生物基2,5-呋喃二甲酸聚酯的研究进展

2,5-呋喃二甲酸聚酯是以生物质平台化合物2,5-呋喃二甲酸为主要单体的生物基聚酯。该文主要介绍2,5-呋喃二甲酸聚酯的研究进展,对2,5-呋喃二甲酸聚酯的性能、合成方法、合成用催化剂及其共聚改性研究进行对比分析和讨论。2,5-呋喃二甲酸聚酯的玻璃化转变温度、热稳定性、杨氏模量和抗拉强度与对苯二甲酸聚酯的相应性能接近。同时,2,5-呋喃二甲酸聚酯及其共聚物对CO_2、O_2和H_2O的阻隔性能优于对苯二甲酸聚酯,在许多领域是聚酯PET等材料的潜在替代物,受到了业界的广泛重视。然而,较低的断裂伸长率是2,5-呋喃二甲酸聚酯应用的瓶颈问题。共聚改性是改善2,5-呋喃二甲酸聚酯力学性能的有效方法之一,已有的共聚改性单体在改善2,5-呋喃二甲酸聚酯的断裂伸长率时使共聚物的杨氏模量和玻璃化转变温度大幅下降,合成具有较高断裂伸长率、较高杨氏模量和较高玻璃化转变温度的2,5-呋喃二甲酸聚合物是国内外学者亟待解决的难题,也是2,5-呋喃二甲酸聚酯共聚改性领域的重要研究方向。     

专利摘登

脱模性能良好的聚酯的组成及其透明的耐热制品；多层聚酯膜制品；聚酯的连续水解和钌配位化合物催化剂的回收；制备改性聚酯的预缩聚及缩聚催化剂；制备聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）的酯化和缩聚复合催化剂；制备改性聚酯的复合催化剂；制备高收缩性聚酯纤维的改性聚酯；制备高收缩纤维的聚酯；改性聚酯的制备；用于改性聚酯的预缩聚和缩聚复合催化剂的制备；在直接酯化制备的聚酯中加入次甲基紫外光吸收剂的方法；将呋喃基-2-次甲基紫外光吸收剂加入至聚酯中的方法；碳酸钙改性的PET；不透明包装瓶及其制造方法；以聚酯为基体的热塑性合成材料及其制造方法。以及由它制得的透明中空制品；热塑性树脂制成的液体食品包装瓶；用废涤纶生产耐侯性的塑料制品.     

改进芳香族聚酯环境可降解性

论述了PET可降解性的意义 ,影响因素及改进的方法。控制PET废弃物在自然界存在的时间 ,避免对环境的污染 ,对其可持续发展十分有利。改性PET的可降解性需降低该聚合物的结晶性及玻璃化温度 ,采用的方法直加入改性的第三单体共聚和与易水解的脂肪族聚酯需进行反应性共混。共聚的单体多为二元醇类 ,加量只有 2 %～ 5 % ,改性后的PET水解敏感性有很大提高。     

IPA改性PBT共聚酯结晶性能研究

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是重要的半结晶性热塑性聚酯,差别化的聚酯产品需要差别化的结晶性能。文章合成得到间苯二甲酸（IPA）含量0～20%改性PBT共聚酯样品,DSC分析表明改性共聚酯的结晶熔点及结晶熔融焓下降,且随IPA含量的增加近似呈线性减小。     

耐热共聚酯预结晶性能探索

耐热共聚酯是一种具有良好加工性、广泛用于高透明片材和板材、瓶材等方面的材料,其在进行加工前一般要经过预结晶处理以减小后加工的不稳定性,因此预结晶性能对产物后续加工有很多影响.主要通过DSC(差示扫描量热法)对锗/锑复配系耐热共聚酯和锗/钛复配耐热共聚酯的热性能进行了表征,通过结晶温度变化来探索催化剂对耐热共聚酯预结晶性...     

PET／60PABA 热致型液晶共聚酯的合成与表征

将对羟基苯甲酸（PHB）的乙酰化产物对乙酰氧基苯甲酸（PABA）引入聚酯（PET）分子主链结构中,成功制备出共聚酯 PET /60PABA,研究了聚合温度和催化剂浓度对共聚酯合成的影响。通过差示扫描量热（DSC）、X 射线衍射（XRD）、超导核磁共振（NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）、偏光显微镜（POM）和毛细管流变仪等手段对共聚酯的分子结构与液晶形态进行表征,结果表明,共聚酯 PET /60PABA 几乎为完全无规共聚,熔融状态下具有向列型热致液晶聚合物的典型特征。     

端环氧型超支化聚酯对聚（3-羟基丁酸戊酸共聚酯）的改性研究

以2,2二羟甲基丙酸（DMPA）和三羟甲基丙烷（TMP）为原料,以对甲苯磺酸（P-TSA）为催化剂,通过“一步法”合成三代超支化聚酯（HBPE）,然后采用环氧氯丙烷对HBPE进行改性,得到了具有端环氧基的三代超支化聚酯（EHBP-G3）目标产物,最后采用熔融共混法制备了EHBP改性的聚（3-羟基丁酸酯-co-3羟基戊酸酯）（PHBV）树脂;通过差示扫描量热仪、偏光显微镜、力学性能和熔体流动速率等分析方法对制备的PHBV/EHBP共混物进行表征。结果表明,加入1.5 %(质量分数,下同)三代超支化聚酯（EHBP-G3）时,PHBV/EHBP共混物的结晶度下降了16.1 %,冲击强度提高了34.3 %。     

非结晶成纤改性聚酯的研制

以对苯二甲酸二甲酯（ＤＭＴ）为主要原料,通过加入５％～３０％（对ＤＭＴ的摩尔百分比）第三组分共聚制备非结晶成纤改性聚酯切片。结果表明,通过共聚改性,切片结晶度降低以至不产生结晶。该改性聚酯切片在高速纺丝设备下具有良好的可纺性,纤维织物染色性能明显改善,可在常温常压下用分散染料染深色,收缩率显著提高,手感好。     

尼龙6/尼龙共聚物共混体系的热行为研究

探讨了两种尼龙共聚物对尼龙６共混改性物的热行为的影响，表明：含酰胺和酯两种基团的共聚尼龙，因其含酯基而减弱了尼龙６分子链间相互作用的结果，促进了尼龙６的结晶作用，致使冰骤冷试样观察不到冷结晶峰，仅含酰胺基团的共聚尼龙，基本上没改变尼龙６分子间的氢键相互作用，但共聚尼龙的非结晶性和无序的链结构，导致它对尼龙６结晶过程的干扰，表现为熔体结晶峰温降低和冷结晶峰温提高及峰强度（峰高）增大。     

HDO共聚改性PET的流变性能及可纺性研究

为研究1,6-己二醇(HDO)对共聚酯流变性能以及熔融纺丝性能的影响规律，采用原位合成法制备了不同HDO含量的共聚改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂。通过毛细管流变仪考察了共聚酯的流变性能，系统研究了HDO含量对共聚酯熔融纺丝性能的影响规律。结果表明，不同HDO含量的改性PET共聚酯属于典型的切力变稀型非牛顿流体，其流动方式为假塑性流动。共聚酯的黏流活化能随HDO含量的增加而下降，对温度敏感度下降，有利于纺丝；非牛顿指数n随温度的升高而增大，随HDO含量的增加而增大；共聚酯的结构黏度指数Δη随HDO含量增加而下降，说明熔体可纺性和稳定性较好。HDO改性PET共聚酯纤维与PET相比，各项性能指标未见明显差异，可纺性良好。     

TiO2-AgCl光催化氧化分解水中有机物的研究

利用AgCl的光催化活性,应用沉淀法将AgCl沉积到TiO2表面,对TiO2的光催化活性进行改性,经过实验发现,利用掺有AgCl的纳米TiO2的光催化性能比单独的使用催化剂TiO2和AgCl有一定程度的提高,能提高活性深蓝的脱色速率.通过研究发现,在pH=3时,加入复合催化剂TiO2-AgCl 的浓度在0.04 g/L,紫外照射时其脱色效果最好,光催化氧化降解活性深蓝的反应是一级反应.     

催化多产丙烯专用剂CRMI-2的工业应用

介绍了长岭催化剂厂生产的提高炼油厂催化裂化装置液化气及丙烯产率的专用新型催化剂CRMI-2在中石化股份公司安庆分公司炼油一部MIP催化裂化装置的试用过程。通过对比使用过程中两次标定数据与空白标定数据,对CRMI-2的试用结果进行了总结,长岭催化剂厂生产的专用新型催化剂CRMI-2能有效提高炼油厂催化裂化装置的液化气及丙烯产率。     

内弹道稳定剂对中高燃速RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

以一种中高燃速改性双基推进剂配方为基础配方,添加不同粒度的Al_2O_3及不同品种的内弹道稳定剂,研究了6~20MPa下推进剂燃速和燃速压强指数的变化规律,并对其燃烧机理进行了分析。结果表明,添加Al_2O_3后推进剂的燃速降低,且随着压强的升高,燃速降低的幅度减小;不同品种的内弹道稳定剂对燃速及燃速压强指数降低和提高的幅度不同,TiO2提高了推进剂高压段的燃速,MgO几乎不影响推进剂燃速,而Al_2O_3、ZrO_2均降低了推进剂的燃速。添加不同粒度的Al_2O_3后,均使燃烧表面的催化剂含量(浓度)降低,改变了催化剂的催化效率,从而导致添加芳香铅A催化剂的推进剂中Al_2O_3粒径分别为10μm和2.5μm时,燃速相应降低0.25mm/s和1.25mm/s。不同品种的内弹道稳定剂对燃烧表面催化剂含量、分散均匀性、催化活性的影响不同,TiO_2、MgO的活性高于Al_2O_3和ZrO_2,从而表现出添加TiO_2、MgO的推进剂燃速高于添加Al_2O_3、ZrO_2的推进剂。     

低压法甲醇合成催化剂

低压法合成甲醇催化剂现在使用较多的是CuO-ZnO-A l2O3为主要组成的铜基催化剂。在合成甲醇时,一氧化碳在铜催化剂表面的吸附率相当高,而对氢的吸附则比一氧化碳慢得多;氧化锌是很好的氢化剂,使氢吸附和活化,可提高铜基催化剂的转化率。催化剂还原后才具有活性,因此使用前必须先进行还原。介绍了铜基催化剂还原过程中的注意事项。     

分子筛负载磷钨酸盐催化合成2-乙酰噻吩的研究

采用二氧化硅负载固体磷钨酸盐催化剂,以乙酸酐和噻吩为原料合成2-乙酰噻吩。通过实验考察了固体酸盐催化剂用量、反应时间、反应温度、催化剂重复使用次数对2-乙酰噻吩合成转化率的影响。确定该反应的最适条件为：反应温度85℃,反应时间4h,催化剂用量（质量分数）3．0％-3．5％,催化剂重复使用3次。产品的转化率为80％以上,最高转化率达到90．75％。产品通过气相色谱分析,2．乙酰噻吩质量分数达99．5％以上,副产物主要为3-乙酰噻吩。由此证明,磷钨酸盐作为本反应的催化剂,有着较高的选择性。该方法同以往的方法相比较,具有无设备腐蚀、减少环境污染等优势。产品同催化剂易分离,且催化剂可重复利用。     

N-Zn/TiO2光催化氧化脱硫废液中亚硫酸钠的研究

采用溶胶凝胶法合成了氮、锌共掺杂二氧化钛催化剂（N-Zn/TiO₂）,用于催化氧化双碱法脱硫废液中的亚硫酸钠。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱和场发射环境扫描电镜对N-Zn/TiO₂催化剂的形貌和结构进行了表征。并考察了催化剂用量、溶液pH、空气流量、亚硫酸钠初始浓度对N-Zn/TiO₂光催化氧化亚硫酸钠的影响。实验结果表明：在不加N-Zn/TiO₂催化剂的情况下,将脱硫废液中的亚硫酸钠完全氧化需要8 h,而N-Zn/TiO₂在紫外光照射下能在1.5 h内将亚硫酸钠催化氧化完全。催化剂的用量对反应速率的影响最大,废液中亚硫酸钠的氧化速率随着催化剂用量的增多呈上升趋势。其次是溶液的pH对亚硫酸钠的氧化有较大影响,随着pH的增大,亚硫酸钠的氧化速率呈先增大后减小的趋势。实验所得到的最优反应条件为：催化剂用量为m（催化剂）/m（亚硫酸钠）=1/100,pH=6.5,空气流量为4 L/min。     

裂解碳九加氢工业化试验

以独山子石化碳九（C9）馏分裂解汽油为原料,模拟工业装置工况,LY-C9-A1+LY-C9-A2与对比催化剂1000 h活性和稳定性试验结果表明：在其它工艺参数相同情况下,LY-C9-A1+LY-C9-A2入口温度比对比剂低5～10 ℃时,其加氢产品双烯值仍明显低于对比剂,说明LY-C9-A1+LY-C9-A2加氢活性优于对比剂;同时LY-C9-A1+LY-C9-A2的升温速率也要比对比剂慢,说明LY-C9-A1+LY-C9-A2积炭速率慢,加氢稳定性好。由此可以看出,LY-C9-A1+LY-C9-A2综合性能优于对比剂,具有十分良好的工业应用前景。     

H2O和SO2对Mn-Fe/MPS催化剂用于NH3低温还原NO的影响

研究了H2O和SO2对Mn-Fe/MPS催化剂低温下选择性催化NH3还原(SCR)NO的影响. 结果表明,Mn-Fe/MPS催化剂具有良好的催化活性,在空速为20000 h-1、反应温度433 K时,NO的SCR转化率达99.1%. 在反应温度低于413 K时,水蒸汽(10%, j)在一定程度上降低了催化活性;超过433 K时,这种影响可完全消除,NO的SCR转化率达到97.8%以上. 低浓度SO2(100′10-6)存在条件下,443 K时催化效率仍可稳定在97.2%. 在水和SO2共存的情况下,生成的硫酸盐和亚硫酸盐沉积在催化剂表面导致催化剂逐渐失活,FT-IR测试也表明伴随SCR反应生成了硫酸铵. 提高反应温度可以延缓催化剂的失活. 此外还研究了不同活化温度对催化剂活性恢复的影响,结果表明,当活化温度达到773 K时,催化剂活性可以完全恢复. 本研究中的催化剂的综合性能优于目前文献报道的其他催化剂.     

SO42-/TiO2-HZSM-5固体超强酸催化剂的制备及酯化性能

采用溶胶-凝胶法制备了HZSM-5分子筛负载SO₄^2-/TiO₂固体超强酸催化剂, 利用直接酯化法催化合成三羟甲基丙烷油酸酯。通过IR、XRD、BET、SEM对催化剂进行了表征, 结果表明TiO₂以纳米颗粒的形式附着于HZSM-5分子筛表面, 且负载后催化剂的比表面积高达309.2m²/g, 比HZSM-5分子筛提高了45.6m²/g, 且催化剂具有强酸性(-13.8< H₀ < -12.14)。探讨了沉淀pH值、焙烧温度、焙烧时间等催化剂制备条件对SO₄^2-/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化剂催化三羟甲基丙烷油酸酯酯化反应活性的影响。结果表明在沉淀pH=8、硫酸的浸渍浓度为0.5mol/L、浸渍时间为30min、焙烧温度为550℃、焙烧时间4h的条件下, SO₄^2-/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化剂催化活性最高, 三羟甲基丙烷油酸酯的酯化率高达97.6%;抗乳化性能良好, 油水分离时间为5min。SO₄^2-/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化剂在重复使用6次的情况下, 酯化率下降8.8%, 催化剂的重复使用性能良好。     

煤炭直接液化高分散度固体酸催化剂的研制

煤炭直接液化反应的速率控制步骤一般是沥青烯生成液化油的中间化学反应．根据煤炭直接液化油收率极限理论,新型催化剂研制的方向和目标就是加快沥青烯生成液化油的反应速率,显著降低沥青烯的产率,获得接近高限油收率的试验油收率．首次确定了Fe2O3催化剂研制的重点必须放在表面酸性上．应用沉淀法制备Fe2O3超微颗粒催化剂,晶粒尺寸在72nm～81．3nm．通过化学计算,首次证明了液相沉淀反应体系的pH值与Fe^3 浓度对数lg[Fe^3 ]成线性关系,应用程序升温脱附法(TPD)测定了催化剂酸性。