环状对苯二甲酸丁二醇酯改性研究

李屹桐 滕红燕

摘 要：环状对苯二甲酸丁二醇酯（CBT）在低分子量双官能环氧树脂（端环氧基聚乙二醇）存在下聚合。实验证明用2%的环氧树脂效果最佳，并且其机械性能保持对不受环氧树脂的影响。实验表明pCBT的羧基端基和二环氧化物的缩水甘油基官能团发生酯化反应。随着环氧含量增加，链增长的pCBT显示出分子量增加和玻璃化转变减少的现象。

The cyclic butylene terephthalate （CBT） is polymerized in the presence of a low molecular weight difunctional epoxy resin （terminal epoxy polyethylene glycol）. Experiments have shown that 2% epoxy resin works best and its mechanical properties remain relatively unaffected by epoxy resin. Experiments have shown that the carboxyl end group of pCBT and the glycidyl functional group of the diepoxide undergo an esterification reaction. As the epoxy content increases， the chain-grown pCBT exhibits an increase in molecular weight and a decrease in glass transition

关键词：环状对苯二甲酸丁二醇酯；端环氧基聚乙二醇；原位开环聚合；增韧；

CBT；Epoxy polyglycol； In situ ring-opening polymerization；Toughening；

一.简介：

环状对苯二甲酸丁二醇酯低聚物（CBT）是热塑性树脂，具有快速聚合特性，向其中加入催化剂，可快速开环聚合，加工过程中不释放小分子。但所得的pCBT仍然是脆性的[1]。提高pCBT的韧性的方法：一种是降低结晶度，即在聚合后应用快速冷却来实现[2]。另一种是添加增塑剂来增加链的流动性[3]。但这两种方法存在弊端，对设备要求较高且溶剂不环保。故我们通过加入环氧树脂来实现对pCBT增韧目的。

二 实验内容

2.1 实验过程

将干燥CBT磨成粉末与环氧树脂溶于丙酮，室温挥发溶剂。样品在80℃下真空干燥24小时。后放在平板硫化機中加热到250℃，将15g样品封于聚酰亚胺膜密封袋中进行原位聚合后进行压缩模塑。

2.2黏均分子量测试

向锥形瓶加样品0.5g，用苯酚-四氯乙烷（质量比 6：4）为溶剂进行溶解，用乌氏粘度计测试记录数据，取均值。

用公式（2-1）计算试样特性粘度

2.3 机械性能

依据国标GB/T1040-92采用CMT4204万能试验机进行拉伸性能的测试。拉伸速度10 mm/min。

三 结果与讨论

pCBT链与环氧树脂之间链增长反应由聚酯的羧基端基和环氧树脂的缩水甘油基官能团酯化来进行。由于羧酸的羟基键强极化，环氧基团主要与羧基基团发生反应，但也发生较少羟基反应。这些羟基可以进一步与环氧官能团反应，导致支化或交联。

3.1 黏均分子量分析

pCBT粘度为0.81，加入不同比例的环氧树脂后样品粘度明显增加，浓度2%时黏度最好。浓度高于2%时，检测到凝胶形成，表明pCBT的链增长部分发生支化和交联，检测不到数据。

3.1 机械性能分析

对pCBT / PEGEP样品进行拉伸试验得到的拉伸性能在表3.2。通过实验发现所有加入环氧树脂的样品都增加了断裂伸长率，环氧树脂含量为2%时样品断裂伸长率最好。

四 结论

实验可知用PEGEP的反应性链增长可实现对聚合的环状对苯二甲酸丁二醇酯增韧。当用环氧树脂为2%时，黏度分析显示分子量的增加。拉伸实验可得到其韧性增加。

参考文献

陈才洋.CBT树脂基复合材料制备及性能研究[D].导师：翁履谦.哈尔滨工业大学，2011.

Baets J， Devaux J， Verpoest Toughening of basalt fiber-reinforced composites with a cyclic butylene terephthalate matrix by a nonisothermal production method.Adv Polym Technol 2010；29（2）：70–9

Abt T， Sánchez-Soto M， Aurrekoetxea J， Sarrionandia M.Toughening of in situ polymerized cyclic butylene terephthalate by addition of tetrahydrofuran. Polym Int 2011；60：549–56.