挑戰(zhàn)杯-廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院

廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技活動項目結(jié)題報告項目類別：自然科學(xué)學(xué)術(shù)論文類項目名稱：PET永久型靜電耗散母料制備研究負責人：李健寧聯(lián)系電話—mail：398157963@所在系：輕化工程系累計資助金額：執(zhí)行時間：2012年7月填表時間：2012年10月

報告正文李健寧、杜發(fā)榮、郭權(quán)鋒、楊祖肆、陳健靈、陳雪英指導(dǎo)老師：楊崇嶺、李四紅科研計劃要點和調(diào)整情況本課題通過試驗，研究了PET永久型靜電耗散母料制備技術(shù)研究新工藝，探索影響不同合成條件，包括不同的抗靜電劑種類、抗靜電劑用量、反應(yīng)條件等合成條件對PET永久抗靜電性能的影響。已按計劃完成了PET永久型靜電耗散母料制備合成工藝的實驗，產(chǎn)品的制備、產(chǎn)品的力學(xué)性能測試和導(dǎo)電性能測試等試驗工作。研究工作主要進展和成果。2.1查閱資料，制定方案查閱最新的有關(guān)抗靜電材料的制備技術(shù)與聚酯的生產(chǎn)工藝，根據(jù)相關(guān)的酯合成的文獻資料，在老師的指導(dǎo)下，制定試驗方案。確定以聚對苯二甲酸（ＴＰＡ）、乙二醇（EG）和抗靜電劑作為反應(yīng)物，直接酯化合成PET永久型靜電耗散母料,按照不同的抗靜電的種類和數(shù)量進行添加，在相同的合成條件下進行酯化，再通過測試儀器去測定其導(dǎo)電率高低。2.2實驗的設(shè)計2.2.1原料乙二醇、對苯二甲酸（TPA）（工業(yè)品，臺塑）；40%間苯二甲酸雙羥乙酯磺酸鈉（SIPE）乙二醇溶液（自制）[趙國梁;張大省;姜膠東;廖青;李燕立.中溫型SIPE合成方法.合成纖維工業(yè).2001,24(6):5～9,左志俊;宋厚春;王克政;劉吉鳳.SIPE的合成研究.合成技術(shù)及應(yīng)用.14(3):5～9]；Sb2O3(分析純，上?；瘜W(xué)試劑四廠)；亞磷酸三苯酯（化學(xué)純，市售）；磷酸（分析純，市售）、聚乙二醇（PEG）趙國梁;張大省;姜膠東;廖青;李燕立.中溫型SIPE合成方法.合成纖維工業(yè).2001,24(6):5～9左志俊;宋厚春;王克政;劉吉鳳.SIPE的合成研究.合成技術(shù)及應(yīng)用.14(3):5～92.2制備共聚酯，其SIPE鏈節(jié)含量應(yīng)比常規(guī)ECDP大幅提高[131]，以保證共混聚丙烯纖維中有足夠的極性基團，使聚酯纖維能吸收空氣中的水分。在本研究中，制備ECDP所用原料配比如表3-1所示。表1制備ECDP的原料配比Table1RawMaterialRatioofPreparationECDPTPA(g)乙二醇（mL）40%SIPE（g）6003500～160.7在原料配比中投入的SIPE的摩爾數(shù)為TPA摩爾數(shù)的0～5%，PDMS的質(zhì)量為TPA質(zhì)量的0～1/20。ECDP的制備反應(yīng)示意如下：（1）直接酯化（2）縮聚2.2聚合釜為自行設(shè)計，聚合釜上裝有攪拌器、分餾柱和熱電偶，酯化過程中生成的水通過分餾柱分餾，餾出速度由分餾柱頂部的閥門調(diào)節(jié)。準確稱取1.00克Sb2O3，轉(zhuǎn)移至500ml燒杯中，加入650酯化將聚合釜加熱至150℃，除去釜內(nèi)水汽，加入100mL乙二醇，開動攪拌，加入1500克TPA，再加入已配制好的催化劑混合液，剩余的100mL乙二醇分3次沖洗裝過催化劑的燒杯，將殘余催化劑全部轉(zhuǎn)入聚合釜，通入氮氣，趕出釜內(nèi)空氣。密閉系統(tǒng)，加熱至235～260℃，放汽，維持系統(tǒng)壓力0.3～0.4縮聚物料冷卻至190℃，加入設(shè)計量的SIPE[陳恩慶.直縮法合成NPCDP工藝研究.金山油化纖.1999,(3):16～19]、聚乙二醇、金屬鹽、亞磷酸三苯酯和磷酸，通入氮氣，趕出釜內(nèi)空氣，加熱至250℃，減至常壓，蒸出多余的乙二醇。繼續(xù)加熱，使溫度逐漸升高至270℃，同時，逐漸減壓，當系統(tǒng)壓力逐步達到高真空（陳恩慶.直縮法合成NPCDP工藝研究.金山油化纖.1999,(3):16～192.3性能測試我們用制得的抗靜電母料，按不同比例添加到純PET中，考察不同分量的母料對純PET力學(xué)性能和永久抗靜電的性能的影響。2.3.1力學(xué)性能測定表2不同比例的永久型靜電耗散母料對力學(xué)性能的影響執(zhí)行標準GB13022-91試樣寬度試樣厚度試樣原始標距6.48mm0.8mm25mm彈性模量斷裂伸長率拉伸斷裂應(yīng)力拉伸強度最大力MPa％MPaMPaN5份996.40503.0951.2558.49299.0410份2246.15484.6652.0457.00295.5215份3234.28352.9329.7643.79198.6320份5064.51399.2546.6656.74291.4425份5347.05397.7353.7756.33289.32表3塑料-薄膜拉伸性能試驗報告執(zhí)行標準GB13022-91試樣寬度試樣厚度試樣原始標距6.48mm0.7mm25mm彈性模量斷裂伸長率拉伸斷裂應(yīng)力拉伸強度最大力MPa％MPaMPaN第1根781.40348.0625.5443.03195.19第2根10964.58527.850.8050.49229.04第3根2153.31422.5528.5532.67148.17第4根659.13406.7134.9145.66207.11第5根2377.08410.5242.5044.56202.11第6根2470.191.9346.2846.34靜電耗散材料的表面電阻率按照實驗步驟制得的PET基永久抗靜電聚合物材料表面電阻率為107-1012ohms/square?？蒲杏媱澮c和調(diào)整情況。實驗按計劃進行。（1）由于部分原料非常昂貴，適當對配方用原料做了調(diào)整；（2）由于反應(yīng)釜出現(xiàn)故障，維修時間比較長，所以，部分實驗轉(zhuǎn)移到珠海市裕華聚酯廠研發(fā)中心進行。研究工作主要進展和成果。(本部分是結(jié)題報告的重要部分,請認真撰寫)。請分層次敘述所開展的研究工作、取得的成果或碰到的問題等，給出必要的數(shù)據(jù)、圖表。根據(jù)實際情況提供國內(nèi)外有關(guān)研究動態(tài)的對比分析及必要的參考文獻。目前已經(jīng)發(fā)表文章兩篇《合成工藝對SIPE酯交換率的影響》和《高性能低成本PVC地板材料配方研究》。錄用文章兩篇《highPerformanceandLowCostPVCCompositedMaterial》和《StudyontheSyntheticTechnologicalConditionsof5-SodiumSulfoBis-(hydroxyethyl)Isophthalate》。申請發(fā)明專利一篇《永久靜電耗散聚酯材料的制備技術(shù)》，多篇論文正在整理中。本項目的研究內(nèi)容為抗靜電聚合物材料研究領(lǐng)域最前沿的研究方向之一，該項目的研究將帶動國內(nèi)抗靜電領(lǐng)域科研和企業(yè)的深入發(fā)展，產(chǎn)生更多的高新科技成果；有助于早日攻克國際技術(shù)壁壘，從根本上提升國內(nèi)相關(guān)企業(yè)的高品質(zhì)抗靜電產(chǎn)品的制造水平，具有較高的研究價值和市場前景。據(jù)BCC預(yù)計，2011年全球抗靜電塑料制品消費量有望超過11萬噸，年均增長速度超過7%；其中，抗靜電塑料合金消費量年均增長速度將超過15.7%。隨著塑料芯片、平板顯示器、燃料電池、太陽能電池、微電子工業(yè)領(lǐng)域等新技術(shù)的發(fā)展需要，必將推動高性能抗靜電塑料的開發(fā)與應(yīng)用。在項目開展過程中,制得的PET基永久抗靜電聚合物材料表面電阻率穩(wěn)定在107-108ohms/square。目前在尋找更重大的突破，將表面電阻率提高到更高的數(shù)量級。經(jīng)費使用情況。項目金額備注購買實驗原料費1720設(shè)備配件3000玻璃儀器及藥品400合計4120從楊老師科研經(jīng)費支出存在的問題、建議及其他需要說明的情況。本課題共進行了兩個方面的研究,包括:一、PET基本生產(chǎn)工藝；二、PET永久型靜電耗散母料的研究。本課題較好地達到了預(yù)期目標。解決了如下問題。研究PET樹脂的基本生產(chǎn)方法和最佳的合成工藝。研究不同反應(yīng)條件對聚對苯二甲酸乙二醇酯的相對分子質(zhì)量以及分布的影響研究了不同抗靜電劑對母料的永久抗靜電的性能的影響研究了不同抗靜電劑對母料的力學(xué)性能的影響通過平行試驗確定了PET永久型靜電耗散母料工藝最后,在此非常感謝學(xué)校對我們的支持和指導(dǎo)老師對我們教導(dǎo)項目負責人承諾：我所承擔的項目PET永久型靜電耗散母料制備研究，《結(jié)題報告》內(nèi)容實事求是，數(shù)據(jù)詳實。項目負責人（簽章）：日期：項目所在院系管理部門（分團委）審查和對其工作的意見：經(jīng)辦人（簽章）：部門公章：學(xué)院大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技活動管理部門審核意見：計劃完成情況（在□內(nèi)打鉤）：□按原計劃完成任務(wù)□基本按計劃完成任務(wù)□未完成原計劃任務(wù)3、其它意見：