基于回收PET的光固化不饱和聚酯树脂制备、性能及固化行为研究

摘要

PET聚酯作为一种最常见的聚酯，广泛应用于日常生活，随着经济的发展，废聚酯日益增多，将其回收再利用对缓解世界能源危机、减少废弃物对环境的污染具有重要的意义。化学回收是最终解决废聚酯循环利用的有效方法之一。本论文以回收的PET聚酯瓶片为研究对象，首先对其进行化学解聚，再以此为基础制得一种光固化型不饱和聚酯树脂;探讨了醇解条件对醇解产物的影响，研究了不饱和聚酯树脂(UPR)体系的性能，并采用原位红外方法研究了其光固化行为;最后通过溶胶-凝胶法制得具有UV固化性能的SiO2杂化不饱和聚酯树脂，主要结果如下:
　　(1)废旧PET聚酯的醇解反应受醇解温度、醇解时间、催化剂种类及用量等因素影响。用1，2-丙二醇(PG)醇解PET聚酯的适宜工艺为:醇解温度为190℃，醇解时间为3.5小时，催化剂醋酸锌的用量为PET聚酯的1wt.％。醇解产物为BHET与低聚物的混合物。
　　(2)用醇解产物与顺丁烯二酸酐(MA)合成了具有光固化功能的不饱和聚酯树脂，其工艺为:反应温度为190～200℃，聚合时间为1.5小时左右。合成工艺中各组份的比例为PET∶ MA∶ PG=1∶1∶1.5，活性稀释剂苯乙烯(St)为树脂的30wt.％。
　　(3)通过原位红外光谱方法研究了在室温条件下UPR树脂光固化行为，讨论了引发剂种类及浓度、辐照光强和活性稀释剂种类对固化行为的影响。结果表明:在讨论的四种光引发剂TPO、Irgacure651、Darocur2959和Irgacure184中，以TPO为光引发剂，其浓度占UPR树脂的4wt.％，光强为30mW/cm2，活性稀释剂为St，固化速率及转化率最好。
　　(4)用溶胶-凝胶法制得MPTMS/SiO2溶胶，用于增强增韧光固化UPR树脂，改性后膜的力学性能得到提升，当添加量为树脂的25wt.％时综合性能最佳。膜的铅笔硬度为5H，落锤抗冲击强度为26 kg· cm，马口铁片附着力1级，耐刮擦负重为1000g，光泽度为102.4。
　　(5)初步应用表明，利用废PET聚酯制得的光固化不饱和聚酯树脂可以作为一种木漆，达到保护基材和装饰美观的目的，在木质基材上有一定的应用前景。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 PET聚酯简介

1．2 PET聚酯的回收利用现状

1．3 PET聚酯的回收方法及其应用

1．3．1 PET聚酯的物理回收法

1．3．2 PET聚酯的化学回收法

1．4 不饱和聚酯树脂简介

1．4．1 不饱和聚酯树脂的类型

1．4．2 不饱和聚酯树脂的配方设计

1．4．3 不饱和聚酯树脂的固化特性

1．5 紫外光固化涂料

1．5．1 紫外光固化技术

1．5．2 紫外光固化不饱和聚酯树脂进展

1．6 不饱和聚酯树脂的增强增韧改性研究进展

1．6．1 无机填料增强增韧UPR

1．6．2 活性单体或聚合物增强增韧UPR

1．7 有机-无机杂化材料

1．7．1 纳米有机-无机杂化材料的制备方法

1．7．2 紫外光固化有机-无机杂化材料

1．8 本论文的研究意义及内容

1．8．1 本论文的研究意义

1．8．2 本论文的研究内容

第二章 废旧PET聚酯的醇解与不饱和聚酯的合成

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验药品及仪器

2．2．2 实验方法

2．2．3 测试及表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 反应温度对产物的影响

2．3．2 反应时间对产物的影响

2．3．3 催化剂用量对醇解产物的影响

2．3．4 醇解产物和不饱和聚酯树脂的红外表征

2．3．5 醇解产物和不饱和聚酯树脂的热失重分析

2．3．6 不饱和聚酯树脂产品性能分析

2．4 本章小结

第三章 原位红外光谱研究不饱和聚酯树脂光固化行为

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验药品及仪器

3．2．2 实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 不同光引发剂对光固化反应的影响

3．3．2 光引发剂用量对光固化反应的影响

3．3．3 辐照光强对光固化反应的影响

3．3．4 活性稀释剂对光固化反应的影响

3．3．5 优化组合的UPR光固化体系固化行为研究

3．4 本章小结

第四章 光固化有机-无机杂化不饱和聚酯涂料的研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验药品及仪器

4．2．2 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 光固化膜的表征

4．3．2 光固化膜的力学性能

4．4 光固化UPR的初步应用

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文及奖项

声明

致谢