CN116348526A - 具有优异的强度的聚酯共聚物以及包含该聚酯共聚物的产品 - Google Patents
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Abstract
本公开内容涉及具有优异的强度和耐热性的聚酯共聚物,以及包含该聚酯共聚物的产品。
Description
技术领域
本公开内容涉及具有优异的强度的聚酯共聚物,以及包含该聚酯共聚物的产品。
背景技术
聚酯具有优异的机械强度、耐热性、透明性和阻气性,并且因此最适合作为饮料灌装容器、包装膜、音响装置、录像胶片及类似物的材料,并且正在被大量使用。此外,它作为诸如医用纤维或轮胎帘线及类似物的工业材料在世界范围内被生产。聚酯片或聚酯板具有良好的透明性和优异的机械强度,并且因此被广泛用作箱子、盒子、隔板、商店货架、保护板、泡罩包装、建筑材料、内部材料和外部材料及类似物的材料。
其中,聚酯被广泛用于制备食品或饮料容器,但是最近,需要可以用于洗碗机及类似物并且承受高压如在碳酸水容器中的高压的聚酯材料。因此,聚酯应具有优异的耐压性性质和耐热性性质。一般而言,耐压性随着聚酯具有结晶度并具有更高的特性粘度而增加,并且随着结晶度更高,聚酯的拉伸模制被改善。为此,当制备聚酯时,异山梨醇(isosorbide)(ISB)通常被用作单体,但是尽管ISB增加了耐热性,如果包含ISB超过一定量,则结晶度可能降低。
因此,对于开发包含作为单体的异山梨醇,但保持聚酯的结晶度并且同时具有优异的耐热性的聚酯树脂存在需求。
发明详述
技术问题
本发明的目的是提供具有优异的强度和耐热性的聚酯共聚物。本发明的另一个目的是提供包含该聚酯共聚物的产品。
技术方案
为了实现该目的,根据本发明,提供了一种聚酯共聚物,该聚酯共聚物包含:
1)二羧酸组分的残基,该二羧酸组分包括对苯二甲酸;以及
2)二醇组分的残基,该二醇组分包括异山梨醇、环己烷二甲醇和非环状二醇,
其中共聚物包含分别以基于二醇组分残基的总摩尔数的4mol%至20mol%、65mol%至85mol%和11mol%至31mol%的含量的异山梨醇残基、环己烷二甲醇残基和非环状二醇残基,并且
满足以下数学公式1:
[数学公式1]
30<(X*Y)/(Z*W)<1000
在数学公式1中,
X为在40℃时聚酯共聚物的储能模量(单位:MPa),
Y为聚酯共聚物的玻璃化转变温度(单位:℃),
Z为聚酯共聚物的熔点(单位:℃),并且
W为聚酯共聚物的熔化热(单位:J/g)。
在下文中,将详细地解释本发明。
术语的定义
本公开内容涉及一种聚酯共聚物,该聚酯共聚物包含:二羧酸组分的残基,该二羧酸组分包括对苯二甲酸;以及二醇组分的残基,该二醇组分包括异山梨醇、环己烷二甲醇和非环状二醇。
如本文使用的,术语‘残基’意指当特定化合物参与化学反应时,包含在化学反应的产物中并衍生自所述特定化合物的特定部分或单元。具体地,二羧酸组分的‘残基’或二醇组分的‘残基’分别意指由酯化或缩聚形成的聚酯共聚物中的衍生自二羧酸组分或二醇组分的部分。
二羧酸组分
本文中使用的二羧酸组分意指与二醇组分一起构成聚酯共聚物的主要单体。特别地,二羧酸包括对苯二甲酸,并且通过对苯二甲酸,根据本公开内容的聚酯共聚物的性质诸如耐热性、耐化学性、耐气候性及类似性质可以被改善。
除了对苯二甲酸外,二羧酸组分还可以包括芳香族二羧酸组分、脂肪族二羧酸组分或其混合物。在这种情况下,优选的是,除对苯二甲酸以外的二羧酸组分以基于全部二羧酸组分的总重量的1wt%至30wt%的含量被包含。
芳香族二羧酸组分可以是具有8个至20个、优选地8个至14个的碳数的芳香族二羧酸或其混合物。作为芳香族二羧酸的实例,可以提及间苯二甲酸、萘二羧酸诸如2,6-萘二甲酸及类似物、联苯二甲酸、4,4’-二苯乙烯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、2,5-噻吩二甲酸及类似物,但是芳香族二羧酸的具体实例不限于此。脂肪族二羧酸组分可以是具有4个至20个、优选地4个至12个的碳数的脂肪族二羧酸或其混合物。作为脂肪族二羧酸的实例,可以提及环己烷二羧酸诸如1,4-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸及类似物,直链、支链或环状的脂肪族二羧酸诸如邻苯二甲酸、癸二酸、琥珀酸、异癸基琥珀酸、马来酸、富马酸、己二酸、戊二酸、壬二酸及类似物,但是脂肪族二羧酸的具体实例不限于此。
二醇组分
本文使用的二醇组分意指与上文说明的二羧酸组分一起构成聚酯共聚物的主要单体。特别地,二醇组分包括异山梨醇、环己烷二甲醇和非环状二醇。
异山梨醇被用于改善所制备的聚酯共聚物的加工性能。尽管聚酯共聚物的透明性和冲击强度通过环己烷二甲醇和非环状二醇的二醇组分被改善,但是为了加工性能,剪切流动性质应该被改善并且结晶速度应该被延缓,这是仅通过环己烷二甲醇和非环状二醇难以实现的。因此,在异山梨醇作为二醇组分被包含的情况下,剪切流动性质可以被改善并且结晶速度可以被延缓,同时保持透明性和冲击强度,从而改善所制备的聚酯共聚物的加工性能。优选地,异山梨醇残基以基于100重量份的总二醇组分残基的0.1重量份至5重量份的含量被包含。
环己烷二甲醇(例如,1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇或1,4-环己烷二甲醇)是有助于所制备的聚酯共聚物的透明性和冲击强度的组分。优选地,环己烷二甲醇残基以基于100重量份的总二醇组分残基的30重量份至70重量份的含量被包含。
非环状二醇是与环己烷二甲醇一起有助于所制备的聚酯共聚物的透明性和冲击强度的组分。非环状二醇意指化合物的结构中不存在环状结构,并且优选地,非环状二醇为C2-10亚烷基二醇、更优选地乙二醇或二乙二醇。优选地,非环状二醇以基于100重量份的总二醇组分残基的5重量份至25重量份的含量被包含。
此外,根据本公开内容的聚酯共聚物包含分别以基于二醇组分残基的总摩尔数的4mol%至20mol%、65mol%至85mol%和11mol%至31mol%的含量的异山梨醇残基、环己烷二甲醇残基和非环状二醇残基。当共聚物包含上文的含量范围内的每种二醇组分残基时,根据本发明的聚酯共聚物可以具有优异的强度以及高的耐热性和结晶度。
关于每种二醇组分的残基含量,根据本公开内容的聚酯共聚物优选地满足以下数学公式2:
[数学公式2]
0.04≤(ISB)/(ISB+CHDM)≤0.22
在数学公式2中,
ISB表示基于二醇组分残基的总摩尔数的异山梨醇残基的mol%,
CHDM表示基于二醇组分残基的总摩尔数的环己烷二甲醇残基的mol%。
数学公式2涉及异山梨醇残基和环己烷二甲醇残基的含量,并且当满足上文的范围时,根据本公开内容的聚酯共聚物可以具有更优异的强度以及更高的耐热性和结晶度。
聚酯共聚物
根据本公开内容的聚酯共聚物可以通过使上文说明的二羧酸组分和二醇组分共聚来制备。其中,共聚可以通过依次进行酯化和缩聚来进行。
酯化在酯化催化剂的存在下进行,并且可以使用包括基于锌的化合物的酯化催化剂。作为这样的基于锌的催化剂的具体实例,可以提及乙酸锌、乙酸锌二水合物、氯化锌、硫酸锌、硫化锌、碳酸锌、柠檬酸锌、葡萄糖酸锌或其混合物。
酯化可以在0kg/cm2至10.0kg/cm2的压力和150℃至300℃的温度进行。酯化反应条件可以根据所制备的聚酯的具体性质、每种组分的比率或工艺条件等来适当控制。优选地,酯化反应可以在0kg/cm2至5.0kg/cm2、更优选地0.1kg/cm2至3.0kg/cm2的压力;和200℃至300℃、更优选地240℃至280℃的温度进行。
此外,酯化反应可以分批地或连续地进行,并且每种原材料可以被分别添加,但优选的是以浆料的形式引入,在该浆料中,二羧酸组分和三官能化合物与二醇组分混合。此外,可以将在室温是固体的二醇组分诸如异山梨醇及类似物溶解在水或乙二醇中,并且然后与二羧酸组分诸如对苯二甲酸及类似物混合,以形成浆料。可选择地,异山梨醇可以在60℃或更高的温度熔化,并且然后与二羧酸组分诸如对苯二甲酸及类似物和其他二醇组分混合,以形成浆料。此外,可以在混合的浆料中另外添加水,以帮助提高浆料的流动性。
此外,缩聚反应可以在150℃至300℃、优选地200℃至290℃;和600mmHg至0.01mmHg、优选地200mmHg至0.05mmHg、更优选地100mmHg至0.1mmHg的减压来进行。通过应用减压条件,缩聚的乙二醇副产物可以被移除到体系外部,并且因此,如果缩聚反应条件不落在400mmHg至0.01mmHg的减压条件范围内,则副产物的去除可能是不充分的。此外,在缩聚反应发生在150℃至300℃的温度范围之外的情况下,如果缩聚反应在低于150℃的温度进行,则缩聚反应的乙二醇副产物可能不能被有效地移除到体系外部,并且因此,最终反应产物的特性粘度可能是低的,并且所制备的聚酯共聚物的性质可能劣化,并且如果缩聚反应在高于300℃的温度进行,则可能变得更可能的是,使所制备的聚酯树脂发生变黄。此外,可以进行缩聚反应持续所需的时间,直到最终反应产物的特性粘度达到合适的水平,例如持续1小时至24小时的平均停留时间。
此外,缩聚反应可以使用缩聚催化剂进行,所述缩聚催化剂包括基于钛的化合物、基于锗的化合物、基于锑的化合物、基于铝的化合物、基于锡的化合物或其混合物。
作为基于钛的化合物的实例,可以提及钛酸四乙酯、钛酸四乙酯、钛酸乙酰三丙酯、钛酸四丙酯、钛酸四丁酯、钛酸-2-乙基己酯、钛酸辛二醇酯、乳酸钛酸酯、三乙醇胺钛酸酯、钛酸乙酰丙酮酸酯、乙酰乙酸乙酯钛酸酯、钛酸异硬脂酯、二氧化钛及类似物。作为基于锗的化合物的实例,可以提及二氧化锗、四氯化锗、乙二醇锗、乙酸锗、使用它们的共聚物、或其混合物。优选地,可以使用二氧化锗,并且作为这样的二氧化锗,可以使用结晶二氧化锗或非结晶二氧化锗两者,并且还可以使用溶于乙二醇的二氧化锗。
此外,在缩聚开始之前或在缩聚完成之后,可以将稳定剂、着色剂、结晶剂、抗氧化剂、支化剂等添加到产物。然而,引入上文说明的添加剂的时间不限于此,并且它们可以在聚酯共聚物的制备步骤中的任何时间被添加。
作为稳定剂,可以使用基于磷的化合物诸如磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯及类似物。基于最终制备的聚酯共聚物的重量,所使用的稳定剂的量(基于磷元素的量)为10ppm至200ppm。如果所使用的稳定剂的量小于10ppm,则稳定效果可能是不充分的,并且因此,存在关于聚酯共聚物变黄的问题,并且如果所使用的稳定剂的量大于200ppm,则可能无法获得期望的高聚合度的聚酯共聚物。
着色剂被添加以改善聚酯共聚物的颜色。作为着色剂,基于蒽醌的化合物、基于芘酮的化合物、基于偶氮的化合物、基于次甲基的化合物及类似物可以被用作有机化合物着色剂,并且作为可商购的产品,可以使用调色剂诸如来自Clarient的Polysynthren BlueRLS、或来自Clarient的Solvaperm Red BB及类似物。基于最终制备的聚酯共聚物,所使用的有机化合物着色剂的量可以被控制为1ppm至50ppm。如果着色剂的含量不落在上文的范围内,则聚酯共聚物的黄色可能不被充分隐蔽,或者性质可能劣化。
作为结晶剂,可以使用晶体成核剂、UV吸收剂、基于聚烯烃的树脂、聚酰胺树脂及类似物。作为抗氧化剂,可以使用基于受阻酚的抗氧化剂、基于亚磷酸酯的抗氧化剂、基于硫醚的抗氧化剂或其混合物。作为支化剂,可以使用具有3个或更多个官能团的常规支化剂,并且例如,可以使用偏苯三酸酐、三羟甲基丙烷、偏苯三酸或其混合物。
同时,根据本公开内容的聚酯共聚物可以具有0.60dl/g至1.30dl/g、优选地0.65dl/g至1.20dl/g的特性粘度。特性粘度的测量方法将在下文描述的实施例中体现。
此外,根据本公开内容的聚酯共聚物的特征在于满足上文说明的数学公式1。数学公式1涉及根据本公开内容的聚酯共聚物的每种性质,并且在表中说明当聚酯共聚物满足数学公式1时,它具有优异的强度和高的耐热性和结晶度。同时,在数学公式1中,每个参数的值意指除单位之外的数值。例如,当根据本公开内容的聚酯共聚物的储能模量为1900MPa时,X变为1900。
如下文的实施例和比较实施例中描述的,可以证实在满足数学公式1的情况和不满足数学公式1的情况之间,在强度和结晶度方面存在显著差异。
优选地,根据本公开内容的聚酯共聚物具有1700MPa至2100MPa的储能模量(X)。同时,储能模量的测量方法将在下文的实施例中体现。
优选地,根据本公开内容的聚酯共聚物具有85℃至115℃的玻璃化转变温度(Y)。同时,玻璃化转变温度的测量方法将在下文的实施例中体现。
优选地,根据本公开内容的聚酯共聚物具有225℃至270℃的熔点(Z)。同时,熔点的测量方法将在下文的实施例中体现。
优选地,根据本公开内容的聚酯共聚物具有1J/g至20J/g的熔化热(W)。同时,熔化热的测量方法将在下文的实施例中体现。
根据本公开内容,还提供了包含聚酯共聚物的产品。
有益效果
上文说明的根据本公开内容的聚酯共聚物具有优异的强度和耐热性,并且因此,由其制备的多种容器可以用于洗碗机及类似物,并且可以承受高压如在碳酸水容器中的高压。
具体实施方式
在下文中,优选的实施例将为了更好地理解本发明而被提供。然而,这些实施例仅为了更好地理解本发明而被提供,并且本发明的范围不限于此。
实施例1
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(对苯二甲酸;2666.7g)、EG(乙二醇;597.6g)、CHDM(1,4-环己烷二甲醇;1573.0g)和ISB(异山梨醇;281.4g),并且添加GeO2(13.1g)作为催化剂、磷酸(8.7g)作为稳定剂、PolysynthrenBlue RLS(Clarient,0.016g)作为蓝色调色剂、Solvaperm Red BB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂和偏苯三酸酐(0.4g)作为支化剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高1.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至260℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在260℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至265℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.71dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至190℃,并且保持在190℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为0.80dl/g,从而制备聚酯共聚物。
实施例2
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2374.1g)、EG(150.7g)、CHDM(1482.8g)和ISB(751.7g),并且添加GeO2(13.1g)作为催化剂、磷酸(8.7g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.019g)作为蓝色调色剂、Solvaperm Red BB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂和高密度聚乙烯(SK GeO centricCo.,Ltd.YUZEX 2600S;0.0038g)作为结晶剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高2.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至280℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在280℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至290℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.65dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg,从而制备聚酯共聚物。
实施例3
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2375.9g)、EG(248.5g)、CHDM(1690.0g)和ISB(417.9g),并且添加GeO2(13.1g)作为催化剂、磷酸(8.7g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.019g)作为蓝色调色剂和Solvaperm Red BB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高1.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至270℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在270℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至290℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.74dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至200℃,并且保持在200℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为0.95dl/g,从而制备聚酯共聚物。
实施例4
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(3127.4g)、EG(257.0g)、CHDM(2360.2g)和ISB(302.6g),并且添加GeO2(16.4g)作为催化剂、磷酸(10.9g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.020g)作为蓝色调色剂、Solvaperm Red BB(Clarient,0.005g)作为红色调色剂和Irganox 1076(0.5g)作为抗氧化剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高1.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至240℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在240℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至290℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.68dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至220℃,并且保持在220℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为1.0dl/g,从而制备聚酯共聚物。
实施例5
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2548.0g)、EG(304.5g)、CHDM(1635.6g)和ISB(425.8g),并且添加GeO2(13.1g)作为催化剂、磷酸(8.7g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.020g)作为蓝色调色剂、Solvaperm Red BB(Clarient,0.008g)作为红色调色剂和Irganox 1076(0.4g)作为抗氧化剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高1.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至255℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在255℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至280℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.70dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至220℃,并且保持在220℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为1.2dl/g,从而制备聚酯共聚物。
实施例6
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2382.2g)、EG(115.7g)、CHDM(1508.5g)和ISB(398.1g),并且添加GeO2(12.4g)作为催化剂、磷酸(8.2g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.027g)作为蓝色调色剂、Solvaperm Red BB(Clarient,0.008g)作为红色调色剂和Irganox 1076(0.38g)作为抗氧化剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高0.5kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至250℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在250℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至290℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.72dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至205℃,并且保持在205℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为1.1dl/g,从而制备聚酯共聚物。
实施例7
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加DMT(对苯二甲酸二甲酯;3126.6g)、EG(1229.1g)、CHDM(1740.6g)和ISB(753.0g),并且添加GeO2(13.8g)作为催化剂、磷酸(9.1g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.021g)作为蓝色调色剂和Solvaperm Red BB(Clarient,0.008g)作为红色调色剂。
随后,将氮气添加到反应器中,以将反应器的压力调节至大气压。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至240℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在240℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至270℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.70dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至200℃,并且保持在200℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为1.0dl/g,从而制备聚酯共聚物。
实施例8
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2420.6g)、IPA(间苯二甲酸;127.4g)、EG(304.5g)、CHDM(1635.6g)和ISB(425.8g),并且添加GeO2(13.1g)作为催化剂、磷酸(8.7g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.020g)作为蓝色调色剂和Solvaperm Red BB(Clarient,0.008g)作为红色调色剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高1.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至260℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在260℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至285℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.70dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至200℃,并且保持在200℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为1.2dl/g,从而制备聚酯共聚物。
比较实施例1
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(3417.6g)、EG(1314.8g)和ISB(661.3g),并且添加GeO2(5.5g)作为催化剂、磷酸(3.0g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.013g)作为蓝色调色剂和Solvaperm RedBB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高0.5kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至260℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在260℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至275℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.75dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg,从而制备聚酯共聚物。
比较实施例2
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2657.1g)、EG(793.9g)、CHDM(1498.2g)和ISB(701.1g),并且添加GeO2(13.1g)作为催化剂、磷酸(8.7g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.012g)作为蓝色调色剂和Solvaperm Red BB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高1.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至255℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在255℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至285℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.65dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg,从而制备聚酯共聚物。
比较实施例3
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2209.6g)、CHDM(1859.2g)和ISB(252.6g),并且添加GeO2(12.8g)作为催化剂、磷酸(8.5g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.012g)作为蓝色调色剂和SolvapermRed BB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高2.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至250℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在250℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至270℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.70dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至200℃,并且保持在200℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为0.95dl/g,从而制备聚酯共聚物。
比较实施例4
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2377.9g)、CHDM(1835.9g)和ISB(648.3g),并且添加GeO2(13.8g)作为催化剂、磷酸(9.1g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.021g)作为蓝色调色剂、Solvaperm RedBB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂和Irganox 1076(0.42g)作为抗氧化剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高1.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至265℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在265℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至275℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.68dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至200℃,并且保持在200℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为1.0dl/g,从而制备聚酯共聚物。
比较实施例5
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2234.8g)、CHDM(1512.1g)和ISB(825.5g),并且添加GeO2(12.9g)作为催化剂、磷酸(8.6g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.020g)作为蓝色调色剂、Solvaperm RedBB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂和高密度聚乙烯(SK GeO centric YUZEX 2600S;0.3950g)作为结晶剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高0.5kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至260℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在260℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至275℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.70dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至200℃,并且保持在200℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为0.98dl/g,从而制备聚酯共聚物。
比较实施例6
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2612.0g)、EG(595.1g)、CHDM(1404.8g)和ISB(160.8g),并且添加GeO2(12.4g)作为催化剂、磷酸(8.2g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.011g)作为蓝色调色剂、Solvaperm Red BB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂和偏苯三酸酐(0.38g)作为支化剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高1.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至265℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在265℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至280℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.70dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg,从而制备聚酯共聚物。
比较实施例7
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2576.1g)、EG(327.1g)、CHDM(1430.2g)和ISB(951.6g),并且添加GeO2(13.4g)作为催化剂、磷酸(8.9g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.021g)作为蓝色调色剂、Solvaperm Red BB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂和高密度聚乙烯(SK GeO centricYUZEX 2600S;0.0041g)作为结晶剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高0.5kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至270℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在270℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至275℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.67dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg,从而制备聚酯共聚物。
比较实施例8
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2598.8g)、EG(223.2g)、CHDM(1668.3g)和ISB(182.9g),并且添加GeO2(13.1g)作为催化剂、磷酸(8.7g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.024g)作为蓝色调色剂和Solvaperm Red BB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高1.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至255℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在255℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至270℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.68dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg。
将颗粒在150℃放置持续1小时以结晶,并且然后添加到具有20L容量的固态聚合反应器中。并且然后,使氮气以50L/min的速度流入到反应器中。其中,将反应器的温度以40℃/小时的速度从室温升高至140℃,并且保持在140℃持续3小时,并且然后以40℃/小时的速度升高至200℃,并且保持在200℃。进行固态聚合,直到反应器中的颗粒的特性粘度(IV)变为1.0dl/g,从而制备聚酯共聚物。
比较实施例9
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2809.0g)、EG(430.2g)、CHDM(1583.9g)和ISB(222.4g),并且添加GeO2(13.8g)作为催化剂、磷酸(9.1g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.021g)作为蓝色调色剂和Solvaperm Red BB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高2.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至260℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在260℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至270℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.72dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg,从而制备聚酯共聚物。
比较实施例10
步骤1)酯化
向连接有柱和能够通过水冷却的冷凝器的具有10L容量的反应器中添加TPA(2555.9g)、EG(305.5g)、CHDM(1330.3g)和ISB(629.4g),并且添加GeO2(12.8g)作为催化剂、磷酸(8.5g)作为稳定剂、Polysynthren Blue RLS(Clarient,0.016g)作为蓝色调色剂和Solvaperm Red BB(Clarient,0.004g)作为红色调色剂。
随后,将氮气添加到反应器中以形成加压状态,其中反应器的压力比大气压高1.0kgf/cm2。此外,将反应器的温度经90分钟升高至220℃,并且保持在220℃持续2小时,并且然后经2小时升高至250℃。并且然后,用肉眼观察反应器中的混合物,同时将反应器的温度保持在250℃,进行酯化持续245分钟,直到混合物变得透明。在此过程期间,将副产物通过柱和冷凝器排出。在酯化完成之后,将加压状态的反应器内部的氮气排出到外部,以将反应器的压力降低至大气压,并且然后,将反应器中的混合物转移到能够进行真空反应的具有7L容量的反应器中。
步骤2)缩聚
将具有7L容量的反应器的压力经30分钟从大气压状态降低至5托(绝对压力:5mmHg),并且同时,将反应器的温度经1小时升高至275℃,并且在将反应器的压力保持在1托(绝对压力:1mmHg)或更小的同时,进行缩聚。在缩聚开始时,搅拌速度被设定为快速,但是如果随着缩聚的进行,由于反应物的粘度增加,搅拌力减小或者反应物的温度升高超过预定的温度,则可以适当地控制搅拌速度。进行缩聚,直到反应器中混合物(熔融材料)的特性粘度(IV)变为0.70dl/g。如果反应器中混合物的特性粘度达到期望的水平,则将混合物排出到反应器外部并制成线料,并且将其用冷却剂固化,并且然后制粒,使得平均重量变为约12mg至14mg,从而制备聚酯共聚物。
实验实施例
对于实施例和比较实施例中制备的共聚物,如下评价性质。
1)特性粘度:将聚酯共聚物以0.12%的浓度溶解在150℃的邻氯苯酚(OCP)中,并且然后,使用乌氏粘度计在35℃的恒温器中测量特性粘度。
2)储能模量:将实施例和比较实施例中制备的聚酯共聚物制成具有17.5mm的长度、13mm的宽度和0.8mm的厚度的样本。使用TA Instruments的Q800设备在40℃至180℃的温度范围、3℃/min的温度升高速率、1Hz的频率和15μm的振幅的条件下以单悬臂模式来测量样本,并且将在40℃测量的值确定为储能模量。
3)熔点和熔化热:使用Mettler toledo的DSC-1设备,测量熔点和熔化热。具体地,使用注射模制机在约250℃至270℃的温度加工实施例和比较实施例中制备的每种聚酯共聚物,以获得具有6mm的厚度的平板样本的注射模制的产品,并且然后,对于聚酯共聚物注射模制的产品,在氮气下以+5℃/min的温度升高速率来测量熔点和熔化热。
4)玻璃化转变温度:使用TA Instruments的Q800设备,对于实施例和比较实施例中制备的每种聚酯共聚物,以3℃/min的温度升高速率和10Hz的频率来测量玻璃化转变温度。
5)熔点和熔化热:使用Mettler toledo的DSC1设备,对于实施例和比较实施例中制备的每种聚酯共聚物,在氮气下以+10℃/min的温度升高速率来测量熔点和熔化热。
6)拉伸比的测量:将实施例和比较实施例中制备的每种聚酯共聚物在290℃熔融挤出,以制备具有300μm的厚度的非拉伸膜。将该非拉伸膜在比每种共聚物的玻璃化转变温度高30℃的温度在机器方向上拉伸。具体地,以750%/min的速率进行机器方向拉伸,并且评价是否可以进行400%或更大的拉伸。
结果在以下表1中示出。
[表1]
在表1中,在比较实施例1、比较实施例2、比较实施例6、比较实施例7、比较实施例9和比较实施例10的情况下,由于聚合物是非结晶的,所以不存在熔点和熔化热。非结晶树脂具有与结晶树脂相比更低的储能模量和拉伸性质,并且因此,具有不足的强度和可模制性(moldability)。此外,在比较实施例5的情况下,熔化热过低,这意味着它呈现出类似于非结晶树脂的性质。此外,可以证实在比较实施例8的情况下,玻璃化转变温度过低,并且因此耐热性是低的。同时,可以证实在根据本公开内容的实施例1至实施例8的情况下,储能模量是高的且玻璃化转变温度是高的,并且因此强度和耐热性是优异的。此外,在根据本公开内容的实施例1至实施例8的情况下,熔点和熔化热是高的,证实聚合物是结晶的。
此外,400%或更大的拉伸比意味着聚酯树脂具有高结晶度,并且根据本公开内容的聚酯都呈现出400%或更大的拉伸比,而在比较实施例2、比较实施例5、比较实施例6、比较实施例7、比较实施例9和比较实施例10的情况下,由于低结晶度,呈现出低拉伸性质。
Claims (9)
1.一种聚酯共聚物,包含:
1)二羧酸组分的残基,所述二羧酸组分包括对苯二甲酸;以及
2)二醇组分的残基,所述二醇组分包括异山梨醇、环己烷二甲醇和非环状二醇,
其中所述共聚物包含分别以基于二醇组分残基的总摩尔数的4mol%至20mol%、65mol%至85mol%和11mol%至31mol%的含量的异山梨醇残基、环己烷二甲醇残基和非环状二醇残基,并且
满足以下数学公式1:
[数学公式1]
30<(X*Y)/(Z*W)<1000
在所述数学公式1中,
X为在40℃时所述聚酯共聚物的储能模量(单位:MPa),
Y为所述聚酯共聚物的玻璃化转变温度(单位:℃),
Z为所述聚酯共聚物的熔点(单位:℃),并且
W为所述聚酯共聚物的熔化热(单位:J/g)。
2.根据权利要求1所述的聚酯共聚物,其中所述聚酯共聚物满足以下数学公式2:
[数学公式2]
0.04≤(ISB)/(ISB+CHDM)≤0.22
在所述数学公式2中,
ISB表示基于所述二醇组分残基的总摩尔数的所述异山梨醇残基的mol%,
CHDM表示基于所述二醇组分残基的总摩尔数的环己烷二甲醇残基的mol%。
3.根据权利要求1所述的聚酯共聚物,其中所述二羧酸组分的残基还包括选自由以下组成的组的一种或更多种的残基:对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、联苯二甲酸、4,4’-二苯乙烯二甲酸、2,5-呋喃二甲酸和2,5-噻吩二甲酸。
4.根据权利要求1所述的聚酯共聚物,其中所述聚酯共聚物的储能模量(X)为1700MPa至2100MPa。
5.根据权利要求1所述的聚酯共聚物,其中所述聚酯共聚物的玻璃化转变温度(Y)为85℃至115℃。
6.根据权利要求1所述的聚酯共聚物,其中所述聚酯共聚物的熔点(Z)为225℃至270℃。
7.根据权利要求1所述的聚酯共聚物,其中所述聚酯共聚物的熔化热(W)为1J/g至20J/g。
8.根据权利要求1所述的聚酯共聚物,其中所述非环状二醇为C2-10亚烷基二醇。
9.根据权利要求1所述的聚酯共聚物,其中所述非环状二醇为乙二醇或二乙二醇。
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