无机杂质对聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯性能的影响

摘要

生物基聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)被认为是石油基材料PET的潜在替代品，但2,5-呋喃二甲酸(FDCA)中的杂质可能导致PEF黄变。针对FDCA中无机杂质研究不足的现状，测定FDCA中的无机杂质及其含量，发现FDCA中含有大量的钠、氯元素，以及中等含量的铁元素。据生产工艺推测，钠元素主要源于提供碱性环境的碱或盐，氯元素来自酸化所用的盐酸，铁元素源于生产设备。开发了一种有效纯化FDCA的方法，获得纯度接近100%、低无机杂质含量的FDCA。在此基础上，以纯化FDCA为原料，通过反向添加法研究钠、氯、铁元素杂质的引入对PEF性能的影响。结果表明：钠元素对PEF的颜色无明显影响，但会明显促进PEF对300～400 nm处紫外光的吸收，并略微增加PEF中的二甘醇(DEG)含量；氯元素会明显引起聚合物黄变，降低PEF对入射光的透过率，但对DEG含量影响较小；铁元素也会降低PEF对入射光的透过率，并且不同含铁元素的化合物对聚合物中DEG的含量影响不同；各类杂质的添加都会导致PEF的热稳定性下降，但对玻璃化转变温度影响不明显。

关键词

聚2,5-呋喃二甲酸乙二醇酯 / 无机杂质 / 生物基 / 2,5-呋喃二甲酸 / 纯化

基金资助

国家重点研发计划(2021YFB3700300,2022YFC2104500); 国家自然科学基金面上项目(52373016)