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摘要：本文提出了幾種通過共聚改性提高聚酯冷結晶溫度的方法，同時探索了縮聚工藝條件對聚酯結晶性能的影響，實驗結果表明，通過降低縮聚初期的溫度，可顯著減慢聚酯的結晶速度?！　￡P鍵詞：聚酯　共聚改性　結晶速度前言　　聚酯在食品飲料包裝領域的應用已越來越廣泛，其中最為廣泛的包裝形式為瓶子，深刻理解聚酯的結晶性能有助于瓶子生產廠家確定最合適的工藝條件，同時，根據下游瓶廠的要求，對聚酯進行恰當的改性，使聚酯產品更好地滿足用戶的不同需求，成為聚酯廠商提高產品的質量和寬容度的有效途徑。1 減慢聚酯的結晶速度有利于提高瓶制品的透明度并利于拉伸　　聚酯是可以結晶的聚合物，結晶是最為重要的特性之一。拉伸和熱處理過程都伴隨有結晶的發(fā)生[1]，本文重點探討熱處理過程中的結晶行為。對于聚酯瓶的生產工藝而言，總是希望在對聚酯的加工過程中，比如瓶坯的注塑和拉伸前瓶坯的再加熱過程中，能最大程度地抑制結晶的程度和速度，這樣制造出來的瓶坯才有較高的透明度。另外，減少瓶坯在再加熱過程中的結晶，有利于在吹瓶過程中的充分拉伸，尤其是瓶底，如果在注坯過程中已存在較高的結晶度，那么，在瓶底的拉伸過程中，聚酯的結晶部分將對拉伸產生阻礙作用，造成瓶底拉伸不均勻，產生應力集中點。這一點對碳酯飲料而言尤為重要。碳酯飲料瓶容易因為瓶子的應力存在而產生開裂，而且經常發(fā)生在瓶底，所以，對瓶底有非常高的要求，比如可口可樂公司所設計的所謂的“快速應力開裂試驗”就是基于這一考慮而設計的?！　「鶕嘘P對聚酯的研究成果[2]，簡單而言，其冷結晶峰溫越高、熔融結晶溫越低，則表明該種聚酯的結晶能力越差，或者說其結晶速度越慢。  我們曾對市場上的幾種瓶用聚酯的結晶性能進行分析，瓶用廠家反映質量較好的聚酯，  其冷結晶峰溫都比較高，對比如下（見表1）：注：Tg—玻璃化溫度；Tm—熔點；Tc—冷結晶峰值；Tmc—熔融結晶峰溫（下文出現同類代號表示相同的含義）　　從上表可以看出，廠家1的產品具有較高的冷結晶峰溫和較低的熔融結晶峰溫，表明其結晶速度較慢。實際上，該產品是市場上公認的質量最好的產品?！　⌒枰赋龅氖牵忻嫔弦财毡閼玫臒峁嘌b瓶，因其灌裝溫度高達93℃，所以在吹瓶時需對模具進行加熱處理，這時要求瓶壁能盡快達到較高的結晶度，對聚酯的要求就是較快的結晶速度，因此，需要在瓶子的透明度和結晶速度之間作一平衡考慮，本文在此不作展開論述。2  通過共聚改性減慢聚酯結晶速度　　武榮瑞等的研究[3]指出，在聚酯中引入剛性的苯環(huán)組分和柔性組分對Tc有明顯不同的影響。前者不僅破壞了大分子鏈的規(guī)整性，而且產生了空間位阻作用，使共聚物更難于結晶，后者盡管也破壞了大分子鏈的規(guī)整性，但柔性鏈有利于鏈的活動，可誘導和加速結晶。因為，要減慢聚酯結晶速度，可通過選擇恰當的共聚組分來實現。表2是我們對聚酯進行共聚改性后所得的結晶，由表可見，添加不同的共聚組分，可以得到不同的結晶速度，而且，隨著添加量的不同，結晶速度減慢的程度也不同。實驗裝置：20升不銹鋼反應釜，加料量5000克。反應條件：酯化溫度257℃；縮聚溫度：280℃；真空度：70pa；催化劑；Sb203,300ppm最終粘度：0.65dl/g(國標法測)　　結晶性能各參數用DSC測得。所用機型為METTLER DSC 12E，先將樣本加熱至290℃，保持2分鐘，以消除其熱歷史，然后驟冷至50℃，再以10℃/分鐘的速度升溫降溫測得各項指標，氮氣氛圍。3   通過優(yōu)化縮聚工藝參數改善聚酯結晶性能　　聚酯是在一定的溫度條件通過縮聚反應來提高其分子量的，同時也伴有付反應的發(fā)生， 生成包括環(huán)狀低聚物在內的付產物。 這些付產物將對聚酯的結晶性能產生什么樣的影響？這方面的報道和研究成果仍不多見。一般認為， 聚酯中的低分子成分越多，則其結晶的能力越強。 楊始等人在其著作中有所述及[4]。我們在實驗中將縮聚初期的反應溫度由271℃降至262℃，樣品的測試結果表明其結晶性能明顯改變，其表中參數Tc由144.4℃升到159℃，而Tmc也有大幅度的下降（參見表3）。雖然我們在機理上不能作出準確的分析，但推測與反應付產物的種類和量是有一定的關聯的。實驗裝置：20升不銹鋼反應釜　　配方：PTA4000克；MEG1770克；共聚組分10％；催化劑：Sb203,300ppmDSC檢測方法同第2節(jié)所述?！　≡谖夜镜倪B續(xù)化生產線上（產量120噸/天），也做過類似的工藝優(yōu)化，但調整的幅度沒有本實驗大，在5℃以內，對產品的檢測并沒有發(fā)現同樣的結果。因此，我們有理由相信，存在一個臨界值，在這個臨界值內，付反應產物的變化不足以對產品的結晶性能產生可測量的影響。4  結論　　減慢聚酯的結晶速度有利于制得更為透明的瓶子，并有利于拉伸。通過選擇適當的共聚組分可減慢聚酯的結晶速度。大幅度降低縮聚反應初期的溫度可顯著地減慢聚酯的結晶速度，表現在Tc明顯上升而Tmc大幅度下降。   卓俊謙（珠海裕華聚酯有限公司研發(fā)中心）  來 自： www.ppack.net