Композиты общего назначения на основе термопластов

Химическая модификация ПЭТ

Другой подход состоит в осуществлении реакции утилизированного ПЭТ с подходящими удлинителями цепей для увеличения молекулярной массы. Этот процесс должен давать ПЭТ с высокой молекулярной массой, пригодный для раздувного формования и термоформования, для изготовления высокопрочных промышленных нитей [55-60].

Процесс использует присутствие реактивных гидроксильных и карбоксиль­ных концевых групп в цепях ПЭТ по реакции (10.4) (где X = - ОН или СООН и Y-Y — удлинитель цепи).

Х^ПЭТ^Х + Y-Y + X ^ПЭТ/^Х—► Х^ПЭТ^ХУ-УХ-^ПЭТз^Х

10.4

Фенольные эфиры, циклические диангидриды, диизоцианаты, бис-эпоксиды, бис-оксазолины, бис-оксазины, поликарбодиимиды, бис-ациллактамы и т. д. предлагались в качестве удлинителей цепей, но некоторые из них генерируют нежелательные низкомолекулярные продукты (фенол), а другие вызывают не­желательное ветвление и/или появление термически нестабильных связей в по­лимере. Поэтому предпочтительно, чтобы удлинители цепей были бифункцио­нальными, термостойкими и способными к быстрым (и почти необратимым) реакциям с концевыми группами полимера при обычных условиях экструзион­ного процесса. Также желательно, чтобы реакция удлинения цепи была реакцией присоединения или с раскрытием цикла без побочных летучих продуктов.

Разумеется, из-за того, что удлинители цепей реагируют преимущественно (или исключительно) с концевой группой конкретного вида, молярное отноше­ние ОН/СООН в ПЭТ имеет наиважнейшее значение для выбора удлинителя для достижения ожидаемого увеличения молекулярной массы за время нахож­дения полимера в экструдере.

Известны сравнительные оценки различных удлинителей цепей, способных реагировать как с гидроксильными, так и с карбоксильными концевыми группа­ми в обычном экструзионном процессе [55].

Удлинители цепей, реагирующие с карбоксильными группами, например, бис - оксазалины, бисфенол-А-диглицедилэфир и поликарбодиимид (ПКДИ) давали заметное уменьшение карбоксильных концевых групп, но увеличение молекуляр­ной массы было незначительным; эти результаты не являются неожиданными, по­тому что обычно в ПЭТ преобладают гидроксильные, а не карбоксильные конце­вые группы [55-58].

Экструзия с диизоцианатом-блок-капролактамом дает вместо этого значи­тельное увеличение характеристической вязкости (0,87 против 0,66 у контроль­ного материала), а также снижение концентрации карбоксильных групп; удли­нение цепей возникает, по-видимому, за счет первичных карбоксильных групп, но определенный вклад может давать реакция между гидроксилами и изоциа­натом.

Пиромеллитовый диангидрид, как оказалось, является эффективным удлини­телем цепей, способным реагировать с гидроксильными группами, что вызывает некоторый рост молекулярной массы, но одновременно и значительное увеличе­ние числа карбоксильных групп в ПЭТ (а также, возможно, ветвление) [60-62].

Терефталоилбислауролактам (ТБЛЛ) оказался наиболее эффективным уд­линителем цепей, повышающим молекулярную массу; высокое содержание кар­

Го Зак. 630 боксильных групп после удлинения цепей происходит только через взаимодей­ствие гидроксильных концевых групп. Еще большее увеличение молекулярной массы было получено при экструзии с высокой скоростью с использованием ТБЛЛ и ПКДИ [55].