBW中的解聚和催化解聚反應(yīng)。實驗采用氣相色譜(GC)、氣-質(zhì)聯(lián)譜(GC-MS)、高效液相色譜(HPLC)、液-質(zhì)聯(lián)譜(LC-MS)、傅立葉紅外光譜(FT-IR)以及拉曼光譜（Raman spectroscopy）對解聚后產(chǎn)物進(jìn)行了定性與定量分析，考察反應(yīng)條件對PEN解聚率及

2、解聚主產(chǎn)物2，6-萘二甲酸（2，6-NDA）和乙二醇(EG)產(chǎn)率的影響。根據(jù)PEN降解產(chǎn)物的組成并結(jié)合其相態(tài)變化，提出了PEN在SBW中的解聚及催化解聚機(jī)理。
　　在FSCR中研究了PEN在亞臨界水中的相態(tài)變化。實驗數(shù)據(jù)表明，PEN在有無催化劑條件下均隨著反應(yīng)溫度的升高和反應(yīng)的時間延長而逐漸熔融。在亞臨界水(250℃、260℃、270℃)中，PEN熔融小球隨著反應(yīng)時間的延長逐漸溶于水中，最后完全溶于水中形成均相水溶液;催化劑Zn(

3、CH3COO)2的添加加快了熔融小球在水中的溶解速度，有效縮短了解聚反應(yīng)的時間。FSCR體系中的相態(tài)由最初的固-汽-液三相轉(zhuǎn)變?yōu)槠?液兩相。在降溫過程中，2，6-NDA晶體從水中析出，隨著溫度的不斷降低晶體逐漸變大，數(shù)量增多。該相態(tài)變化為后期解聚反應(yīng)條件的選擇以及解聚機(jī)理的分析提供了依據(jù)。
　　在投料比（水與PEN質(zhì)量比）為8.0-16.0，反應(yīng)溫度240-280℃，反應(yīng)壓力3.2-5.9 MPa，反應(yīng)時間5-60 min的條件下

4、，研究了PEN在SBW中的解聚情況。研究結(jié)果表明，投料比對PEN解聚影響不大，而反應(yīng)溫度和時間是影響PEN解聚的主要因素。在實驗考察范圍內(nèi)，較佳解聚反應(yīng)條件為:投料比12.0，反應(yīng)溫度280℃，反應(yīng)時間45 min，此時PEN達(dá)到完全解聚，2，6-NDA和EG產(chǎn)率分別達(dá)到82.25％和77.08％。對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得出PEN在SBW中解聚反應(yīng)活化能為92.56 kJ·mol-1。
　　在投料比為12.0，反應(yīng)溫度220-250

5、℃、反應(yīng)壓力2.1-3.9 MPa、反應(yīng)時間5-60 min，催化劑(Zn(CH3COO)2)投加量0-0.04 g（0-4％）的條件下，研究了PEN在亞臨界水中的解聚情況。研究結(jié)果表明Zn(CH3COO)2的加入使PEN在亞臨界水中的解聚反應(yīng)更易于進(jìn)行。在實驗考察范圍內(nèi)，較佳的解聚反應(yīng)條件為:投料比為12.0，Zn(CH3COO)2用量0.04 g，反應(yīng)溫度250℃，反應(yīng)時間60 min，PEN達(dá)到完全解聚，2，6-NDA和EG產(chǎn)率分