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乙二醇/二甘醇联合醇解废聚酯及其产物分析(三)

来源:时间:2025-04-22 03:08:27

2.5 PET與二元醇固液質量比對醇解率和BHET收率的乙醇影響

由圖5可知,在所選的甘醇PET與二元醇質量比範圍內,PET的联合醇解率都達到了90%以上,當mPET∶m二元醇為1∶2時,醇解PET的废聚醇聚率接近100%,BHET收率為60%;繼續加大二元醇投料比,BHET的酯及收率繼續增大,達到75%。其产這是物分因為隨著二元醇的比例增大,與PET的乙醇接觸更充分,醇解反應速度加快,甘醇反應程度更加徹底,联合BHET產率也隨之增大,醇解所以mPET:m二元醇在1∶2~1∶3範圍比較合適。废聚

2.6 EG/DEG醇解產物表征

2.6.1 熱性能

圖6為醇解產物的酯及DSC曲線,其中曲線(1)為購買的其产BHET標準樣品,曲線(2)為EG/DEG與PET的醇解產物。由圖6可見,兩樣品曲線均在110℃處有尖銳的吸熱峰,在250℃左右有寬廣的吸熱峰。根據PINGALE的論文報道,110℃處為BHET的熔融吸熱峰,而在250℃處則是升溫過程中BHET發生縮聚反應所產生的EG蒸發吸熱,從而形成了熔域寬廣的吸熱峰。

圖7為常規PET、BHET標準樣及EG/DEG醇解產物的熱重分析曲線。由圖7可見曲線(2)、曲線(3)基本一致,均有兩個失重階段:失重階段Ⅰ發生在200~350℃,質量損失率為30%,是因為BHET在升溫過程中會發生縮聚反應,脫去了小分子EG,生成了低聚物;失重階段Ⅱ發生在380~450℃,質量損失率約為60%,主要是由於上述縮聚產物發生熱降解。

2.6.2 紅外分析

圖8為BHET和EG/DEG醇解產物的FTIR譜圖。其中3 446、1 134 cm-1處出現的強吸收峰分別對應O—H和C—O的伸縮振動,表明羥基結構的存在;2 963、2 884和1 450 cm-1處出現的吸收峰分別對應亞甲基中C—H的伸縮振動和彎曲振動,表明亞甲基—CH2—結構的存在;1 715和1 134 cm-1處出現的強吸收峰分別對應CO和C—O的伸縮振動,表明了酯基的存在;1 503 cm-1、1 450 cm-1、1 378和727 cm-1處出現的吸收峰分別對應芳環中CC的伸縮振動和苯環的麵內彎曲振動,874 cm-1處出現的吸收峰為苯環中C—H鍵外彎曲引起,表明苯環結構的存在。BHET與EG/DEG醇解產物的FTIR譜圖基本相似,所不同的是EG/DEG醇解產物在3 307 cm-1含有因醚鍵影響的羥基結構,推測可能是醇解產物中殘留了少量的BHDET和BHDT。

2.6.3 核磁表征

圖9為BHET和EG/DEG醇解產物的核磁共振氫譜圖,其中2.53×10-6處為DMSO的溶劑峰,3.35×10-6處為樣品中H2O產生的峰。由圖9可知,EG/DEG醇解產物僅有4種不同的氫原子,其化學位移分別為3.76×10-6、4.35×10-6、4.99×10-6、8.15×10-6,對峰麵積進行積分,a、b、c、d這4種氫原子數量比為1∶2∶2∶2,與BHET化學結構一致。圖9中未發現BHDET和BHDT的氫峰,這主要是由於核磁共振氫譜無法定量測試含量比較低的成分,因此可以說明經提純分離後的醇解產物中,BH-DET和BHDT含量較低。

3 結語

以工業PET廢塊、廢絲為原料,EG和DEG為聯合醇解劑,Zn(Ac)2為催化劑,在常壓條件下進行醇解反應,當mPET∶m二元醇為1∶2~1∶3、DEG物質的量分數為10%、催化劑質量分數為0.1%、反應溫度為200℃、反應時間為1~1.5 h時,PET醇解率達到100%,BHET收率達到75%。此條件比單獨用EG醇解所用催化劑的量減少一半,反應時間縮短0.5~1 h,對廢PET的快速高效醇解具有重大意義。將醇解產物進行分離結晶提純後,對其進行DSC、TG、FTIR、1H NMR等分析,得出提純後的醇解產物為BHET。

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