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废弃pet制备水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯涂料的研究

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涂料工业 2021年第7期51卷 48-53页

作者：柯杰鲁沁于恒默圆叶代勇华南理工大学广州510641

为探究1,2-丙二醇(PG)的加入量对废弃聚对苯二甲酸己二醇酯(pet)的降解产物的影响以及废弃pet降解产物在水性光固化涂料领域的应用,采用PG解聚废弃pet并以降解产物为原料制备水性聚氨酯丙烯酸酯乳液(WPUA),然后于紫外光(UV)下固化成膜... 详细信息

为探究1,2-丙二醇(PG)的加入量对废弃聚对苯二甲酸己二醇酯(pet)的降解产物的影响以及废弃pet降解产物在水性光固化涂料领域的应用,采用PG解聚废弃pet并以降解产物为原料制备水性聚氨酯丙烯酸酯乳液(WPUA),然后于紫外光(UV)下固化成膜。研究发现:随着PG添加量的增大,降解产物的色泽由深黄变淡黄透明,羟值先增大后减小,黏度有所降低;制备的漆膜的水接触角持续减小,亲水性不断增大,硬度有所降低且都达到3H及以上;漆膜的玻璃化转变温度有所减小,且漆膜具有较高的热稳定性。研究结果表明,基于废弃pet的水性聚氨酯丙烯酸树脂较适合应用于对硬度和热稳定性等性能要求较高的木器涂料。

关键词：废弃pet 化学降解 UV固化聚氨酯丙烯酸酯水性

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乙酰丙酮锌高效催化废弃pet醇解机理

中国科学：化学 2021年第12期51卷 1637-1645页

作者：曹静静范楚梦张蕾江伟曾桂香孙平周天鹏林予恒李爱民张全兴南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室国家有机毒物污染控制与资源化工程技术研究中心南京210023 南京大学匡亚明学院和脑科学研究所南京210023 南京大学化学化工学院理论和计算化学研究所南京210023

聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)乙二醇醇解是把pet解聚为对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)单体的高效方法,对解决废弃pet回收资源化问题具有重要意义.本研究针对传统醇解pet催化反应温度高、反应时间长、单体产率低等问题,开发了乙酰丙酮锌催化废弃... 详细信息

聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)乙二醇醇解是把pet解聚为对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)单体的高效方法,对解决废弃pet回收资源化问题具有重要意义.本研究针对传统醇解pet催化反应温度高、反应时间长、单体产率低等问题,开发了乙酰丙酮锌催化废弃pet高效解聚为BHET单体的方法.与已报道金属盐和离子液体催化剂相比,乙酰丙酮锌催化性能优异.在较温和的反应条件下(反应温度为175℃,反应时间为30 min,常压),pet的降解率达到100%以及BHET单体的产率可达88.1%.动力学研究结果表明pet催化降解反应符合收缩动力学反应模型.红外光谱和密度泛函理论计算表明,Zn(acac);与液相(EG)之间首先发生配体交换产生活性物种Zn(acac)(OCH;-CH;OH).随后pet的醇解反应通过Zn;和去质子化乙二醇配体的协同反应机制进行.

关键词：乙酰丙酮锌废弃pet 协同催化 BHET

废弃pet饮料瓶化学法与物理法回收利用的环境影响初探(上)

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纺织导报 2013年第4期 53-54,56,57页

作者：谭亦武广东俊富集团

随着中国开始在"十二五"期间推广碳排放交易试点,再生pet化纤生产规模已达600万t以上的中国再生化纤行业应该为此早做准备。此文作为抛砖引玉,希望能唤起行业内有识之士共同关注如何将该行业的碳收益尽早实现交易,促使再生化纤行业的低... 详细信息

随着中国开始在"十二五"期间推广碳排放交易试点,再生pet化纤生产规模已达600万t以上的中国再生化纤行业应该为此早做准备。此文作为抛砖引玉,希望能唤起行业内有识之士共同关注如何将该行业的碳收益尽早实现交易,促使再生化纤行业的低碳、绿色及环保理念获得全社会的认可。

关键词：废弃pet 回收再利用物理法化学法环境影响评价

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废弃pet再生制备聚酯弹性体及其性能研究

废弃PET再生制备聚酯弹性体及其性能研究

作者：舒筱彤北京化工大学

学位级别：硕士

聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）是最常用塑料之一,但pet在自然环境中难降解,需要对废弃pet进行回收从而缓解其对环境的污染。常见的物理法回收pet会使其品质下降。化学法回收pet可以获得高品质再生pet或其他高附加值产品。化学法回收pet... 详细信息

聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）是最常用塑料之一,但pet在自然环境中难降解,需要对废弃pet进行回收从而缓解其对环境的污染。常见的物理法回收pet会使其品质下降。化学法回收pet可以获得高品质再生pet或其他高附加值产品。化学法回收pet可以有效减缓对于化石资源的依赖以及环境的负担,符合国家对“双碳战略”的要求。生物基聚酯弹性体是我国原创的弹性体材料,具有与传统合成弹性体同样优异的性能。本论文主要从废弃pet出发,利用醇解-聚合法再生制备聚酯弹性体,将生物基乙二醇、1,4-丁二醇、丁二酸、石油基1,4-丁烯二醇,废弃pet经过两步法路线或一锅法路线合成聚（乙二醇/1,4-丁二醇/1,4-丁烯二醇/丁二酸/对苯二甲酸）酯（PEBBSP）,实现了废弃pet的升级回收。本文主要工作如下:（1）本论文第一部分（论文第二章）首先以乙二醇为醇解剂对化学回收pet的工艺进行了研究,对醇解pet的催化剂进行了筛选,发现钛酸四丁酯作为催化剂不仅醇解率高而且不影响聚酯弹性体的合成。为了多元杂化合成无定形聚酯弹性体且控制合成聚酯弹性体时的醇酸比,使用乙二醇、1,4-丁二醇的混合醇作为醇解剂,并且对醇解条件进行了探索。最终确定高效醇解废弃pet的条件为:0.2 wt%钛酸四丁酯作为催化剂,投料比为n（BDO）/n（EG）/n（pet）=3/2/1,反应温度为196℃,反应时间3 h。（2）本论文第二部分（论文第三章）在第一部分制得醇解液中按配方加入剩余的单体,经两步法路线得到PEBBSP-OET共聚酯。为了进一步简化工艺,开发了第二种工艺,将废弃pet作为原料直接与其它单体经过一锅法路线得到PEBBSP-pet共聚酯。通过测试（GPC、H-NMR、DSC、WAXD和TGA等）对合成产物进行分析可知:随着PTA单元含量的增加,基于pet制备的两种PEBBSP共聚酯的结晶性能均先明显下降后缓慢上升,热稳定性逐渐增强并且所有样品的起始分解温度均大于330℃。为了对比,使用对苯二甲酸与其他单体合成PEBBSP-PTA共聚酯。通过对比发现基于pet制备的两种PEBBSP共聚酯与PEBBSP-PTA共聚酯性能相近且分子量更高。（3）本论文第三部分（论文第四章）将第二部分中两种基于废弃pet制备的PEBBSP共聚酯、一种使用单体制备的PEBBSP共聚酯与气相法白炭黑A200经过混炼硫化制成PEBBSP/A200纳米复合材料。利用测试（RPA、DSC、HRTEM、拉伸测试和DMA等）进行了表征。结果表明随着PTA单元含量的增加,三种PEBBSP/A200纳米复合材料的硫化性能呈现先明显上升后缓慢下降的趋势;力学强度也随之呈现上升的趋势,但是当PTA单元含量超过20%,其断裂伸长率有所下降;由于苯环的成功引入,材料0℃损耗因子最高可达0.44。并且因为部分PEBBSP/A200纳米复合材料具有化学物理双交联网络,所以对其形状记忆性能进行了探索。综上所述,使用工艺简单的一锅法制备的PEBBSP/A200纳米复合材料与使用单体制备的材料性能相近,有作为工程弹性体的潜力,实现了变废为宝。

关键词：废弃pet 化学回收生物基聚酯弹性体

废弃pet降解制备水性聚氨酯及环氧改性研究

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废弃PET降解制备水性聚氨酯及环氧改性研究

作者：王聪聪湖南大学

学位级别：硕士

pet聚酯材料具有质轻、易加工、高透明度、尺寸稳定等优点而被广泛用作包装材料。但是消费后的pet不仅污染环境,而且是一种资源浪费。本文以废弃的pet聚酯瓶为研究对象,用乙二醇将其降解,并利用降解产物制备了绿色环保型高分子材料-水... 详细信息

pet聚酯材料具有质轻、易加工、高透明度、尺寸稳定等优点而被广泛用作包装材料。但是消费后的pet不仅污染环境,而且是一种资源浪费。本文以废弃的pet聚酯瓶为研究对象,用乙二醇将其降解,并利用降解产物制备了绿色环保型高分子材料-水性聚氨酯。此法不仅减轻了环境压力,而且是发展循环经济的重要举措。为进一步提高聚氨酯的综合性能,采用环氧树脂E-44对其改性,制备出稳定性好且性能优良的环氧改性水性聚氨酯材料。采用醇解法,以乙二醇为溶剂、醋酸锌为催化剂催化降解废弃pet,并探究了最佳的降解工艺条件。结果表明：乙二醇和pet的质量比为3：1,反应温度为196℃,催化剂用量为pet质量的0.2%,反应时间3小时。在此条件下反应,pet基本上完全降解,产率最高为97.2%。降解产物经羟值检测、红外吸收、核磁共振和热重表征,证实为对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)及其低聚物的混合物。采用预聚体分散法,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、pet降解产物为主要原料,2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水扩链剂,1,4-丁二醇(BDO)为小分子扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为内交联剂,三乙胺(TEA)为中和剂制备了水性聚氨酯乳液。研究了初始n(NCO)/n(OH)值、异氰酸根指数(R)、DMPA用量、TMP用量和中和度等因素对乳液和胶膜性能的影响。结果表明：当初始n(NCO)/n(OH)值为4.0,异氰酸根指数为1.3-1.4,DMPA用量为5%,TMP用量为3%,中和度为90%-100%时,制备的乳液平均粒径为36 nm,粘度为65 mPa.s,离心稳定性好;胶膜拉伸强度为3.2 MPa,铅笔硬度为H,附着力为0级。并通过红外吸收光谱、热重分析和差示扫描量热分析等手段对产物的结构和热稳定性进行表征。用环氧树脂对水性聚氨酯进行改性。研究了环氧树脂加入方式和加入量对改性聚氨酯性能的影响。结果表明：环氧树脂的加入显著地提高了涂膜的耐水性、硬度和拉伸强度,环氧树脂在扩链阶段加入,适宜的加入量为6%-8%,制得的乳液平均粒径为50 nm,粘度为44 mPa.s,胶膜拉伸强度为6.4 MPa,24 h吸水率降低至7%,铅笔硬度为3H,附着力为1级。环氧改性聚氨酯乳液外观好且贮存稳定,粘度适中,胶膜的力学强度和耐热性显著提高。

关键词：废弃pet 醇解水性聚氨酯自乳化环氧树脂交联改性

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废弃pet的再生资源化产物结构与性能研究

废弃PET的再生资源化产物结构与性能研究

作者：宋婧西安理工大学

学位级别：硕士

聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)因其无毒无味、质量轻、价格便宜等优势,在纤维、食品包装、电气绝缘材料、薄膜等领域广泛应用。在软饮料市场中已大部分取代了玻璃所占领的市场。但是其优异的性能也是其后处理过程中的最大阻碍,因为性能稳... 详细信息

聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)因其无毒无味、质量轻、价格便宜等优势,在纤维、食品包装、电气绝缘材料、薄膜等领域广泛应用。在软饮料市场中已大部分取代了玻璃所占领的市场。但是其优异的性能也是其后处理过程中的最大阻碍,因为性能稳定而使pet难以被降解,对大自然环境造成重大污染,增大环境保护压力。所以,如何将废弃的pet进行处理,实现其再生资源化是当前包装废弃物处理技术方面研究的关键点之一。本文研究了废弃pet的醇解过程,通过醇解法,采用多种类的二元醇为醇解剂,变换醇解温度、催化剂种类和废弃pet种类,制备多种不同的废弃pet醇解产物,并对醇解工艺的最佳条件进行了深入探索。本文采用红外分析、高效凝胶色谱、差示扫描量热法和热重分析等现代仪器检测技术,通过对比研究,证实废弃pet降解产物中一般含有两种以上的产物。然而以单独的聚丙二醇(PPG)作为醇解剂时,仅会产生一种产物,通过热重分析可知其醇解产率高达98%。同时,经过检测发现,对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)是废弃pet降解过程中的一种主要构成物。

关键词：废弃pet 醇解聚丙二醇热性能苯二甲酸二乙二醇酯

废弃pet聚酯用于改性苯丙乳液的研究及其应用

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废弃PET聚酯用于改性苯丙乳液的研究及其应用

作者：汲存璐湖南大学

学位级别：硕士

pet聚酯材料具有高强度、透明、无毒无害等特点,随着社会的发展,pet用量不断增加,大量的pet聚酯废料排放到环境中难以自然降解,对环境造成巨大压力,而且造成资源浪费。本文以废弃pet聚酯材料作为研究对象,用乙二醇进行降解,利用降解产... 详细信息

pet聚酯材料具有高强度、透明、无毒无害等特点,随着社会的发展,pet用量不断增加,大量的pet聚酯废料排放到环境中难以自然降解,对环境造成巨大压力,而且造成资源浪费。本文以废弃pet聚酯材料作为研究对象,用乙二醇进行降解,利用降解产物对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)合成水性聚氨酯预聚(WPU)和功能性单体对苯丙乳液进行改性,得到性能优良的改性苯丙乳液。为进一步利用改性苯丙乳液,探究了改性苯丙乳液在水泥浆料中的应用,得到性能较好的聚合物改性水泥浆料。采用醇解法,以乙二醇为降解试剂、醋酸锌为催化剂降解废弃pet聚酷,再以降解产物为原料合成WPU,然后以该预聚体为种子乳液,以苯乙烯(St)和丙烯酸丁酯(BA)作为丙烯酸类单体,合成WPU改性的PUA复合乳液,并探究了合成工艺条件。结果表明:n(NCO)/n(OH)控制在1.2～1.4 时,m(BA):m(St):m(WPU)为2.5:2.5:5时,封端剂丙烯酸羟乙酯(HEA)用量为30%时,所得复合乳液和乳胶膜各方面性能较好。以降解产物BHET、丙烯酸(AA)为原料,对甲苯磺酸为催化剂,4A分子筛为带水剂,合成既含有双键又含有羟基的功能性单体2-丙烯酸乙酯(2-羟乙基)对苯二甲酸乙二醇酯(HETA)。通过红外光谱仪和核磁共振仪测定了功能性单体的结构。以苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和功能性单体为主要原料,采用预乳化工艺和半连续种子乳液聚合法制备了改性苯丙乳液。考察了软硬单体的配比、引发剂用量、乳化剂用量、反应温度、反应体系pH值和功能性单体用量等因素对复合乳液和乳胶膜性能的影响,利用红外光谱仪和热重分析仪对复合乳液的结构进行了表征。研究结果表明:当软硬单体的比例为1:1、乳化剂用量为单体总量的3.0%、引发剂用量为单体总量的0.6%、反应体系pH值为5～6、反应温度为80℃时和功能性单体用量为25%时,所得改性乳液的性能较好。用功能性单体改性的苯丙乳液改性水泥浆料。研究了改性苯丙乳液对水泥标准稠度用水量及凝结时间的影响,考察了改性苯丙乳液对水泥浆料稠度、缓凝效果、保水性能、抗渗性能和力学性能的影响。结果表明:改性苯丙乳液可显著降低标准稠度用水量,具有减水功能。另外,水泥浆料的初凝时间和终凝时间都有所减缓,当改性苯丙乳液掺量为7.5%时,对水泥浆料的保水性、抗渗性、抗压强度、抗折强度都较优。

关键词：废弃pet 苯丙乳液水性聚氨酯功能性单体交联改性聚合物水泥浆料

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废弃pet制备光固化聚氨酯丙烯酸酯

废弃PET制备光固化聚氨酯丙烯酸酯

作者：黄锴华南理工大学

学位级别：硕士

pet聚酯是一种石油基高分子材料,因其成本低,性能优异等特性,被广泛应用于日常生活中。但是消费后的pet自然条件下难以降解,大量pet废料在全球范围内累积,造成了严重的环境污染以及资源浪费。本论文对废弃pet进行化学回收,并利用回收物... 详细信息

pet聚酯是一种石油基高分子材料,因其成本低,性能优异等特性,被广泛应用于日常生活中。但是消费后的pet自然条件下难以降解,大量pet废料在全球范围内累积,造成了严重的环境污染以及资源浪费。本论文对废弃pet进行化学回收,并利用回收物制备了绿色环保的光固化聚氨酯丙烯酸酯,其综合性能优良且具有实用价值。用乙二醇醇解废弃pet,制备了不同降解程度的pet醇解物(oligoester diol简写OED)。经过工艺优化,得到了一系列醇解物均呈白色粉末状,表征结果显示醇解物是BHET的低聚物,平均分子量在458 g/mol到819 g/mol之间,相当于平均聚合度在2-4之间。以pet醇解物、二异氰酸酯和羟基丙烯酸酯为基础原料,合成了光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)。通过控制变量实验与正交试验,研究了pet醇解物平均分子量、二异氰酸酯、羟基丙烯酸酯、活性稀释剂种类及含量,光固化时间等因素对树脂及光固化漆膜的影响,并通过红外光谱、核磁共振氢谱、XRD和TG对PUA低聚物和光固化漆膜进行表征。结果表明,当使用醇解物平均分子量为665 g/mol、二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、封端剂为单官能度封端剂、活性稀释剂是质量分数20%的1,6-己二醇双丙烯酸酯且光固化时间40 s时,光固化漆膜综合性能达到最佳,铅笔硬度2H,画格法附着力0-1级,柔韧性1 mm,耐冲击性可达50 kg·cm,通过耐水性、耐溶剂和耐化学品性测试。XRD测试显示,醇解二醇在参与PUA的合成后,其特征衍射峰大幅降低或者消失;TG分析显示光固化漆膜具有较好的热稳定性。通过实时紫外法研究PUA体系的光固化动力学,结果显示反应级数均为0级。通过引入二羟甲基丙酸(DMPA)和三乙胺(TEA),合成了水性光固化聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)。研究了pet醇解物平均分子量、中和剂、中合度、DMPA含量和羟基丙烯酸配比对产物及漆膜的性能的影响,并用红外光谱、粒径、Zeta电位和GPC对WPUA低聚物进行表征,用固体紫外、TG和DSC对光固化漆膜进行表征。结果表明,当醇解物平均分子量为665 g/mol,中和剂为TEA,中合度为90%,DMPA含量为38%,封端剂选用季戊四醇三丙烯酸酯(petA)和丙烯酸羟丙酯(HPA)(n(petA)/n(HPA)=3:2)时产物和光固化漆膜综合性能优良,适合木器涂装。粒径和Zeta电位显示WPUA树脂的平均粒径在140.7 nm,在水中有较好的分散稳定性;GPC测试表明树脂分子量适中;固体紫外、TG和DSC测试表明,光固化漆膜具有较好的光学透明性,且热稳定性良好。

关键词：废弃pet 醇解光固化涂料聚氨酯丙烯酸酯水稀释型光固化过程

废弃pet瓶的循环使用研究及其在聚氨酯中的应用

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废弃PET瓶的循环使用研究及其在聚氨酯中的应用

作者：杨融西安理工大学

学位级别：硕士

随着pet瓶的广泛使用,由于其具有生物不可降解性,所以对环境造成了很大的污染。对废弃pet(rpet)进行回收再利用的研究是具有社会价值的。本文主要研究了 rpet的两种回收再利用的方法及其在聚氨酯中的应用,这两种方法分别是物理共混法和... 详细信息

随着pet瓶的广泛使用,由于其具有生物不可降解性,所以对环境造成了很大的污染。对废弃pet(rpet)进行回收再利用的研究是具有社会价值的。本文主要研究了 rpet的两种回收再利用的方法及其在聚氨酯中的应用,这两种方法分别是物理共混法和化学醇解法。在物理法中将rpet与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)共混,再使用酸化的碳纳米管(CNTs)进行改性处理,制备CNTs/rpet/TPU复合材料,通过扫描电镜测试、X射线衍射测试、热性能测试和力学性能测试等分析了 CNTs的含量对复合材料性能的影响。化学法中将rpet醇解,在反应过程中加入酸化的CNTs后,用来制备水性聚氨酯(WPU)/CNTs乳液,通过透射电镜测试、傅里叶红外光谱测试、X射线衍射测试、紫外可见光谱测试、热性能和耐水性能测试等探究了 CNTs对WPU/CNTs乳液性能的作用,同时也研究了 WPU对于CNTs分散性的影响。这两种方法不仅回收了 rpet而且通过CNTs的改性得到了性质优良的产物。实验结果发现:物理法中,CNTs/rpet/TPU复合材料的形貌图呈现单相结构,纯TPU和rpet之间具有良好的相容性。rpet的存在提高了 TPU基体的玻璃化转变温度,rpet/TPU复合材料的玻璃化转变温度为-29.6℃,而纯TPU为-36.3℃。与纯TPU相比,rpet/TPU复合材料的热稳定性、拉伸性能、存储模量更差。加入CNTs后,随着其含量的不断增大,CNTs/rpet/TPU复合材料的玻璃化转变温度逐渐降低,热稳定性、弹性模量和拉伸强度提高。说明CNTs与rpet之间存在界面粘着,CNTs的存在对rpet的刚性作用有抵消效应。化学法中,实验中WPU被成功的合成,并且部分的CNTs均匀分散在WPU基体中。WPU的热稳定性随着CNTs的增加而增加,随后又下降,这与CNTs的空间位阻效应有关。吸水率测试表明CNTs有降低WPU样品吸水率的作用,当CNTs的含量为0.3wt%时,样品的吸水率为27.50%,而纯WPU样品的吸水率为33.59%随着CNTs含量的增加,其在WPU中的分散性变差。

关键词：废弃pet 碳纳米管界面粘着抵消效应空间位阻效应