生物基2,5–呋喃二甲酸及其聚酯合成研究进展

如何通过高效、廉价的方法制备2,5-呋喃二甲酸(2,5-FDCA)及其聚合物已成为近几年的研究热点。重点介绍了2,5-FDCA的合成路线、聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)及其共聚酯的研究进展,并对其进行了分析。分析结果表明,目前2,5-FDCA的合成以5-羟甲基糠醛(HMF)氧化路线为主,其中催化剂采用贵金属,价格比较昂贵,建议对高效低价的新型催化剂体系进行开发。另外,为提高材料的各种性能,研究FDCA基聚酯改性的高性能产品,对经济、社会发展有着重大应用价值。

PEFT等温结晶动力学及多重熔融行为

为探究共聚单元2,5-呋喃二甲酸(FDCA)对聚对苯二甲酸-2,5-呋喃二甲酸乙二醇共聚酯(PEFT)的等温结晶动力学和多重熔融行为的影响,首先,利用差示扫描量热(DSC)仪研究聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和PEFT在固定降温和升温速率下的熔融结晶和冷结晶行为。其次,研究PET和PEFT在不同结晶温度下的等温熔融结晶和冷结晶动力学,采用Avrami方程和Arrhenius方程计算相应的动力学参数。最后,研究PET和PEFT熔融结晶后的多重熔融行为,计算平衡熔点。结果表明,FDCA共聚单元破坏了PET分子链的对称性和规整性,降低了PEFT的结晶温度和熔融温度;FDCA共聚单元含量和结晶温度是影响PEFT等温熔融结晶和冷结晶动力学的两大重要因素;PET和PEFT在熔融结晶后的多重熔融行为对结晶温度具有明显的依赖性,且平衡熔点随着共聚酯中FDCA含量的增加而减小。

PEFT共聚酯的热氧化分解行为研究

采用热重(TG)分析法研究2,5-呋喃二甲酸(FDCA)质量分数分别为0,25%,50%,75%,100%的聚对苯二甲酸-2,5-呋喃二甲酸乙二醇共聚酯(PEFT)的热氧化分解行为,使用Kinssinger法、Ozawa法和Coats-Redfen法对PEFT热氧化分解的表观活化能(E_(a))和反应机理进行了分析。结果表明:PEFT的热氧化分解分为2个阶段,第一阶段主要是共聚酯的热氧化降解,质量变化率(w)为0~80%,第二阶段为第一阶段碳化物的分解,w为80%~100%,其初始分解温度和最大分解速度温度随着FDCA含量的增加而降低;Kinnsinger法得到的是在最大分解速度温度下PEFT的E_(a),不能显示E_(a)随w的整体变化趋势;Ozawa法和Coats-Redfen法计算结果一致,FDCA质量分数为75%时PEFT的E_(a)最大,为233.9 kJ/mol,FDCA质量分数为0时PEFT的E a最小,为139.8 kJ/mol;由Coats-Redfen法可知,PEFT的热氧化分解机理更接近一级反应。