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聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有优异的物理和化学性能,被广泛地用于人们的日常生活。铝基催化剂具有较好的催化活性、价格低廉、对环境和人体没有危害等特点,是近年来的研究热点。PET的制备温度通常在260~280℃,受高温、氧气以及催化剂金属离子的影响,制备过程中会发生热降解和热氧化降解等副反应,将导致特性粘度下降、端羧基和二甘醇含量增加以及外观颜色发黄等问题。加入助剂是抑制PET在合成和加工过程中副反应的最有效的方法,但不同的催化剂合成PET的催化机理不同、引起的副反应各异,需针对不同的催化剂研究不同的助剂。对Sb2O3催化合成PET的助剂研究较多,对铝基催化剂合成PET的助剂未见报道。 以对苯二甲酸、乙二醇为原料,醇铝为催化剂,采用GPC、FTIR、1H-NMR、13C-NMR和GCMS等方法研究了反应温度、反应时间、催化剂用量以及搅拌速率等工艺条件对PET(Al)(铝基催化剂合成的PET)的特性粘度、端羧基含量、二甘醇含量、热稳定性和热氧稳定性能的影响。研究表明,铝基催化剂合成PET较佳的工艺条件为:缩聚反应温度为280℃、反应时间为2h、催化剂用量为0.02g、搅拌速率为200r/min。优化工艺条件下合成的PET(Al)特性粘度为0.75dL/g,端羧基值为32.1mol/t,二甘醇(DEG)含量为3.06%。PET(Al)在空气中的初始分解温度(Td(5%)为323.5℃、最大分解温度(Tmax)为429.7℃,PET(Al)在氮气中的初始分解温度(Td(5%)为385.2℃、最大分解温度(Tmax)为431.2℃。与PET(Sb2O3)(Sb2O3催化合成的PET)相比,PET(Al)的热稳定性优于PET(Sb2O3)、热氧稳定性比PET(Sb2O3)略差,这表明铝基催化剂对热降解反应的促进程度小于Sb2O3、对热氧化反应的促进程度大于Sb2O3。 研究了助剂和复合助剂的种类、助剂用量、缩聚反应温度和时间等工艺条件对PET的特性粘度、端羧基值、二甘醇含量、分子量及分布、外观色泽、热稳定性和热氧稳定性能的影响。研究表明,助剂168、TPP、1010均能提高PET(Al)的热稳定性和热氧稳定性,且对PET(Al)分子结构没有影响;TPP和168对铝基催化剂的催化活性有抑制作用,将导致PET的特性粘度下降;助剂168和1010具有协同作用,w(168)/w(1010)=1时效果最好,能有效抑制PET合成过程中的热降解和热氧化降解反应,提高PET的性能;在w(168)/w(1010)=1用量为400ppm时,PET(Al)中-COOH含量为25.6mol/t、DEG含量为2.95%、PDI和b值分别降低至2.31和3.8,在空气中的Td(5%)从323℃提高到373℃。根据研究结果、结合文献报道推导可能的副反应历程和助剂对副反应的抑制机制。