合成技術(shù)及應(yīng)用研究論文PET-PBT共聚酯的結(jié)晶性能戴釣明（儀征化纖股份有限公司產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)中心，江蘇儀征211900〉研究表明：共聚酯切片的冷結(jié)晶溫度（L）及熔融結(jié)晶溫度（7.）均隨PBT鏈段的引人及含量的增加而降低，第四單體的加人及其分子質(zhì)量的改變對7；及7的影響不同；結(jié)晶動力學(xué)研究表明共聚酯的最大結(jié)晶速率出現(xiàn)的溫度與PCT相比向低溫區(qū)轉(zhuǎn)移；X衍射結(jié)果表明PBT含量的增加使晶體的晶粒尺寸略有增加。 聚酯的結(jié)晶性能對它們的加工工藝具有特殊的重要性。成纖高聚物的結(jié)晶能力和所達(dá)到的結(jié)晶度對纖維制造過程和成品纖維的性能有非常大的影響。成纖聚合物的結(jié)晶能力在很大程度上影響著纖維的物理機(jī)械性能，而且在由非晶態(tài)結(jié)構(gòu)到晶態(tài)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變中有助于取向態(tài)的固定。共聚使得高聚物在溶液性質(zhì)、結(jié)晶性質(zhì)和力學(xué)性能（有時(shí)甚至在化學(xué)性質(zhì)）方面都與均聚物有很大差異，對于改性共聚酯的結(jié)晶性能的研究已有不少報(bào)道，但PET -PBT共聚酯結(jié)晶性能的報(bào)告卻不多見。
表1共聚酯組成樣號PBT含量，％第四單體分子質(zhì)量四單含量，％1.2實(shí)驗(yàn)儀器日本理學(xué)公司RIGAKU型X射線衍射儀。
1.3性能測試DSC熱分析的升溫速度為KTC/min，驟冷速度為某一溫度下的等溫結(jié)晶測試方法為：將樣品從室溫升至260SC，然后以快速降至所要求的某一溫度進(jìn)行等溫結(jié)晶。通過計(jì)算機(jī)對結(jié)晶峰積分處理，求得不同結(jié)晶時(shí)間所對應(yīng)的結(jié)晶化程度（一個(gè)結(jié)晶過程完成定義為100%），然后進(jìn)行分析處理。
X射線衍射測試方法：將試樣分別熔融壓膜，迅速投入冰水驟冷，將所得薄膜在室溫下晾干后，在145T條件下處理25min，然后進(jìn)行X衍射測試。
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1共聚酯的DSC圖譜DSC等溫結(jié)晶是研究高聚物最為常見的方法，但它對結(jié)晶溫度范圍有一定的限制，且在實(shí)際過程中，高聚物通常都處于非等溫結(jié)晶過程，因此通過-），女，江蘇泰興人，碩士，高級工程師，長期從事聚改性的合成研究。
DSC等速升溫或降溫曲線來研究高聚物的結(jié)晶動力學(xué)很有必要。共聚酯的DSC譜圖見和，由DSC圖譜可以得到高聚物熱性能的一些參數(shù)。
冷結(jié)晶溫度7；是高聚物從冷的玻璃態(tài)升溫而結(jié)晶的現(xiàn)象。當(dāng)溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度7時(shí)，高聚物的分子運(yùn)動由鏈段運(yùn)動逐漸變?yōu)檎麄�(gè)分子運(yùn)動，不能發(fā)生相對滑移，僅能出現(xiàn)鏈段的擴(kuò)散，這整體運(yùn)動使分子鏈互相整齊排列形成三維有序的晶態(tài)結(jié)構(gòu)。如果高聚物在熔融后的驟冷過程中已快速結(jié)晶，結(jié)晶充分且晶相完整，則在DSC升溫曲線上將不會出現(xiàn)冷結(jié)晶峰，例如PBT的DSC曲線上通常就不出現(xiàn)冷結(jié)晶峰。共聚酯消除熱歷史后的DSC升溫曲線中的r.峰能反映共聚酯的冷結(jié)晶性能。
共聚酯在主鏈中引入了柔性較大的PBT鏈段后，在降低'的同時(shí)也使共聚酯的結(jié)晶溫度降低。與常規(guī)PET相比共聚酯的r.均向低溫區(qū)轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移程度先隨PBT含量的增加而增加，但當(dāng)PBT含量達(dá)到30%時(shí)又開始下降，同時(shí)冷結(jié)晶熱焓隨PBT含量的增加而出現(xiàn)明顯的下降趨勢，表2的數(shù)據(jù)說明了這一點(diǎn)。第四單體分子質(zhì)量的提高，使共聚酯主鏈的柔性增大程度加大，因而7；下降加劇，由表3的數(shù)據(jù)可以說明這一點(diǎn)，同時(shí)表中數(shù)據(jù)還表明第四單體含量的增大表現(xiàn)出與PBT含量增加同樣的效果，即使廠出現(xiàn)回升趨勢。
表2不同PBT含置共聚酯的廠及么札表3不同第四單體的共聚酯的樣號四單分子質(zhì)量rc峰值/ 2.1.2共聚酯的熔融焓變聚酯的熔融是吸熱過程，是焓變的結(jié)果。熔融過程的熱效應(yīng)與聚酯的結(jié)晶密切相關(guān)。結(jié)晶度高的，熔融焓變大，反之，焓變則小。有不少報(bào)導(dǎo)根據(jù)熔融過程中的熱焓變化來判斷結(jié)晶度的高低及高聚物結(jié)晶性能的優(yōu)劣。A//m =/eA//Q是DSC法測定結(jié)晶度的理論根據(jù)。是PET鏈節(jié)全部結(jié)晶時(shí)的摩爾熱焓=116.72J/g）是所測高聚物鏈節(jié)部分結(jié)晶的摩爾熱焓。
由表4可見隨著PBT含量的增加結(jié)晶度呈下降趨勢，這與由得到的結(jié)果一致。
表4不同PBT含置共聚酯的熔融焓變樣號人，％2.1.3共聚酯的熔融結(jié)晶7共聚酯熔體冷卻時(shí)，隨著溫度的降低分子運(yùn)動劇烈程度逐步下降，晶核成核穩(wěn)定性增加，同時(shí)分子鏈運(yùn)動尚未凍結(jié)，易于向晶核擴(kuò)散和規(guī)整堆砌，高聚物的結(jié)晶速度不斷增大，直到在7；n.處結(jié)晶速度出現(xiàn)最大值，熔體結(jié)晶速度主要受成核過程的控制。隨著PBT的引人及含量的增大，使共聚酯分子鏈的柔性增大，但分子鏈的規(guī)整性降低，熔體結(jié)晶溫度向低溫區(qū)轉(zhuǎn)移，并隨PBT含量的增加，溫度下降程度增加。及表4表現(xiàn)出同樣的趨勢。
不同PBT含置共聚酯的7V峰結(jié)晶程度同樣可以從熱焓的變化來看出，同時(shí)從表2中還可以看出與冷結(jié)晶和熔融熱焓同樣的結(jié)論：隨PBT含量的增加，結(jié)晶程度下降。第四單體的加人及更大分子質(zhì)量第四單體的加人使共聚酯的柔性進(jìn)一步增大，熔體結(jié)晶溫度進(jìn)一步向低溫區(qū)轉(zhuǎn)移，同樣的原因，結(jié)晶度反而下降。
綜合分析不同PBT組分含量共聚酯的DSC圖譜，共聚酯的升溫結(jié)晶和熔融結(jié)晶過程，可以看到當(dāng)PET鏈段中接人PBT等組分鏈段后，由于分子鏈的柔性增大，整體規(guī)整性下降，當(dāng)PBT組分含量達(dá)到一定值，例如25%左右時(shí)，如果沒有足夠的時(shí)間，則共聚酯的結(jié)晶度有所降低，結(jié)晶結(jié)構(gòu)的完整性也有所下降。由此看來，PBT組分的含量也不宜過高，以免影響制成纖維的物理機(jī)械性能。
2.2共聚酯的等溫結(jié)晶結(jié)晶速度是結(jié)晶過程的一個(gè)基本物理量。高聚物的結(jié)晶過程與小分子類似，也包括晶核的形成和晶粒的生長，結(jié)晶速度是二者的總和：G（項(xiàng)，第二項(xiàng)為成核項(xiàng)。
高聚物的等溫結(jié)晶過程可以用Avrami方程來其中x是《時(shí)刻的結(jié)晶分?jǐn)?shù)，是結(jié)晶速率常將方程兩邊取對數(shù)得lg（%））=+ralgi.在某一結(jié)晶溫度下，以lg（-a；））對lgi作圖，可得斜率為截距為Igfc的直線。由方程f1/2 =（b2/it）1/n可求得半結(jié)晶周期…2.共聚酯的等溫結(jié)晶動力學(xué)數(shù)據(jù)見和表5、6.其它共聚酯均具有與1的相類似的圖形，并均有很好的線性。PBT柔性鏈的引人使共聚酯的Avrami指數(shù)均比常規(guī)PET的數(shù)值高，出現(xiàn)明顯的均相成核，但第四單體的引人使共聚酯的n值降低，遠(yuǎn)離均相成核，而趨向于異相成核，第四單體分子質(zhì)量的增大，使共聚酯重回到均相成核狀態(tài)。從中還可看出隨著PBT鏈段的引人及PBT含量的增加，共聚酯達(dá)到最大結(jié)晶速率時(shí)的溫度向低溫區(qū)移動，且隨PBT含量增大，愈加移向低溫區(qū)，第四單體的引人與PBT含量增大具有同樣的效果。
1共聚酯的丨g―盼圖表51共聚酯的結(jié)晶動力學(xué)數(shù)據(jù)溫度表6共聚酯的最小~2時(shí)的溫度樣號溫度/V 2.3共聚酯的X衍射分析X衍射可用來研究晶體的結(jié)構(gòu)，不同的晶面出現(xiàn)衍射峰的位置不一樣，即晶面的峰位20的值不一樣，根據(jù)0的值用布拉格方程2d=Sin0可求得晶面距tf，用謝洛公式i=W//3cos0可求得晶粒尺寸t.共聚酯的晶體參數(shù)見表7.表7共聚酯的晶粒尺寸樣號。
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