论文部分内容阅读
近年来，随着聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的广泛应用，PET的循环利用备受关注，循环利用方法也多种多样。但是要实现PET解聚产业化，解聚机理的研究就显得尤为重要。对微波辐射下PET水解与催化水解机理进行研究，不仅对提高PET解聚率和充分利用微波能量具有重要的指导意义，还可以为PET微波解聚工业化提供有效的理论支持。本文采用凝胶色谱法（GPC）对180℃、190℃和200℃这三个不同温度体系中微波辐射下PET水解与醋酸锌催化水解过程中残留物分子量进行了跟踪测定，并通过跟踪解聚过程中残留物分子量及分子量分布的变化来研究PET水解及催化水解过程。同时结合PET解聚率的变化与残留物的红外光谱分析（IR）、差示扫描量热法分析（DSC）和扫描电镜（SEM）分析进一步研究PET水解及催化水解机理。在研究过程中，我们发现残留物分子量随反应时间增加而降低直至基本稳定，分子量分布指数最终减小到1；而分子量分布曲线则随着反应时间的延长逐渐移向低分子量区域且演化出两个甚至多个低聚物峰，最终分子量分布曲线的位置及峰形基本保持不变。此外，反应温度越高，分子量降低得越快，解聚率越大。反应末期，PET水解过程中低温下残留物分子量与高温下基本一致，而催化水解过程中低温下残留物的分子量却比高温下的还要低。综合各方面的分析结果推测出微波条件下PET水解与催化水解机理相似，都可分为三个不同的阶段：第一个阶段，PET通过无规裂解生成较小分子量的聚合物；第二个阶段，较小分子量的聚合物通过无规断裂和有规断裂继续解聚成低聚物和单体；第三个阶段，低聚物通过有规断裂解聚成单体。醋酸锌并没有改变解聚反应历程，只是加快了反应速度，且低温下醋酸锌的催化作用更明显。同时我们也推测出在PET水解与催化水解过程中同时存在微波热效应和非热效应，且低温下微波的非热效应更明显。此外研究还发现醋酸锌的催化作用与微波的非热效应之间存在协同作用，使得低温下反应末期残留物的分子量更低。