体型缩聚反应和凝胶

  体型缩聚反应和凝胶

  官能度为2的二元酸和二元醇反应,生成长链分子,为热塑性聚酯。如有官能度为3以上的单体参加反应,就会形成交联而成体型结构,为体型缩聚反应。这种反应和不饱和聚酯与苯乙烯等单体交联不同,其体型结构不是由交联单体“交联”而成,而是由参加缩聚反应的单体本身有3个以上的官能度而形成的。但在某些物理化学现象上,两者相似。
  体型缩聚反应初期,产物为链型结构的熔体。反应继续进行时,很快出现凝胶现象,即系统的黏度突然增大而成弹性的胶体。此时系统中存在着两类物质:一类是网状结构的大分子,是不溶不熔的;另一类是分子量较小的熔融态分子,混合于网状结构中。系统继续受热,即进一步形成体型结构的高聚物,具有较高的强度与硬度。
  例如苯二甲酸酐与甘油反应,即经历以下过程:

  对这种体型缩聚反应,可预测其凝胶点如下:
  根据反应程度和官能度之关系的公式(4-1)

  式中,f为平均官能度。
  以及聚合度定义   ,得:

  聚酯凝胶时,可认为,于是得:

  在2:2官能度时f=2
  p=1,表示凝胶时,反应程度为100%。
  在2:3官能度时,f=2.5
  ,凝胶时反应程度为80%。
  此时,欲得

       

  可见,聚合度达到0.7以上时,树脂聚合度可以突然上升,发生凝聚。