文档介绍：聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)项目建议书
中国科学院成都有机化学有限公司
一、PTT简介
PTT的结构
PTT(聚对苯二甲酸丙二醇酯)是由对苯二甲酸二甲酯或对苯二甲酸和1,3-丙二醇聚合而得的聚酯。PTT是继20世纪50年代聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和70年代聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)之后新研发的一种极具发展前途的新型聚酯高分子材料,1998 年被美国评为六大石化新产品之一。
与PET和PBT化学结构中偶数个亚甲基单元相比,PTT存在着3个亚甲基。正是由于PTT奇数个亚甲基单元的“奇碳效应”,使苯环不能与3个亚甲基处于同一平面,邻近2个羰基的斥力不能呈180°平面排列,只能以空间120°错开排列,由此使PTT大分子链形成螺旋状排列,最终影响PTT的物理性能。
图1 三种芳香族聚酯的结构
在PTT晶体中大分子链的构象中,-O-CH-CH-CH-O-单元具有1种能量最低的反式-旁式-旁式-反式构象即呈现明显的的“z”字形构象,使得PTT大分子链具有如同线圈式弹簧一样变形的弹性。这种非伸直链型的螺旋状结构就象弹簧一样,在纵向外力作用下,“旁式”单元发生键旋转而转变为“反式”构象。由于这种构象转变仅仅包含C-C和C-O键旋转,分子链的伸长很容易发生,而且在这种旋转过程中分子的构型并未发生变化,所以构象转变完全是可逆的,外力除去后又恢复原状。这种结构赋予了PTT良好的内在回复性,而且纤维模量较低。
PTT的性能
与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)相比,PTT由于其独特的螺旋状结构而具有优异的性能,兼具尼龙的柔软性、腈纶的蓬松性和涤纶的抗污性,加上本身固有的弹性、适中的玻璃化温度和良好的加工性能,把各种纤维的优良性能集于一体。而且PTT易与尼龙或聚酯纤维共聚,与纤维素丝共混,与弹性纤维(如聚氨基甲酸乙酯、聚醚基纤维等)复合,具有不褪色、不变黄、不起条等优点,已成为当前国际上最热门的高分子新材料之一。
表1 几种主要纤维性能对比表
性能
PET
PTT
PBT
PA66
PC
拉伸强度/MPa
65
弯曲弹性模量/GPa
热变形温度/℃()
65
59
54
90
129
缺口冲击强度/-1
37
48
53
53
640
密度/-3
成型收缩率/%
3
2
2
熔点/℃
265
225
228
265
--
玻璃化转变温度/℃
80
45-75
25
50-90
150
介电强度/-1
22
21
16
24
15
介电常数(1 MHz)
3
3
3
介质损耗角正切(1 MHz)
体积电阻率/-1
1*1015
1*1016
1*1016
1*1015
*1016
表2 PTT和其他工程塑料的玻纤增强品级的性能比较
性能
PET
PTT
PBT
PA66
PC
28%GF
30%GF
30%GF
33%GF
30%GF
拉伸强度/MPa
159
159
115
172
131
弯曲弹性模量/GPa
9
热变形温度/℃()
224
216
207
252
146
缺口冲击强度/-1
101
107
85
107
107
密度/-3
成品性能
(1)较高的拉伸及回复性
出于PTT的大分子构象和聚合物链的晶格构象的特点,纤维的断裂伸长率要大于除氨纶以外的所有纤维。PTT的伸长率适中,它的合宜的弹性性能,适宜于人们对弹性面料的要求。 PTT的弹性回复性优于PBT,更优于PET,比氨纶的弹性回复性能也要好些。,可以完全回复的伸长率为20%。
    穿着贴体、弹性的服装正适合当代人类崇尚个性解放的时代潮流,因而一直成为运动装、休闲装面料的首选而深受人们的钟爱。
    (2)较低的模量
    PTT的挠屈模量指标低于涤纶而与尼龙相仿,其杨氏模量的情况也相仿。PET、PTT和PA的杨氏模量分别为:、。与涤纶纤维和制品的突出的刚性相比,PTT纤维和织物的手感