基于密度泛函理论对钛酸四丁酯催化聚酯预缩聚机理解析与活性调控

来源：现代纺织技术杂志2026年第02期北京时间：

作者：师运豪, 林启松, 戴钧明, 吕汪洋

单位：1. 浙江理工大学纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室,浙江杭州 310018;2. 浙江省现代纺织技术创新中心,浙江绍兴 312000

摘要：为了探究钛系催化剂对绿色聚酯纤维制备的影响规律,基于密度泛函理论(DFT)构建了钛酸四丁酯(TBOT)催化聚酯预缩聚反应的模型,并从聚酯种类、分子链长度和配体结构 3 个方面探讨影响钛酸四丁酯催化性能的因素。 结果表明:不同酯化物预缩聚反应的活化能差异显著,其中聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的预聚活化能最低( 47. 90 kJ/ mol),聚对苯二甲酸丁二醇酯( PBT) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯( PET) 分别为52. 39 kJ/ mol 和 77. 44 kJ/ mol;随着分子链长度增加,聚酯预聚活化能逐渐升高,其中 PBS 的反应活化能增幅最大,由 47. 9 kJ/ mol 增至 83. 78 kJ/ mol,表明催化剂活性具有更显著的分子量依赖性;配体基团的空间位阻和负静电势显著增加,导致预聚活化能分别提高 10. 49%和 26. 07%,降低催化活性,揭示了 TBOT 的催化作用受到配体基团的空间位阻和电子效应的影响。 研究结果可为优化聚酯纤维的催化选择提供理论参考。

关键词：钛酸四丁酯,密度泛函理论,聚酯预缩聚,催化活性,配体结构

基金资助：浙江省“尖兵领雁+X”研发攻关计划项目(2024SJCZX0028)