PET胺解制备高性能环氧树脂固化剂的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Arqiu
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废弃PET(全称聚对苯二甲酸乙二醇酯)造成了严重的环境污染和资源浪费问题,将PET全回收利用可以解决这一迫切问题,而PET全回收利用的主要难题是寻找合适的PET降解方法。环氧树脂作为生产生活中最常用的热固性树脂之一,其韧性差、脆性大等问题逐渐限制了环氧树脂的应用。因此,PET胺解制备增韧环氧树脂固化剂是解决PET全回收利用难及环氧树脂韧性差问题的优选方案之一,也对环境保护、资源回收具有重要意义。针对PET全回收利用难的问题,本文采用PET胺解的方法使PET完全降解,胺解产物经减压蒸馏进行提纯,在此基础上,减压蒸馏出的乙二醇可回收再利用,剩余胺解产物可用作环氧树脂固化剂,起到增韧作用,解决环氧树脂韧性差的问题,使环氧树脂应用更加广泛。本文工作主要包括:选择聚醚胺D230为胺解剂制备固化剂DPD,研究了催化剂质量、反应温度和时间对PET胺解率的影响,结果表明,当催化剂醋酸锌质量为加入PET质量的3%,反应温度为180℃,反应时间为6 h时,胺解率高达94.6%。通过FTIR、NMR和MS方法对DPD进行表征。与环氧树脂E51交联,优化固化工艺得到力学性能优异的DPD-E51环氧树脂,其断裂伸长率为12.6%,是聚醚胺D230-E51环氧树脂断裂伸长率的1.13倍。为提高玻璃化转变温度,将DPD与间苯二甲胺(M-XDA)进行共混,树脂的玻璃化转变温度(Tg)随M-XDA质量分数的增加而提高。为进一步证明PET胺解产物对环氧树脂的增韧效果,选择聚酰胺650制备固化剂APA,与环氧树脂E51交联,优化固化工艺得到韧性显著提高的50%APA/M-XDA-E51环氧树脂,其断裂伸长率为12.5%,是聚酰胺650-E51环氧树脂断裂伸长率的1.79倍,Tg为101.5℃。相比于固化剂DPD,APA固化的环氧树脂韧性提高更多,玻璃化转变温度更高。为制备基于生物质的环氧树脂固化剂,选择异佛尔酮二胺(IPDA)为胺解剂制备固化剂IPI,与环氧树脂E51交联,优化固化工艺得到60%IPI/IPDA-E51环氧树脂,具有优异的力学性能(断裂伸长率为10.3%)和热性能(Tg=115.4℃)。
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