體型縮聚反應和凝膠

  體型縮聚反應和凝膠

  官能度為2的二元酸和二元醇反應,生成長鏈分子,為熱塑性聚酯。如有官能度為3以上的單體參加反應,就會形成交聯而成體型結構,為體型縮聚反應。這種反應和不飽和聚酯與苯乙烯等單體交聯不同,其體型結構不是由交聯單體“交聯”而成,而是由參加縮聚反應的單體本身有3個以上的官能度而形成的。但在某些物理化學現象上,兩者相似。
  體型縮聚反應初期,產物為鏈型結構的熔體。反應繼續進行時,很快出現凝膠現象,即系統的黏度突然增大而成彈性的膠體。此時系統中存在著兩類物質:一類是網狀結構的大分子,是不溶不熔的;另一類是分子量較小的熔融態分子,混合于網狀結構中。系統繼續受熱,即進一步形成體型結構的高聚物,具有較高的強度與硬度。
  例如苯二甲酸酐與甘油反應,即經歷以下過程:

  對這種體型縮聚反應,可預測其凝膠點如下:
  根據反應程度和官能度之關系的公式(4-1)

  式中,f為平均官能度。
  以及聚合度定義   ,得:

  聚酯凝膠時,可認為,于是得:

  在2:2官能度時f=2
  p=1,表示凝膠時,反應程度為100%。
  在2:3官能度時,f=2.5
  ,凝膠時反應程度為80%。
  此時,欲得

       

  可見,聚合度達到0.7以上時,樹脂聚合度可以突然上升,發生凝聚。