2.5 PET與二元醇固液質(zhì)量比對醇解率和BHET收率的影響

由圖5可知，在所選的PET與二元醇質(zhì)量比范圍內(nèi)，PET的醇解率都達(dá)到了90%以上，當(dāng)mPET∶m二元醇為1∶2時(shí)，PET的醇聚率接近100%,BHET收率為60%；繼續(xù)加大二元醇投料比，BHET的收率繼續(xù)增大，達(dá)到75%。這是因?yàn)殡S著二元醇的比例增大，與PET的接觸更充分，醇解反應(yīng)速度加快，反應(yīng)程度更加徹底，BHET產(chǎn)率也隨之增大，所以mPET:m二元醇在1∶2～1∶3范圍比較合適。

2.6 EG/DEG醇解產(chǎn)物表征

2.6.1 熱性能

圖6為醇解產(chǎn)物的DSC曲線，其中曲線(1)為購買的BHET標(biāo)準(zhǔn)樣品，曲線(2)為EG/DEG與PET的醇解產(chǎn)物。由圖6可見，兩樣品曲線均在110℃處有尖銳的吸熱峰，在250℃左右有寬廣的吸熱峰。根據(jù)PINGALE的論文報(bào)道,110℃處為BHET的熔融吸熱峰，而在250℃處則是升溫過程中BHET發(fā)生縮聚反應(yīng)所產(chǎn)生的EG蒸發(fā)吸熱，從而形成了熔域?qū)拸V的吸熱峰。

圖7為常規(guī)PET、BHET標(biāo)準(zhǔn)樣及EG/DEG醇解產(chǎn)物的熱重分析曲線。由圖7可見曲線(2)、曲線(3)基本一致，均有兩個(gè)失重階段：失重階段Ⅰ發(fā)生在200～350℃，質(zhì)量損失率為30%，是因?yàn)锽HET在升溫過程中會(huì)發(fā)生縮聚反應(yīng)，脫去了小分子EG，生成了低聚物；失重階段Ⅱ發(fā)生在380～450℃，質(zhì)量損失率約為60%，主要是由于上述縮聚產(chǎn)物發(fā)生熱降解。

2.6.2 紅外分析

圖8為BHET和EG/DEG醇解產(chǎn)物的FTIR譜圖。其中3 446、1 134 cm-1處出現(xiàn)的強(qiáng)吸收峰分別對應(yīng)O—H和C—O的伸縮振動(dòng)，表明羥基結(jié)構(gòu)的存在；2 963、2 884和1 450 cm-1處出現(xiàn)的吸收峰分別對應(yīng)亞甲基中C—H的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)，表明亞甲基—CH2—結(jié)構(gòu)的存在；1 715和1 134 cm-1處出現(xiàn)的強(qiáng)吸收峰分別對應(yīng)CO和C—O的伸縮振動(dòng)，表明了酯基的存在；1 503 cm-1、1 450 cm-1、1 378和727 cm-1處出現(xiàn)的吸收峰分別對應(yīng)芳環(huán)中CC的伸縮振動(dòng)和苯環(huán)的面內(nèi)彎曲振動(dòng)，874 cm-1處出現(xiàn)的吸收峰為苯環(huán)中C—H鍵外彎曲引起，表明苯環(huán)結(jié)構(gòu)的存在。BHET與EG/DEG醇解產(chǎn)物的FTIR譜圖基本相似，所不同的是EG/DEG醇解產(chǎn)物在3 307 cm-1含有因醚鍵影響的羥基結(jié)構(gòu)，推測可能是醇解產(chǎn)物中殘留了少量的BHDET和BHDT。

2.6.3 核磁表征

圖9為BHET和EG/DEG醇解產(chǎn)物的核磁共振氫譜圖，其中2.53×10-6處為DMSO的溶劑峰，3.35×10-6處為樣品中H2O產(chǎn)生的峰。由圖9可知，EG/DEG醇解產(chǎn)物僅有4種不同的氫原子，其化學(xué)位移分別為3.76×10-6、4.35×10-6、4.99×10-6、8.15×10-6，對峰面積進(jìn)行積分，a、b、c、d這4種氫原子數(shù)量比為1∶2∶2∶2，與BHET化學(xué)結(jié)構(gòu)一致。圖9中未發(fā)現(xiàn)BHDET和BHDT的氫峰，這主要是由于核磁共振氫譜無法定量測試含量比較低的成分，因此可以說明經(jīng)提純分離后的醇解產(chǎn)物中，BH-DET和BHDT含量較低。

3 結(jié)語

以工業(yè)PET廢塊、廢絲為原料，EG和DEG為聯(lián)合醇解劑，Zn(Ac)2為催化劑，在常壓條件下進(jìn)行醇解反應(yīng)，當(dāng)mPET∶m二元醇為1∶2～1∶3、DEG物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%、催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%、反應(yīng)溫度為200℃、反應(yīng)時(shí)間為1～1.5 h時(shí)，PET醇解率達(dá)到100%,BHET收率達(dá)到75%。此條件比單獨(dú)用EG醇解所用催化劑的量減少一半，反應(yīng)時(shí)間縮短0.5～1 h，對廢PET的快速高效醇解具有重大意義。將醇解產(chǎn)物進(jìn)行分離結(jié)晶提純后，對其進(jìn)行DSC、TG、FTIR、1H NMR等分析，得出提純后的醇解產(chǎn)物為BHET。

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