Ruta de evolución de reacciones secundarias de copoliésteres líquidos cristalinos aromáticos y estrategia de inhibición

Qing Yan ,  

Wen-da Li ,  

Shao-chun Shen ,  

Si-zhi Wang ,  

Ruo-yuan Tao ,  

摘要

Durante mucho tiempo, la investigación sobre copoliésteres liquidos cristalinos aromáticos (LCPES) se ha centrado principalmente en el análisis y caracterización de las propiedades del producto, mientras que los estudios sobre los cambios dinámicos en la reacción de polimerización, especialmente la evolución de los productos secundarios con la temperatura, han sido limitados, lo que restringe la comprensión profunda del mecanismo de polimerización y la optimización del proceso. En este trabajo, se utilizó la técnica combinada de cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) para monitorear dinámicamente los productos secundarios generados durante la polimerización fundida de copoliésteres líquidos cristalinos aromáticos basados en ácido p-hidroxibenzoico (HBA) y ácido 6-hidroxi-2-naftoico (HNA), identificando la formación y evolución de siete productos secundarios característicos, incluyendo fenol, acetato de fenilo, orto-hidroxifeniletanona, entre otros. Sobre esta base, se propuso una estrategia de polimerización fundida con calentamiento en tres etapas: una etapa de baja temperatura (≤250 ℃) enfocada en inhibir la sublimación de ácido 4-acetoxibenzoico (ABA) para ralentizar cambios en la proporción de alimentación; una etapa intermedia prolongada (250~300 ℃) para reducir reacciones secundarias como descarboxilación, eliminación de etileno y reordenamiento Fries; y una etapa de alta temperatura (>300 ℃) acortada para limitar la reacción de fenólisis y evitar la ruptura o entrecruzamiento de cadenas moleculares debido a la exposición prolongada a altas temperaturas. Los resultados mostraron que esta estrategia de calentamiento en tres etapas tiene ventajas significativas sobre el calentamiento en un solo paso, aumentando la temperatura de descomposición térmica del producto en aproximadamente 11 ℃ y mejorando significativamente las propiedades líquidas cristalinas y mecánicas. Debido a que el proceso de polimerización LCPES es muy complejo y difícil de caracterizar directamente, este trabajo, mediante el monitoreo dinámico de los productos secundarios, refleja indirectamente las reacciones secundarias y su evolución en el sistema de polimerización, orientando el control del proceso y permitiendo obtener productos LCPES de mejor desempeño.

关键词

copoliésteres líquidos cristalinos; cromatografía de gases-espectrometría de masas; reacciones secundarias; proceso de polimerización

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