CN108342058B - 在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:聚酯为60~75%,醛类抑制剂改性活性炭为10~15%,稀土元素掺杂光触媒为12~19%,热稳定剂为2~4%,防醚剂为2~4%,硬脂酸锌为1~2%,其中稀土元素掺杂光触媒由稀土化合物、光触媒和光触媒分散剂组成,光触媒分散剂在母粒中的质量分数为2~4%,当在再生聚酯中添加母粒时,母粒在有光和无光条件下都能高效去除再生聚酯中的VOCs。本发明生产工艺简单,能够高效去除再生聚酯中的VOCs,有极好的推广价值。
Description
技术领域
本发明属于再生聚酯领域,涉及一种在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒。
背景技术
聚酯纤维自问世以来,因其具有的优异的性能而得到迅猛地发展,其产量已经成为世界合成纤维之冠。聚酯纤维具有断裂强度高、弹性模量高、回弹性适中、热定型性能优异、耐热性好、耐光性好、耐酸碱性好及耐腐蚀性好等一系列的优良性能,且由其制备的织物具有抗皱和挺括性好等优点,所以,聚酯纤维备广泛地应用于服装和家纺等领域。
再生聚酯由回收的聚酯瓶、长丝废料或废布料等后处理加工而成,属聚酯废料的回收再利用,随着聚酯消费量的增加和人们环保意识的增强,聚酯废料的回收利用越来越受到重视。利用聚酯废料生产再生聚酯纤维,可降低成本、减少石油消耗和提高经济效益,对化纤行业可持续发展具有重要意义。然而再生聚酯在使用的过程中,尤其是在高温、光照及密闭的环境中会缓慢地释放出醛和酮等挥发性有机物(volatile organic compounds,简称VOCs)。VOCs一部分来源于合成过程中热降级而产生的醛类物质,另一部分来源于后期加工处理过程中加入的染料、助剂和油剂等。这些VOCs会对人体以及环境产生一定的危害。所以,为了生产绿色安全的再生聚酯纤维,减轻消费者的顾虑,对聚酯纤维中的VOCs的去除至关重要。
去除VOC的传统方法虽然有很多,但是其都具有许多无法避免的缺点,例如物理吸附法虽然添加容易,但是吸附过程可逆,在加热或光照下会再次释放VOCs;化学吸附法虽然不可逆但是容易引发其他副反应,影响聚酯产品的性能,且在光照高温下对快速释放的VOCs吸收效率较低;烘干法简单易行,但是高能耗且会影响产物的性能,且无法控制产品在使用过程中的VOCs的释放;光触酶催化法(简称光催化法)是一种较为合适的方法,现在光触酶催化法较多地应用于室内墙面涂料中,可以起到净化室内空气的作用,然而如果将其直接应用于纺丝中,相比于在涂料中的应用,光触酶催化法在纺丝领域中的应用存在许多问题需要解决,例如光触媒在纤维中的分散性不好、在无光条件下无法吸收VOCs和制得的产品对可见光的利用率低不能高效去除聚酯中的VOCs等,若这些问题能够得到解决,光触媒催化法将会是一种有效且有发展前景的制备具有低VOCs含量的纺织品的方法。
因此,研究一种在光照和无光条件下均能高效去除聚酯中VOCs的产品具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术对聚酯产品中的VOCs的去除效果不高的问题,提供一种去除效果高的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒。本发明提供的高效VOCs去除母粒中含有光触媒和酰胺类化合物改性活性炭,是一种在光照和无光条件下均能高效去除VOCs的母粒,添加有该母粒的再生聚酯产品在光照和无光条件下的VOCs含量低。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
所述稀土元素掺杂光触媒由稀土化合物、光触媒和光触媒分散剂组成,稀土元素掺杂光触媒的含量在12~19%的范围内能够在保证母粒的光催化效果较高的同时要满足纺丝要求,光触媒分散剂在母粒中的质量分数为2~4%,该分散剂添加的意义在于:光触媒纳米二氧化钛粒度较小,在与基体混合过程中易团聚,从而使得其光催化效率大大降低,另外粒径较大也会对纺丝造成不利的影响,使得断丝现象增多,纤维的强度降低,故需加入分散剂对二氧化钛进行分散;
当在总VOCs含量为1200~1500ng/g且苯类VOCs的含量为160~200ng/g的再生聚酯中添加5~10wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率≥80%,苯类VOCs的去除率≥30%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率≥85%,苯类VOCs的去除率≥60%。本发明中VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》来进行测定。
作为优选的技术方案:
如上所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,所述醛类抑制剂改性活性炭中醛类抑制剂的含量为60~70wt%。
如上所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,所述醛类抑制剂改性活性炭的制备步骤如下:
(1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.1~0.5mol/L的KOH溶液以2~3:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以10~20K/min的升温速率升至800~900℃,活化2~3h;
(2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为20~30目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于105~120℃下真空干燥12~24h;
(3)改性:将醛类抑制剂、后处理后的活性炭和乙醇以2:1~2:2的质量比混合,超声处理3~6h使得醛类抑制剂吸附于活性炭的内部及表面得到醛类抑制剂改性活性炭。本发明的醛类抑制剂改性活性炭兼顾了物理吸附和化学吸附作用,对VOCs的去除效率高。
如上所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,所述稀土元素掺杂光触媒中光触媒的含量为75~88wt%。
如上所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,所述稀土元素掺杂光触媒的制备方法为:将稀土化合物和光触媒置于马弗炉中于400~500℃灼烧2~4h,取出研细得到混合物,将混合物、光触媒分散剂和乙醇以3:1~2:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于85~105℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒。
如上所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,所述稀土化合物为稀土元素的氧化物、卤化物、氢氧化物、碳酸盐和硝酸盐中的一种以上。
如上所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,所述母粒的制备方法为:将PTA、乙二醇、醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、热稳定剂、防醚剂和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒;所述PTA的用量为母粒中聚酯质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.2~1.3:1。
如上所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,所述醛类抑制剂改性活性炭中的醛类抑制剂为酰胺类醛类抑制剂;
所述稀土元素掺杂光触媒中的稀土元素为轻稀土元素,光触媒为纳米二氧化钛,纳米二氧化钛可以通过光降解作用消除甲醛、乙醛、苯和甲苯等VOCs;
所述光触媒分散剂为钛酸酯类分散剂;
所述热稳定剂为磷酸酯类热稳定剂;
所述防醚剂为无水乙酸盐类防醚剂。
如上所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,由PTA和乙二醇聚合所得的聚酯的特性粘度为0.52~0.69dl/g;
所述酰胺类醛类抑制剂为六亚甲基异酞酰胺与对苯二甲酰胺的共聚物、聚已内酰胺、邻氨基苯甲酰胺、硬脂酰胺、六亚甲基己二酰二胺和聚六亚甲基异酞酰胺中的一种以上;所述轻稀土元素为镧、铈、镨、钕、铈、钐和铕中的一种以上;
所述纳米二氧化钛的粒径为20~30nm,所述纳米二氧化钛为锐钛矿和/或金红石型;
所述钛酸酯类分散剂为钛酸四丁酯;
所述磷酸酯类热稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯、四[亚甲基3-(3',5'-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]甲烷和3,5-二叔丁基-4-羟苯基磷酸二乙酯中的一种以上;
所述无水乙酸盐类防醚剂为无水乙酸钠。
如上所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,在聚酯的聚合过程中加入母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了5~8min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含母粒的聚酯切片的L值大于90,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含母粒的聚酯切片制得的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度≥3.1cN/dtex,最大热分解温度≥439℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
发明机理:
本发明首先分别制备了稀土元素掺杂光触媒和醛类抑制剂改性活性炭,接着将醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、热稳定剂、防醚剂和硬脂酸锌在聚酯合成过程中加入然后聚合造粒得到母粒,其中稀土元素掺杂光触媒为稀土化合物、光触媒和光触媒分散剂组成的混合物,分散剂分散光触媒,使其能够均匀的分散于聚酯基体中,解决了其在直接分散在基体中易团聚的问题,同时增加了光触媒与聚酯基体的相容性,有利于聚酯纺丝过程的顺利进行,而稀土化合物掺杂光触媒,提高了光触媒对可见光的利用率,同时可以加快后续通过母粒合成再生聚酯的反应速率,增加生成的聚酯产品的色相;醛类抑制剂改性活性炭,醛类抑制剂均匀地吸附于活性炭的内部及表面,其同时兼具物理吸附作用和化学吸附作用,对VOCs的去除效率高;热稳定剂则可以保证制得的母粒及添加了母粒的聚酯产品的物理机械性能和热力学性能,本发明以聚酯为基体,通过上述步骤使得各成分均匀分散于聚酯基体中,使得制得的母粒不仅具有较好的物理机械性能和热力学性能,在有光和无光条件下都能高效去除再生聚酯中的VOCs,还能够加快合成再生聚酯的反应速率,增加生成的再生聚酯产品的色相。
有益效果:
(1)本发明的一种在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,VOCs去除效果好,有光照的条件下能够除去快速挥发出的VOCs,在无光的条件下能够除去慢速挥发出的VOCs,适用范围广;
(2)本发明的一种在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,添加了活性炭,提高了醛类抑制剂的吸附效率;
(3)本发明的一种在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,利用钛酸酯类分散剂来分散二氧化钛,并增加二氧化钛与聚酯的相容性,使该母粒可以应用于纺丝;
(4)本发明的一种在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,添加了稀土元素来掺杂二氧化钛,提高了二氧化钛对可见光的利用率,同时可以加快聚酯的反应速率,增加聚酯产品的色相;
(5)本发明的一种在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,添加了热稳定剂,可以保证母粒及添加了母粒的聚酯产品的物理机械性能和热力学性能;
(6)本发明的一种在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,生产工艺简单且利于操作。
附图说明
图1为本发明母粒的内部结构示意图;
1-醛类抑制剂,2-活性炭,3-光触媒,4-聚酯。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.3mol/L的KOH溶液以2.2:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以13K/min的升温速率升至820℃,活化2.2h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为20目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于112℃下真空干燥14h;
(1.3)改性:将聚已内酰胺、后处理后的活性炭和乙醇以2:1:2的质量比混合,超声处理4h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中聚已内酰胺的含量为66wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将La2O3和粒径为28nm的锐钛矿型的纳米二氧化钛置于马弗炉中于400℃灼烧2h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:1.3:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于95℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为77wt%;
(3)将PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、磷酸三苯酯、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.25:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.58dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为9wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其内部结构图如图1所示,包含有酰胺类醛类抑制剂1,活性炭2,光触媒3和聚酯4,从图中可看出,母粒基体为聚酯,故母粒与聚酯有着很好的相容性,分散相不仅含有常用的醛类抑制剂,还引入了活性炭载体,提高醛类抑制剂的清除效率,另外所含有的光触媒为稀土改性光触媒,增加了光触媒对于可见光的利用率,此母粒结合了物理吸附、化学吸附以及光催化降解作用,弥补了各自的不足,有效地提高了VOCs的清除效率。本发明所制备的母粒具有分散相分散性均匀、与聚酯相容性好、在有光和无光条件下均可高效去除VOCs、加快反应速率、提高聚酯色相且不影响聚酯产品的其他性能的优点。
母粒中各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为2%。
当在总VOCs含量为1200ng/g且苯类VOCs的含量为180ng/g的再生聚酯中添加8wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为88%,苯类VOCs的去除率为33%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为89%,苯类VOCs的去除率为60%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为8.8wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了7min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为8.8wt%的母粒的聚酯切片的L值为99,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为8.8wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.56dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达3.8cN/dtex,最大热分解温度达442℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
实施例2
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.1mol/L的KOH溶液以2.5:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以18K/min的升温速率升至850℃,活化2.6h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为24目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于118℃下真空干燥18h;
(1.3)改性:将邻氨基苯甲酰胺、后处理后的活性炭和乙醇以2:1.5:2的质量比混合,超声处理5h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中邻氨基苯甲酰胺的含量为68wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将CeCl3和粒径为21nm的金红石型的纳米二氧化钛置于马弗炉中于480℃灼烧2h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:1:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于100℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为79wt%;
(3)将PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、磷酸三甲酯、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.28:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.52dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为13.8wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为3%。
当在总VOCs含量为1450ng/g且苯类VOCs的含量为170ng/g的再生聚酯中添加5wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为85%,苯类VOCs的去除率为36%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为89%,苯类VOCs的去除率为66%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为6.3wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了5min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为6.3wt%的母粒的聚酯切片的L值为98,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为6.3wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.56dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达4.5cN/dtex,最大热分解温度达448℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
实施例3
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.5mol/L的KOH溶液以2.8:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以15K/min的升温速率升至870℃,活化3h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为25目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于105℃下真空干燥20h;
(1.3)改性:将硬脂酰胺、后处理后的活性炭和乙醇以2:1.8:2的质量比混合,超声处理4h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中硬脂酰胺的含量为63wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将Pr(OH)3和粒径为25nm的锐钛矿和金红石型的纳米二氧化钛(质量比为1:1)置于马弗炉中于460℃灼烧3h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:1.5:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于105℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为83wt%;
(3)将PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、四[亚甲基3-(3',5'-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]甲烷、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.2:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.59dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为10.4wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为2.5%。
当在总VOCs含量为1300ng/g且苯类VOCs的含量为190ng/g的再生聚酯中添加9wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为86%,苯类VOCs的去除率为35%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为93%,苯类VOCs的去除率为65%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为6.3wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了5min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为6.3wt%的母粒的聚酯切片的L值为92,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为6.3wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.56dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达4.0cN/dtex,最大热分解温度达440℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
实施例4
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.2mol/L的KOH溶液以2:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以12K/min的升温速率升至880℃,活化2.9h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为29目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于109℃下真空干燥12h;
(1.3)改性:将六亚甲基己二酰二胺、后处理后的活性炭和乙醇以2:1.3:2的质量比混合,超声处理3h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中六亚甲基己二酰二胺的含量为65wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将C3H2Nd2O10和粒径为27nm的锐钛矿和金红石型的纳米二氧化钛(质量比为1:2)置于马弗炉中于500℃灼烧2h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:1.7:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于85℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为75wt%;
(3)将PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、3,5-二叔丁基-4-羟苯基磷酸二乙酯、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.26:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.60dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为16.7wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为3.5%。
当在总VOCs含量为1200ng/g且苯类VOCs的含量为200ng/g的再生聚酯中添加6wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率80%,苯类VOCs的去除率为≥30%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为≥85%,苯类VOCs的去除率为≥60%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为10wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了8min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为10wt%的母粒的聚酯切片的L值为96,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为10wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.56dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达3.1cN/dtex,最大热分解温度达439℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
实施例5
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.1mol/L的KOH溶液以2.1:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以19K/min的升温速率升至810℃,活化2.2h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为23目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于115℃下真空干燥19h;
(1.3)改性:将聚六亚甲基异酞酰胺、后处理后的活性炭和乙醇以2:2:2的质量比混合,超声处理6h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中聚(六亚甲基异酞酰胺)的含量为64wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将CeO2和粒径为26nm的锐钛矿型的纳米二氧化钛置于马弗炉中于460℃灼烧4h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:1.2:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于90℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为79wt%;
(3)将磷酸三苯酯与磷酸三甲酯的混合物(质量比为2:1)、PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.28:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.66dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为9wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为2%。
当在总VOCs含量为1500ng/g且苯类VOCs的含量为170ng/g的再生聚酯中添加8wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为81%,苯类VOCs的去除率38%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为86%,苯类VOCs的去除率为69%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为8.8wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了7min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为8.8wt%的母粒的聚酯切片的L值为94,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为8.8wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.56dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达3.3cN/dtex,最大热分解温度达448℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
实施例6
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.4mol/L的KOH溶液以2.5:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以10K/min的升温速率升至880℃,活化3h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为28目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于105℃下真空干燥22h;
(1.3)改性:将六亚甲基异酞酰胺/对苯二甲酰胺共聚物、后处理后的活性炭和乙醇以2:1:2的质量比混合,超声处理3h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中六亚甲基异酞酰胺/对苯二甲酰胺共聚物的含量为60wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将Sm2O3和粒径为29nm的金红石型的纳米二氧化钛置于马弗炉中于490℃灼烧3h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:1.4:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于88℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为85wt%;
(3)将四[亚甲基3-(3',5'-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]甲烷与3,5-二叔丁基-4-羟苯基磷酸二乙酯的混合物(质量比为2:3)、PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.3:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.65dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为14.7wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为3.5%。
当在总VOCs含量为1250ng/g且苯类VOCs的含量为190ng/g的再生聚酯中添加7wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为88%,苯类VOCs的去除率为36%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为85%,苯类VOCs的去除率为63%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为7.5wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了6min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为7.5wt%的母粒的聚酯切片的L值为92,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为7.5wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.56dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达3.5cN/dtex,最大热分解温度达442℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
实施例7
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.5mol/L的KOH溶液以3:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以15K/min的升温速率升至800℃,活化2.7h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为30目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于106℃下真空干燥24h;
(1.3)改性:将聚已内酰胺与邻氨基苯甲酰胺的混合物(质量比为1:3)、后处理后的活性炭和乙醇以2:1.1:2的质量比混合,超声处理4h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中聚已内酰胺与邻氨基苯甲酰胺的混合物的含量为60wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将Eu(OH)3和粒径为22nm的锐钛矿和/或金红石型的纳米二氧化钛置于马弗炉中于500℃灼烧3h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:1.8:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于105℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为88wt%;
(3)将磷酸三苯酯与四[亚甲基3-(3',5'-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]甲烷的混合物(质量比为2:1)、PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.24:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.69dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为11.8wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为4%。
当在总VOCs含量为1400ng/g且苯类VOCs的含量为160ng/g的再生聚酯中添加6wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为90%,苯类VOCs的去除率为39%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为87%,苯类VOCs的去除率为61%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为10wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了8min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为10wt%的母粒的聚酯切片的L值为96,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为10wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.56dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达4.2cN/dtex,最大热分解温度达450℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
实施例8
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.5mol/L的KOH溶液以2.5:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以17K/min的升温速率升至850℃,活化2.3h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为25目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于109℃下真空干燥17h;
(1.3)改性:将硬脂酰胺与六亚甲基己二酰二胺的混合物(质量比为2:1)、后处理后的活性炭和乙醇以2:1.8:2的质量比混合,超声处理6h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中硬脂酰胺与六亚甲基己二酰二胺的混合物的含量为61wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将LaCl3与Ce(OH)3的混合物(质量比为1:1)和粒径为20nm的锐钛矿和金红石型的纳米二氧化钛(质量比为1:1)置于马弗炉中于430℃灼烧2h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:2:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于102℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为75wt%;
(3)将磷酸三甲酯、PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.2:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.54dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为14.9wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为4%。
当在总VOCs含量为1300ng/g且苯类VOCs的含量为180ng/g的再生聚酯中添加10wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为84%,苯类VOCs的去除率为30%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为88%,苯类VOCs的去除率为68%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为10wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了8min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为10wt%的母粒的聚酯切片的L值为93,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为10wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.56dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达4.5cN/dtex,最大热分解温度达439℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
实施例9
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.4mol/L的KOH溶液以2.7:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以18K/min的升温速率升至890℃,活化2h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为29目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于118℃下真空干燥15h;
(1.3)改性:将聚六亚甲基异酞酰胺和六亚甲基异酞酰胺/对苯二甲酰胺共聚物的混合物(质量比为2:3)、后处理后的活性炭和乙醇以2:1.2:2的质量比混合,超声处理5h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中聚六亚甲基异酞酰胺和六亚甲基异酞酰胺/对苯二甲酰胺共聚物的混合物的含量为69wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将PrCl3与Rb2O3的混合物(质量比为1:2)和粒径为26nm的锐钛矿型的纳米二氧化钛置于马弗炉中于400℃灼烧2h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:2:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于95℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为80wt%;
(3)将磷酸三苯酯、磷酸三甲酯与四[亚甲基3-(3',5'-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]甲烷的混合物(质量比为2:2:1)、PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.3:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.56dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为15.9wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为2.5%。
当在总VOCs含量为1450ng/g且苯类VOCs的含量为200ng/g的再生聚酯中添加10wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为87%,苯类VOCs的去除率为40%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为86%,苯类VOCs的去除率为67%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为6.3wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了5min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为6.3wt%的母粒的聚酯切片的L值为98,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为6.3wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.56dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达3.8cN/dtex,最大热分解温度达442℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
实施例10
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.2mol/L的KOH溶液以2:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以20K/min的升温速率升至830℃,活化2.6h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为27目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于120℃下真空干燥24h;
(1.3)改性:将聚已内酰胺、邻氨基苯甲酰胺与硬脂酰胺的混合物(质量比为1:2:3)、后处理后的活性炭和乙醇以2:1.5:2的质量比混合,超声处理3h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中聚已内酰胺、邻氨基苯甲酰胺与硬脂酰胺的混合物的含量为70wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将CeO2与Sm(NO3)3的混合物(质量比为2:1)和粒径为29nm的金红石型的纳米二氧化钛置于马弗炉中于490℃灼烧3h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:1.4:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于92℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为86wt%;
(3)将PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、磷酸三苯酯、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.29:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.69dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为16.2wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为2%。
当在总VOCs含量为1400ng/g且苯类VOCs的含量为180ng/g的再生聚酯中添加5wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为80%,苯类VOCs的去除率为32%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为95%,苯类VOCs的去除率为60%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为7.5wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了6min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为7.5wt%的母粒的聚酯切片的L值为99,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为7.5wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.57dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达3.1cN/dtex,最大热分解温度达440℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
实施例11
在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其制备方法为:
(1)制备酰胺类醛类抑制剂改性活性炭;
(1.1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.2mol/L的KOH溶液以2.8:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以11K/min的升温速率升至900℃,活化2.4h;
(1.2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为25目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于114℃下真空干燥12h;
(1.3)改性:将六亚甲基己二酰二胺、聚六亚甲基异酞酰胺和六亚甲基异酞酰胺/对苯二甲酰胺共聚物的混合物(质量比为2:1:2)、后处理后的活性炭和乙醇以2:1.8:2的质量比混合,超声处理4h得到酰胺类醛类抑制剂改性活性炭,其中制得的酰胺类醛类抑制剂改性活性炭中六亚甲基己二酰二胺、聚六亚甲基异酞酰胺与六亚甲基异酞酰胺/对苯二甲酰胺共聚物的混合物的含量为68wt%;
(2)制备稀土元素掺杂光触媒;
将La2O3、RbCl与Eu2(CO3)3的混合物(质量比为1:1:2)和粒径为30nm的锐钛矿和金红石型的纳米二氧化钛(质量比为1:2)置于马弗炉中于470℃灼烧3h,取出研细得到混合物,将混合物、钛酸四丁酯和乙醇以3:1:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于101℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒,其中纳米二氧化钛的含量为81wt%;
(3)将PTA、乙二醇、酰胺类醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、磷酸三甲酯、无水乙酸钠和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒。其中PTA的用量为母粒中PET质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.2:1,由PTA和乙二醇聚合所得的PET的特性粘度为0.63dl/g,稀土元素掺杂光触媒中纳米二氧化钛占PET总体的含量为9.8wt%。
最终制得的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
其中,稀土元素掺杂光触媒中钛酸四丁酯在母粒中的质量分数为3%。
当在总VOCs含量为1500ng/g且苯类VOCs的含量为160ng/g的再生聚酯中添加6wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为86%,苯类VOCs的去除率为33%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率为90%,苯类VOCs的去除率为63%。VOCs的种类和含量参照TS-BD-003-2012《车内零部件挥发性有机化合物的测试方法——袋子法》进行测定。
在PBT的聚合过程中加入含量为7.5wt%的母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了6min,说明母粒能够加快聚酯的反应速率;含量为7.5wt%的母粒的聚酯切片的L值为94,说明母粒能够增加聚酯产品的色相;由含量为7.5wt%的母粒的聚酯切片制得的纤度为5.56dtex的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度达3.9cN/dtex,最大热分解温度达439℃,说明添加了母粒的聚酯产品依然具有较好的物理机械性能和热力学性能。
Claims (8)
1.在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其特征是,母粒包含多种组分,各组分及其质量分数如下:
所述稀土元素掺杂光触媒由稀土化合物、光触媒和光触媒分散剂组成,光触媒分散剂在母粒中的质量分数为2~4%;
所述醛类抑制剂改性活性炭中醛类抑制剂的含量为60~70wt%;
所述稀土元素掺杂光触媒中光触媒的含量为75~88wt%;
当在总VOCs含量为1200~1500ng/g且苯类VOCs的含量为160~200ng/g的再生聚酯中添加5~10wt%的母粒后,在无光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率≥80%,苯类VOCs的去除率≥30%;在有光条件下,再生聚酯中醛类VOCs的去除率≥85%,苯类VOCs的去除率≥60%。
2.根据权利要求1所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其特征在于,所述醛类抑制剂改性活性炭的制备步骤如下:
(1)活性炭的活化:将活性炭原料与浓度为0.1~0.5mol/L的KOH溶液以2~3:1的质量比混合均匀,在氮气保护下,以10~20K/min的升温速率升至800~900℃,活化2~3h;
(2)后处理:将活化后的活性炭打碎并筛分为20~30目,用超纯水洗净至其水溶液的pH稳定,于105~120℃下真空干燥12~24h;
(3)改性:将醛类抑制剂、后处理后的活性炭和乙醇以2:1~2:2的质量比混合,超声处理3~6h得到醛类抑制剂改性活性炭。
3.根据权利要求2所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其特征在于,所述稀土元素掺杂光触媒的制备方法为:将稀土化合物和光触媒置于马弗炉中于400~500℃灼烧2~4h,取出研细得到混合物,将混合物、光触媒分散剂和乙醇以3:1~2:5的质量比混合均匀,在超声中加热至干燥后于85~105℃烘箱干燥至恒重得到稀土元素掺杂光触媒。
4.根据权利要求3所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其特征在于,所述稀土化合物为稀土元素的氧化物、卤化物、氢氧化物、碳酸盐和硝酸盐中的一种以上。
5.根据权利要求1~4任一项所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其特征在于,所述母粒的制备方法为:将PTA、乙二醇、醛类抑制剂改性活性炭、稀土元素掺杂光触媒、热稳定剂、防醚剂和硬脂酸锌混合后搅拌打浆,再进行聚合造粒得到母粒;所述PTA的用量为母粒中聚酯质量含量的87%,乙二醇与PTA的质量比为1.2~1.3:1。
6.根据权利要求5所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其特征在于,所述醛类抑制剂改性活性炭中的醛类抑制剂为酰胺类醛类抑制剂;
所述稀土元素掺杂光触媒中的稀土元素为轻稀土元素,光触媒为纳米二氧化钛;
光触媒分散剂为钛酸酯类分散剂;
所述热稳定剂为磷酸酯类热稳定剂;
所述防醚剂为无水乙酸盐类防醚剂。
7.根据权利要求6所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其特征在于,由PTA和乙二醇聚合所得的聚酯的特性粘度为0.52~0.69dl/g;
所述酰胺类醛类抑制剂为聚已内酰胺、邻氨基苯甲酰胺和硬脂酰胺中的一种以上;
所述轻稀土元素为镧、铈、镨、钕、铈、钐和铕中的一种以上;
所述纳米二氧化钛的粒径为20~30nm,所述纳米二氧化钛为锐钛矿和/或金红石型;
所述钛酸酯类分散剂为钛酸四丁酯;
所述磷酸酯类热稳定剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲酯和3,5-二叔丁基-4-羟苯基磷酸二乙酯中的一种以上;
所述无水乙酸盐类防醚剂为无水乙酸钠。
8.根据权利要求7所述的在光照和无光条件下均能去除再生聚酯中VOCs的母粒,其特征在于,在聚酯的聚合过程中加入母粒后,高真空反应阶段的时间缩短了5~8min;含母粒的聚酯切片的L值大于90;由含母粒的聚酯切片制得的聚酯纤维牵伸2.5倍后拉伸强度≥3.1cN/dtex,最大热分解温度≥439℃。
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