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聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种重要的热塑性材料,广泛用于生产生活的各个方面。工业上主要采用熔融缩聚制得,该方法反应温度高、真空度高。本文从降低能耗、缩短反应时间的角度出发,同时考虑制备过程的绿色环保、经济节能,将目前常用的热稳定性高、溶解性能好、不挥发的离子液体引入到该体系中,同时作为溶剂、稀释剂,从而降低熔体粘度、加快小分子物种排除和提高产物相对分子量。另外,PET是一种结晶速率较慢的半结晶型聚合物,加工过程中通常要加入成核剂以提高PET的结晶速率,本文将IL与PET复合后进行了结晶动力学分析。 设计合成了一系列新型苯烷基吡咯烷离子液体,利用FTIR、1HNMR、EA等对其结构进行了表征。这类IL热稳定性较高,可作为缩聚反应的溶剂。另外,该类IL具有塑晶相行为,在其熔点以下存在一个或多个固.固相转变。 在上述IL中采用两步法在相对较低温度下(230-240℃)实施了BHET缩聚反应,得到了相对较高分子量的PET(Mw≈1.9×104gmol-1),研究了各参数对缩聚结果的影响。A)阴离子结构对缩聚结果影响较大。阴离子为PF6-的IL中缩聚仅得到低分子量产物(Mw＜4.0×103gmol-1);阴离子为Tf2N-,阳离子结构中取代基不同,缩聚反应结果也不同:-CH3和-F取代IL中后缩聚得到较高相对分子量的产物,-NO2取代IL热稳定性相对较低,降低反应温度,产物分子量下降。为研究官能团对缩聚反应的影响,本文设计合成了[PhEPy][Tf2N],缩聚反应得到了中等分子量的PET。B)随IL用量增大,PET分子量呈上升趋势;降低温度和缩短时间均使PET分子量降低。 原位缩聚制得PET/IL,对其结晶行为进行了研究。A)Avrami方程能较好描述PET及其复合体系等温结晶动力学。B)冷却结晶过程中,随降温速率的提高,结晶峰向低温方向移动。C)Ozawa方程不适用于描述PET及复合体系。D)Jeziomy方程处理结果表明,PET及PET/IL的主要成核方式为热成核,体系结晶速率随降温速率的增大而增大。降温速率相同时,IL在30wt％以下,对PET结晶起促进作用;增大至50wt％,对PET结晶产生阻碍作用。E)莫氏方程能较好描述PET/IL的降温结晶过程,同一样品不同结晶度时α值近似为常数,F(T)值随结晶度增大而增大,表明单位时间内,PET熔体结晶要达到高的相对结晶度需选高的冷却速率:相同结晶度的复合样品中,IL含量较低时,体系结晶速率快,单位时间内达到该相对结晶度时所选取的降温速率小。F)材料结晶能力随IL含量的增加而下降。