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第一篇 历史回顾1

1.2 醇酸及相关树脂2

1.1 概述2

第1章 聚酯发展史2

1.3.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯的早期先导性研究4

1.3 非全芳族的聚酯纤维4

1.3.2 聚酯纤维生产的扩展7

1.3.4 连续聚合9

1.3.3 中间体9

1.3.6 应用发展10

1.3.5 固相聚合10

1.3.7 高速纺丝11

1.4.2 模塑制品12

1.4.1 膜12

1.3.8 超细纤维12

1.4 半芳香聚酯的其他应用12

1.5 液晶聚酯13

1.4.3 瓶13

1.6 聚酯弹性体14

1.7 表面活性剂15

1.9 聚碳酸酯16

1.8 可吸收性纤维16

1.10.1 天然聚酯的发现17

1.10 天然聚酯17

参考文献18

1.11 结论18

1.10.2 聚β-羟基烷酸酯18

第二篇 聚合和缩聚23

第2章 聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚合——机理、催化、动力学、质量传递和反应器设计24

2.1 概述27

2.2 化学反应机理、动力学和催化作用28

2.2.1 酯化／水解反应32

2.2.2 酯基转移反应／醇解反应36

2.2.4 短链低聚物的生成39

2.2.3 与共聚单体的反应39

2.2.5 二甘醇和二噁烷的生成40

2.2.6 二酯基团的热降解和乙醛的生成44

2.2.7 变黄47

2.2.8 化学再生49

2.2.9 结论51

2.3 相平衡、分子扩散和传质54

2.3.1 相平衡55

2.3.2 熔融缩聚中的扩散和传质57

2.3.2.1 传质模型59

2.3.2.2 扩散模型60

2.3.2.3 比表面积62

2.3.3 固相缩聚中的扩散和传质64

2.3.4 结论65

2.4 缩聚过程和设备66

2.4.1.1 酯化67

2.4.1 间歇式过程67

2.4.1.2 缩聚68

2.4.2 连续式过程70

2.5 连续式熔融缩聚反应器设计73

2.5.3 高黏度熔体的缩聚反应器74

2.5.2 低黏度熔体的缩聚反应器74

2.5.1 酯化反应器74

2.6 未来的发展和科学要求76

参考文献77

3.1 概述88

第3章 环状聚酯低聚体的合成与聚合88

3.2 历史89

3.3 由酰氯制备聚酯环状低聚体90

3.4 经环-链平衡反应（解聚反应）的聚酯环状低聚体的生成94

3.5 解聚反应生成环状体的反应机理99

3.6 环状低聚酯的聚合101

3.7 结论105

参考文献106

4.1 概述109

第4章 聚酯的连续固相缩聚109

4.2.1 基础化学112

4.2 固相PET中的化学反应112

4.2.2 机理与动力学115

4.2.3.1 温度117

4.2.3 影响固相缩聚的参数117

4.2.3.3 切粒尺寸118

4.2.3.2 时间118

4.2.3.4 端基浓度119

4.3 PET的结晶120

4.2.3.9 分子量120

4.2.3.5 结晶度120

4.2.3.6 气体种类120

4.2.3.7 气体纯度120

4.2.3.8 催化剂120

4.3.1 成核和球晶生长122

4.3.2 晶体退火124

4.4.1 瓶级PET固相缩聚126

4.4 连续固相缩聚过程126

4.4.2 Buhler瓶级PET固相缩聚过程127

4.4.2.1 结晶128

4.4.2.2 退火（二次结晶）129

4.4.2.3 固相缩聚反应130

4.4.3 过程比较131

4.4.2.5 氮气清洁循环131

4.4.2.4 冷却131

4.4.4 轮胎帘线用PET的固相缩聚133

4.4.5.1 聚对苯二甲酸丁二醇酯的固相缩聚134

4.4.5 其他聚酯134

4.5.1 PET再循环市场135

4.5 PET再循环135

4.4.5.2 聚萘二甲酸乙二醇酯的固相缩聚135

4.5.2 物流136

4.5.3.1 PET瓶循环利用：碎片固相缩聚137

4.5.3 PET循环利用中的固相缩聚137

4.5.3.2 PET瓶的循环利用：再造粒后固相缩聚138

4.5.3.3 瓶-瓶的闭环循环利用139

4.5.3.4 Buhler瓶-瓶工艺140

参考文献141

4.5.3.5 关于食品安全141

5.1 概述150

第5章 聚酯树脂的固相缩聚：基础知识和工业生产150

5.2.1 熔融缩聚的概念151

5.2 原理151

5.2.2 固相缩聚的概念153

5.2.3.1 副产物的移出154

5.2.3 物理概念154

5.2.3.2 温度155

5.2.3.3 反应性157

5.2.3.4 扩散系数158

5.2.3.5 颗粒尺寸159

5.2.3.6 多分散性160

5.2.3.7 结晶度161

5.2.4 其他聚酯163

5.3.1 间歇工艺164

5.3 设备164

5.3.2 连续工艺166

5.3.4 悬浮状态的SSP167

5.3.3 小颗粒切粒和粉末的SSP167

5.4.1 结晶和干燥168

5.4 反应步骤的实施168

5.4.2.1 非连续过程170

5.4.2 固相缩聚170

5.4.3.1 颗粒尺寸171

5.4.3 影响SSP的工艺参数171

5.4.2.2 连续过程171

5.4.3.2 催化剂172

5.4.3.3 特性黏数173

5.4.3.4 端羧基174

5.4.3.5 温度175

5.4.3.7 反应时间176

5.4.3.6 真空和气体传送176

5.4.3.8 低聚物和乙醛177

5.6 其他聚酯的固相缩聚178

5.5 有关经济问题178

参考文献179

5.7 结论179

第三篇 聚酯的种类183

6.1 概述184

第6章 新型聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物184

6.2.1 无定型的PET共聚酯185

6.2 结晶度和结晶速率的改变185

6.2.2 提高PET共聚物的结晶速率和结晶度186

6.3.1 半结晶材料188

6.3 具有较高模量和热性能的PET共聚物188

6.4 提高共聚酯的弹性190

6.3.2 液晶共聚酯190

6.5 作为其他化学反应平台的共聚物192

6.6.3 生物可降解共聚酯194

6.6.2 PET的表面改性194

6.6 其他PET共聚物194

6.6.1 与纺织有关的共聚物194

参考文献195

6.7 结论195

6.6.4 对苯二甲酸酯的环状取代195

6.6.5 阻燃PET195

7.1 概述200

第7章 无定型及结晶1,4-环己烷二甲醇聚酯200

7.2 1,4-环己烷二甲醇201

7.3 1,3-和1,2-环己烷二甲醇：CHDM的其他异构体202

7.3.1 定义：PCT、PCTG、PCTA和PETG203

7.5.1 制备与性能204

7.5 聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯204

7.4 CHDM基聚酯的合成204

7.5.4.1 注塑207

7.5.4 PCT基聚合物的应用207

7.5.2 其他PCT基或CHDM基结晶性高聚物207

7.5.3 PCT基晶态聚合物的加工207

7.6 二醇改性PCT共聚酯的制备与性能208

7.5.4.2 挤塑208

7.7 CHDM改性PET共聚酯的制备与性能210

7.9 用其他二元醇和酸改性CHDM基聚酯211

7.8 二元酸改性PCT共聚酯的制备与性能211

7.9.1 含有2,6-萘二甲酸二甲酯的CHDM基共聚物212

7.9.2 由1,4-环己烷二甲酸制备的聚酯213

7.9.4 CHDM与其他特定单体形成的共聚酯214

7.9.3 含2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的CHDM基聚酯214

参考文献215

8.1 概述219

第8章 聚对苯二甲酸丁二醇酯219

8.2 PBT的聚合220

8.2.1.2 对苯二甲酸二甲酯和对苯二甲酸221

8.2.1.1 1,4-丁二醇221

8.2.1 单体221

8.2.3 过程化学222

8.2.2 催化作用222

8.2.4 工业加工224

8.3 PBT的性能225

8.3.1 未填充的PBT226

8.3.2 玻璃纤维填充的PBT227

8.3.3 矿物质填充的PBT229

8.4.2 PBT-聚碳酸酯共混物230

8.4.1 PBT-PET共混物230

8.4 PBT共混物230

8.4.3 抗冲击改性PBT和PBT-PC共混物232

8.4.4 混有苯乙烯共聚物的PBT共混物233

8.5 阻燃剂234

8.6 PBT与水236

参考文献237

8.7 结论237

9.1 概述242

第9章 聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯及其共聚酯和共混物的性能和应用242

9.3 PEN的性能243

9.2 PEN的制备243

9.5 PEN与PET的性能比较244

9.4 PEN的热转变244

9.6 PEN的光学性能245

9.8.1 萘二甲酸改性共聚酯的优点246

9.8 共聚酯246

9.7 PEN的固相缩聚246

9.9 萘二甲酸基共混物247

9.8.2 共聚酯的合成247

9.10.2 纤维及单丝248

9.10.1 薄膜248

9.10 PEN及其共聚酯、共混物的应用248

参考文献249

9.11 结论249

9.10.3 容器249

9.10.4 化妆品与药品容器249

10.1 概述252

第10章 双轴取向聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯薄膜的制备、性能及工业化应用252

10.2.1 2,6-萘二甲酸二甲酯的合成253

10.2 PEN膜的生产工艺253

10.2.2.1 低聚物和预聚体的生成254

10.2.2 PEN树脂的制备工艺254

10.2.3 双轴取向PEN膜的连续生产过程255

10.2.2.2 高聚物的生成255

10.3 PEN的性能256

10.3.1 PEN的形态257

10.3.2 化学稳定性258

10.3.3 热性能259

10.3.5 气体阻隔性260

10.3.4 力学性能260

10.3.7 光学性能261

10.3.6 电性能261

10.4.2 电器设备263

10.4.1 电机和机械部件263

10.4 PEN膜的应用263

10.4.3 照相胶片264

10.4.6 标签265

10.4.5 磁带和带材265

10.4.4 电缆和电线的绝缘265

10.4.8 包装材料266

10.4.7 印刷和压花膜266

参考文献267

10.4.10 其他工业应用267

10.4.9 医用267

11.1 概述271

第11章 聚对苯二甲酸丙二醇酯的合成、性能和应用271

11.2.1 1,3-丙二醇单体272

11.2 聚合272

11.2.2 聚合阶段273

11.2.3 副反应及产物275

11.3.1 特性黏数和分子量276

11.3 物理性能276

11.3.2 结晶结构277

11.3.4.1 熔融和结晶278

11.3.4 热性能278

11.3.3 晶体密度278

11.3.5 结晶动力学279

11.3.6 非等温结晶动力学280

11.3.8 玻璃化转变和动态力学性能281

11.3.7 比热容和熔融热281

11.3.10 熔体流变学283

11.3.9 力学和物理性能283

11.4.1 拉伸性能284

11.4 纤维性能284

11.4.2 弹性恢复285

11.4.3 大应变的形变和构象变化286

11.4.4 拉伸行为288

11.5.1 应用289

11.5 加工和应用289

11.4.5 晶体取向289

11.5.2.1 应用于纺织品的部分取向丝和膨体纱290

11.5.2 纤维加工290

11.5.3 染色292

11.5.2.2 地毯292

11.6 PTT共聚物293

11.5.4 注射成型293

11.7 健康和安全294

参考文献295

第四篇 聚酯纤维及复合物301

12.1 概述302

第12章 聚酯纤维：纤维成型及最终应用302

12.2 常规应用303

12.3.1 熔体性能304

12.3 化学结构和物理结构304

12.3.2 聚合物结构305

12.4 PET纤维的熔体纺丝308

12.3.3 纤维几何学308

12.4.1 纺丝工艺控制312

12.5 初生纤维的拉伸313

12.5.1 工业化拉伸工艺315

12.6.1 光反射能力316

12.6 特殊应用316

12.6.3 可深染纤维317

12.6.2 低起球纤维317

12.6.4 离子可染性318

12.6.7 低熔点纤维319

12.6.6 高收缩纤维319

12.6.5 抗静电／耐污纤维319

12.6.9 中空纤维320

12.6.8 双组分纤维320

12.6.11 表面摩擦和黏合321

12.6.10 微细纤维321

12.7 聚酯纤维的市场前景322

12.6.12 阻燃和其他应用322

参考文献323

13.1 概述325

第13章 聚酯质量与可加工性的关系：管理经验325

13.2.1 可纺性327

13.2 聚酯在长丝和短纤维上的应用327

13.2.1.1 固化、结构形成和形变能力328

13.2.2.1 纺丝336

13.2.2 纤维断裂336

13.2.2.3 热定型338

13.2.2.2 拉伸338

13.3 聚合物污染物339

13.3.1 低聚物污染物341

13.3.3 热降解、热氧化降解和水解347

13.3.2 工艺方面347

13.3.6 可染性349

13.3.5 气泡和空隙349

13.3.4 不熔性聚酯349

13.4 薄膜350

13.4.1 表面性能351

13.4.2 条纹352

13.5 瓶353

13.4.3 可加工性353

13.5.1 工艺355

13.5.2 聚酯瓶类聚合物的质量356

13.5.2.2 色泽357

13.5.2.1 色泽、雾度和透明度的定义357

13.5.2.4 乙醛358

13.5.2.3 稳定性358

13.6 其他聚酯360

13.5.2.5 阻隔性360

参考文献362

13.7 结论362

14.1 概述366

第14章 工程塑料级聚对苯二甲酸乙二醇酯改性用添加剂366

14.2 扩链剂367

14.2.1 均苯四酸二酐368

14.2.2 聚苯并双噁唑370

14.2.4 四环氧化合物扩链剂371

14.2.3 双环氧化合物扩链剂371

14.2.5 亚磷酸酯扩链促进剂372

14.3 固相加速剂373

14.2.6 二（1-己内酰胺）酮373

14.4.1 反应型抗冲击改性剂374

14.4 抗冲击改性剂（增韧剂）374

14.4.2.1 核-壳结构弹性体378

14.4.2 非反应型抗冲击改性剂（复合改性剂）378

14.4.3 PET抗冲击改性的理论379

14.5 成核剂380

14.6 成核／结晶促进剂384

14.7 抗水解添加剂386

14.8 增强材料387

14.9 阻燃剂388

14.10 PET的大分子改性剂390

14.11.2 羧酸去除剂391

14.11.1 熔体强度增强剂391

14.11 特殊添加剂391

14.11.6 加工稳定剂392

14.11.5 合金（偶合）剂392

14.11.3 酯交换反应抑制剂392

14.11.4 亮光剂392

14.12.1 PYNITETM393

14.12 工业PET工程级聚合物的生产技术393

14.13 制备工程级PET树脂的复合原则394

14.12.3 IMPETTM394

14.12.2 PETRATM394

14.15 “超韧”PET395

14.14 工业玻璃纤维填充、增韧PET395

14.16 改性PET在汽车上的应用396

参考文献397

15.1 概述400

第15章 热塑性聚酯复合材料400

15.2.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶401

15.2 聚对苯二甲酸乙二醇酯401

15.3.1 聚对苯二甲酸丁二醇酯403

15.3 热塑性聚酯的比较403

15.2.2 聚对苯二甲酸乙二醇酯的优点403

15.3.3 聚对苯二甲酸丙二醇酯404

15.3.2 聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯404

15.4.1 KELLY-TYSON公式406

15.4 复合材料的性能406

15.4.2 界面剪切强度——浆料的重要性409

15.4.3 碳纤维增强411

参考文献412

15.5 复合材料的新应用412

第五篇 解聚与降解417

16.2 化学418

16.1 概述418

第16章 化学解聚回收聚酯418

16.3 背景421

16.4 聚酯解聚的工艺422

16.6 产业化成功标准425

16.5 工业应用425

16.7.1 原料426

16.7 技术评估426

16.7.2 成本427

16.8 结果428

16.9 结论432

参考文献433

16.10 致谢和声明433

17.2 降解聚合物的理由436

17.1 概述436

第17章 聚酯降解控制436

17.3 聚合物的降解437

17.4.1 医用438

17.4 可降解聚酯的应用438

17.4.4 固体垃圾439

17.4.3 陆地用439

17.4.2 水上用439

17.4.4.1 回收440

17.4.4.3 废水处理设施441

17.4.4.2 填埋441

17.4.4.4 堆肥442

17.5.1 了解特殊领域的应用要求443

17.5 选择应用聚合物443

17.4.4.5 垃圾443

17.5.3 从天然产品获得启迪444

17.5.2 降解测试草案和目标降解产物444

17.6.3 控制降解的对苯二甲酸酯的共聚聚酯446

17.6.2 脂肪族聚酯446

17.6 可降解的聚酯446

17.6.1 芳香族聚酯446

参考文献447

17.7 结论447

18.1 概述450

第18章 聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯的光降解450

18.2.1 主要的气候变量451

18.2 老化降解451

18.3 关于目前PECT降解的成果452

18.2.2 人工气候装置452

18.3.1 显色453

18.3.2 韧性的损耗456

18.3.3 降解损伤的深度分布458

18.4 PET和PECT的降解机理463

参考文献472

18.5 结论472

第六篇 液晶聚酯477

19.2.1 多芳基化合物的合成478

19.2 实验478

第19章 控制分子结构的高性能液晶聚酯478

19.1 概述——化学结构和液晶性能478

19.3.5 液晶向列微区的取向函数479

19.3.4 熔融温度和玻璃化转变温度479

19.2.2 纤维制备479

19.2.3 试样制备479

19.3 测量479

19.3.1 弯曲模量479

19.3.2 动态储能模量479

19.3.3 各向异性的熔融温度和清晰点479

19.4.1 初生纤维的模量480

19.4 结果与讨论480

19.3.6 相对结晶度480

19.3.7 形态学480

19.3.8 热变形温度480

19.4.2 注塑试样的模量486

19.4.3.1 玻璃化转变温度488

19.4.3 耐热性488

19.4.3.2 热变形温度489

参考文献491

19.6 致谢491

19.5 结论491

20.2.1 液晶相493

20.2 PHB/PEN/PET的机械共混493

第20章 热致液晶高分子增强聚酯493

20.1 概述493

20.2.2 热力学行为495

20.2.3 力学性能496

20.2.4 酯交换反应498

20.3.1 力学性能的改善501

20.3 催化剂对LCP/PEN共混物相容性的影响501

20.3.2 LCP在PEN中的分散502

20.4 TLCP与聚酯的热力学相容性504

20.3.3 共混的多相性504

20.5 LCP／聚酯体系结晶动力学508

20.5.1 非等温结晶动力学509

20.5.2 等温结晶动力学511

20.6 结论513

20.7 致谢514

参考文献514

第七篇 不饱和聚酯517

第21章 不饱和聚酯的制备、性质与应用518

21.1 概述518

21.2 不饱和聚酯树脂的制备518

21.2.1 三种不饱和聚酯树脂产品520

21.3 不饱和聚酯树脂的性质522

21.3.1 化学组成523

21.3.2 添加剂523

21.3.3 填料523

21.3.4 增强剂524

21.4 不饱和聚酯树脂的应用524

21.4.1 造船525

21.4.2 建筑526

21.4.3 车辆制造527

21.5 未来发展527

参考文献528

第22章 PEER聚合物：用于纤维增强复合材料的新型不饱和聚酯529

22.1 概述529

22.2.2 由聚醚多元醇制备不饱和聚酯树脂的一般步骤530

22.2.1 材料530

22.2.3 制备固化聚酯的典型范例530

22.2 实验530

22.3 结果与讨论531

22.2.4.2 体系2531

22.3.1 醚键断裂反应生成聚醚酯树脂531

22.2.4.1 体系1531

22.2.4 其他固化聚酯工艺531

22.3.2 反应条件和机理533

22.3.3 早期产品和强酸催化剂的发展534

22.3.4 PEER树脂液体的性能536

22.3.5 PEER树脂固化物的物理性质537

22.4 应用538

22.5 致谢539

参考文献540