Chemin d’évolution des réactions secondaires des copolyesters liquides cristallins aromatiques et stratégie de suppression

Qing Yan ,  

Wen-da Li ,  

Shao-chun Shen ,  

Si-zhi Wang ,  

Ruo-yuan Tao ,  

摘要

Pendant longtemps, les recherches sur les copolyesters liquides cristallins aromatiques (LCPES) se sont principalement concentrées sur l'analyse et la caractérisation des performances des produits, tandis que les études sur les changements dynamiques de la réaction de polymérisation, en particulier sur l’évolution des sous-produits secondaires en fonction de la température, étaient rares, ce qui limite la compréhension approfondie du mécanisme de polymérisation et l’optimisation du procédé. Ce travail utilise la technique combinée chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (GC-MS) pour surveiller dynamiquement les sous-produits secondaires générés lors de la polymérisation en fusion de copolyesters liquides cristallins aromatiques basés sur l’acide p-hydroxybenzoïque (HBA) et l’acide 6-hydroxy-2-naphtoïque (HNA), en identifiant la formation et l’évolution de sept sous-produits caractéristiques tels que le phénol, l’acétate de phényle, l’orthohydroxyphényléthylcétone, etc. Sur cette base, une stratégie de polymérisation en fusion à trois paliers de température est proposée : une phase basse température (≤250 ℃) visant à inhiber la sublimation de l’acide 4-acétyloxybenzoïque (ABA) pour ralentir les variations du ratio d’alimentation ; une phase intermédiaire prolongée (250~300 ℃) pour réduire les réactions secondaires de décarboxylation, de déshydroration et de réarrangement de Fries ; une phase haute température ( >300 ℃) raccourcie pour limiter les réactions de phénolyse et éviter la rupture ou le réticulage des chaînes moléculaires dû à une exposition prolongée à haute température. Les résultats montrent que cette stratégie à trois paliers présente des avantages significatifs par rapport à une montée en température en un seul palier, avec une augmentation d’environ 11 ℃ de la température de décomposition thermique des produits, et une amélioration notable des propriétés liquid-cristalines et mécaniques. Étant donné la complexité du processus de polymérisation LCPES et la difficulté de sa caractérisation directe, ce travail, via la surveillance dynamique des sous-produits secondaires, reflète indirectement les réactions secondaires du système de polymérisation ainsi que leur évolution, orientant ainsi le contrôle du procédé afin d’obtenir des produits LCPES de meilleure performance.

关键词

copolyesters liquides cristallins;chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse;réactions secondaires;procédé de polymérisation

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