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(dòng)項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告項(xiàng)目類(lèi)別：自然科學(xué)學(xué)術(shù)論文類(lèi)項(xiàng)目名稱(chēng)：PET永久型靜電耗散母料制備研究負(fù)責(zé)人：李健寧聯(lián)系電話—mail：398157963@所在系：輕化工程系累計(jì)資助金額：執(zhí)行時(shí)間：2012年7月填表時(shí)間：2012年10月

報(bào)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(jì)劃要點(diǎn)和調(diào)整情況本課題通過(guò)試驗(yàn)，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(lèi)、抗靜電劑用量、反應(yīng)條件等合成條件對(duì)PET永久抗靜電性能的影響。已按計(jì)劃完成了PET永久型靜電耗散母料制備合成工藝的實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)品的制備、產(chǎn)品的力學(xué)性能測(cè)試和導(dǎo)電性能測(cè)試等試驗(yàn)工作。研究工作主要進(jìn)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(xiàn)資料，在老師的指導(dǎo)下，制定試驗(yàn)方案。確定以聚對(duì)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(lèi)和數(shù)量進(jìn)行添加，在相同的合成條件下進(jìn)行酯化，再通過(guò)測(cè)試儀器去測(cè)定其導(dǎo)電率高低。2.2實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)2.2.1原料乙二醇、對(duì)苯二甲酸（TPA）（工業(yè)品，臺(tái)塑）；40%間苯二甲酸雙羥乙酯磺酸鈉（SIPE）乙二醇溶液（自制）[趙國(guó)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(guó)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(tuán)，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T(mén)PA摩爾數(shù)的0～5%，PDMS的質(zhì)量為T(mén)PA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(jì)，聚合釜上裝有攪拌器、分餾柱和熱電偶，酯化過(guò)程中生成的水通過(guò)分餾柱分餾，餾出速度由分餾柱頂部的閥門(mén)調(diào)節(jié)。準(zhǔn)確稱(chēng)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(kāi)動(dòng)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(guò)催化劑的燒杯，將殘余催化劑全部轉(zhuǎn)入聚合釜，通入氮?dú)?，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(jì)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?dú)猓s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(shí)，逐漸減壓，當(dāng)系統(tǒng)壓力逐步達(dá)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(cè)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(duì)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(cè)定表2不同比例的永久型靜電耗散母料對(duì)力學(xué)性能的影響執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB13022-91試樣寬度試樣厚度試樣原始標(biāo)距6.48mm0.8mm25mm彈性模量斷裂伸長(zhǎng)率拉伸斷裂應(yīng)力拉伸強(qiáng)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(yàn)報(bào)告執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB13022-91試樣寬度試樣厚度試樣原始標(biāo)距6.48mm0.7mm25mm彈性模量斷裂伸長(zhǎng)率拉伸斷裂應(yīng)力拉伸強(qiáng)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(shí)驗(yàn)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。科研計(jì)劃要點(diǎn)和調(diào)整情況。實(shí)驗(yàn)按計(jì)劃進(jìn)行。（1）由于部分原料非常昂貴，適當(dāng)對(duì)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(shí)間比較長(zhǎng)，所以，部分實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)移到珠海市裕華聚酯廠研發(fā)中心進(jìn)行。研究工作主要進(jìn)展和成果。(本部分是結(jié)題報(bào)告的重要部分,請(qǐng)認(rèn)真撰寫(xiě))。請(qǐng)分層次敘述所開(kāi)展的研究工作、取得的成果或碰到的問(wèn)題等，給出必要的數(shù)據(jù)、圖表。根據(jù)實(shí)際情況提供國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究動(dòng)態(tài)的對(duì)比分析及必要的參考文獻(xiàn)。目前已經(jīng)發(fā)表文章兩篇《合成工藝對(duì)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(qǐng)發(fā)明專(zhuān)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(xiàng)目的研究?jī)?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(xiàng)目的研究將帶動(dòng)國(guó)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(guó)際技術(shù)壁壘，從根本上提升國(guó)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?jī)r(jià)值和市場(chǎng)前景。據(jù)BCC預(yù)計(jì)，2011年全球抗靜電塑料制品消費(fèi)量有望超過(guò)11萬(wàn)噸，年均增長(zhǎng)速度超過(guò)7%；其中，抗靜電塑料合金消費(fèi)量年均增長(zhǎng)速度將超過(guò)15.7%。隨著塑料芯片、平板顯示器、燃料電池、太陽(yáng)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(dòng)高性能抗靜電塑料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。在項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)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(jí)。經(jīng)費(fèi)使用情況。項(xiàng)目金額備注購(gòu)買(mǎi)實(shí)驗(yàn)原料費(fèi)1720設(shè)備配件3000玻璃儀器及藥品400合計(jì)4120從楊老師科研經(jīng)費(fèi)支出存在的問(wèn)題、建議及其他需要說(shuō)明的情況。本課題共進(jìn)行了兩個(gè)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(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。解決了如下問(wèn)題。研究PET樹(shù)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(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的相對(duì)分子質(zhì)量以及分布的影響研究了不同抗靜電劑對(duì)母料的永久抗靜電的性能的影響研究了不同抗靜電劑對(duì)母料的力學(xué)性能的影響通過(guò)平行試驗(yàn)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(duì)我們的支持和指導(dǎo)老師對(duì)我們教導(dǎo)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人承諾：我所承擔(dān)的項(xiàng)目PET永久型靜電耗散母料制備研究，《結(jié)題報(bào)告》內(nèi)容實(shí)事求是，數(shù)據(jù)詳實(shí)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（簽章）：日期：項(xiàng)目所在院系管理部門(mén)（分團(tuán)委）審查和對(duì)其工作的意見(jiàn)：經(jīng)辦人（簽章）：部門(mén)公章：學(xué)院大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技活動(dòng)管理部門(mén)審核意見(jiàn)：計(jì)劃完成情況（在□內(nèi)打鉤）：□按原計(jì)劃完成任務(wù)□基本按計(jì)劃完成任務(wù)□未完成原計(jì)劃任務(wù)3、其它意見(jiàn)：