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文檔簡(jiǎn)介
1、本文在間歇式高壓反應(yīng)釜里開(kāi)展亞臨界水中聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的催化和非催化解聚研究,采用傅立葉紅外光譜(FT-IR)、氣-質(zhì)聯(lián)譜(GC-MS)、氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)對(duì)解聚產(chǎn)物進(jìn)行定性定量分析,考察反應(yīng)條件對(duì)PBT解聚率、目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸(TPA)、四氫呋喃(THF)產(chǎn)率的影響。在石英毛細(xì)管反應(yīng)器中,研究了PBT在亞臨界水中的解聚及相態(tài)變化。
在溫度220~360℃、壓力2.2~18.6MPa
2、、反應(yīng)時(shí)間5~60min、投料比(H2O與PBT的質(zhì)量比)4.0~12.0條件下,開(kāi)展了PBT在亞臨界水中的解聚實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明PBT在亞臨界水中能降解至單體水平,解聚產(chǎn)物主要有TPA、THF等。通過(guò)GC-MS檢測(cè),沒(méi)有檢測(cè)到1,4-丁二醇(1,4-BD),與Goje的研究結(jié)果不同。通過(guò)進(jìn)一步研究證明,1,4-BD在本實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)會(huì)脫水環(huán)化,完全轉(zhuǎn)化為THF,固相產(chǎn)物TPA對(duì)1,4-BD的脫水環(huán)化反應(yīng)有催化作用,該結(jié)果在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)公開(kāi)報(bào)
3、道。PBT的解聚反應(yīng)主要受反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間影響,投料比對(duì)解聚反應(yīng)的影響較小。在實(shí)驗(yàn)取值范圍內(nèi),PBT在亞臨界水中的較佳解聚條件為反應(yīng)溫度320℃、反應(yīng)時(shí)間15min、壓力11.2MPa、投料比8.0。此時(shí)PBT可完全解聚,主產(chǎn)物TPA產(chǎn)率達(dá)96.5%以上。
在溫度220℃~300℃、時(shí)間5min~60min,投料8.0、壓力2.2MPa~8.6MPa的條件下,以氫氧化鈉和醋酸鋅為催化劑,開(kāi)展了亞臨界水中PBT的解聚實(shí)驗(yàn),
4、發(fā)現(xiàn)PBT在亞臨界水中的解聚率隨著溫度和時(shí)間的增加而增加,TPA和THF產(chǎn)率隨溫度和時(shí)間的變化比較明顯;并通過(guò)三個(gè)體系(無(wú)催化劑、NaOH為催化劑、Zn(Ac)2為催化劑)的比較,發(fā)現(xiàn)堿性催化劑氫氧化鈉對(duì)PBT的解聚情況影響不明顯,酸性催化劑醋酸鋅有利于亞臨界水中PBT的解聚。在催化劑Zn(Ac)2投加量0.05g、反應(yīng)溫度260℃、反應(yīng)時(shí)間45min、壓力4.7MPa條件下,PBT可完全解聚,主產(chǎn)物TPA產(chǎn)率達(dá)98.8%。
5、 在石英毛細(xì)管反應(yīng)器中,研究PBT在亞臨界水的解聚,用顯微鏡在線觀察升溫、反應(yīng)及降溫過(guò)程中體系反應(yīng)相態(tài)變化。在室溫下體系由PBT固體、水、蒸汽三相組成;加熱到220℃時(shí)PBT開(kāi)始熔化,并形成液體小球,此時(shí)體系中液態(tài)PBT、水、蒸汽三相共存;液體小球不斷收縮,在反應(yīng)溫度300℃時(shí)和水劇烈反應(yīng),8min解聚完全,液體小球最終消失,反應(yīng)體系變?yōu)闅庖憾?。在冷卻過(guò)程中,約在225℃左右開(kāi)始有TPA晶體析出,出現(xiàn)相分離,隨著溫度的降低晶體逐漸增
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