2.2　聚酯多元醇的數(shù)均分子量與聚合度

　　用蒸汽壓滲透(VPO)法測(cè)定了不同聚酯多元醇的數(shù)均分子量(n)，并與單體的分子量進(jìn)行
比較，求出了平均聚合度(p)，所得數(shù)據(jù)如表2所示。

表2　聚酯多元醇的平均分子量和平均聚合度
Table 2　Average molecular weights and degrees of polymerization of polyester
polyols

由表2的數(shù)據(jù)得出，隨著二元醇分子量的增加，產(chǎn)物的數(shù)均分子量(n)也不斷提高，而平均聚
合度略有下降，這與二元醇與二元羧酸的縮聚反應(yīng)理論相一致。從平均聚合度來(lái)看，丙烯海松
酸與二元醇確實(shí)發(fā)生了縮聚反應(yīng)，但由子丙烯海松酸具有多脂環(huán)的大分子空間結(jié)構(gòu)，因此聚合
度并不高；同時(shí)，二元醇的分子結(jié)構(gòu)也對(duì)其造成了一定的影響，因此平均聚合度隨二元醇分子
量的增加略有下降。

2.3　聚酯多元醇的羥值、粘度、官能度及得率

　　產(chǎn)物的羥值、粘度、官能度及得率是產(chǎn)物的重要質(zhì)量指標(biāo)，對(duì)于其在高分子合成材料中的
應(yīng)用有著重要意義。通過(guò)測(cè)定產(chǎn)物的羥值、粘度及得率，并利用公式f=n×I/56100 (I為羥值、
n為數(shù)均分子量，f表示官能度)計(jì)算產(chǎn)物的官能度^［1］，以此來(lái)判斷產(chǎn)物的性能。以不同二元
醇為原料，酸/醇摩爾比為1∶1.15，反應(yīng)溫度為240±2 ℃，酸值低于 3 mg KOH/g為反應(yīng)終點(diǎn)
，對(duì)聚酯多元醇性能及得率進(jìn)行測(cè)試，其數(shù)據(jù)結(jié)果如表3所示。

表3　聚酯多元醇的性能及得率
Table 3　Properties and yield of polyester polyols

由表3數(shù)據(jù)可以得出，隨著原料二元醇分子量的增加，產(chǎn)物的羥值(IOH)、粘度(η)及官能度
(f)均呈減小趨勢(shì)。隨著原料二元醇分子量的增加，產(chǎn)物的平均聚合度p減小(具體數(shù)值見(jiàn)表
2)，而產(chǎn)物的粘度又是隨著平均聚合度p的增加而增加的，因而造成了產(chǎn)物的粘度隨原料二
元醇分子量的增加而減??；隨著原料二元醇分子量的增加，產(chǎn)物中丙烯海松酸稠合多脂環(huán)分子
結(jié)構(gòu)的含量也在相應(yīng)減少，這也會(huì)使得產(chǎn)物的粘度減少。產(chǎn)物羥值與官能度的逐步減小，一方
面是由于原料二元醇分子量的增加，平均聚合度p減?。涣硪环矫媸怯捎谠隙挤肿恿?BR>的增加，產(chǎn)物分子量也會(huì)增加所致。由于反應(yīng)物中均無(wú)二官能度以上的分子，因此由表3可以
看，產(chǎn)物的官能度均為2左右，說(shuō)明無(wú)分子內(nèi)酯化情況出現(xiàn)。同時(shí)由表3也得出，三種聚酯多元
醇的得率均在93 %左右。

2.4　聚酯多元醇的熱重分析

　　以酸/醇摩爾比為1∶1.15，反應(yīng)溫度為240±2 ℃，產(chǎn)物酸值低于3 mg KOH/g為反應(yīng)終點(diǎn)，
加入定量催化劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)，對(duì)所得產(chǎn)物分別進(jìn)行TG-DSC分析^［8］，各產(chǎn)物的熱重曲線如
圖1所示。

圖1　產(chǎn)物的熱重曲線
Fig.1　TG curves of products
　　　　　　――聚酯多元醇A polyester polyol A:
……聚酯多元醇B polyester poltyol B
―*―聚酯多元醇C polyesler poltyol C;

從圖1中可以看出，以不同二元醇為原料的聚酯多元醇均具有較好的耐熱性。其中，以乙二醇為
原料的產(chǎn)物起始分解溫度高達(dá)254 ℃，而以1，4-丁二醇及二甘醇為原料的產(chǎn)物起始分解溫度也
分別為239 ℃及233 ℃。這主要是由于產(chǎn)物有一定聚合度，且單元結(jié)構(gòu)中均含有耐熱性好的丙
稀海松酸稠合多脂環(huán)剛性結(jié)構(gòu)所致。通過(guò)進(jìn)一步分析產(chǎn)物的熱重曲線發(fā)現(xiàn)，隨著原料二元醇分
子量的逐步增加，產(chǎn)物中碳碳單鍵脂肪鏈和醚氧鍵的含量也在增加，與丙烯海松酸的稠合多脂
環(huán)剛性結(jié)構(gòu)相比，這兩種單元結(jié)構(gòu)的耐熱性要低得多，因而造成產(chǎn)物耐熱性呈下降趨勢(shì)。但由
于碳碳單鍵脂肪鏈和醚氧鍵的存在，使得產(chǎn)物分子的柔順性有較大提高，使之在提高產(chǎn)物耐熱
性的同時(shí)，也進(jìn)一步改善了分子結(jié)構(gòu)的柔順性。

3　結(jié)論

3.1　利用丙烯海松酸的兩個(gè)羧基與不同類(lèi)型的二元醇進(jìn)行縮聚反應(yīng)，合成了聚酯多元醇A、B與
C。通過(guò)紅外光譜證實(shí)了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。

3.2　利用蒸汽壓滲透(VPO)法測(cè)定了產(chǎn)物的數(shù)均分子量(n)，同時(shí)對(duì)產(chǎn)物的羥值(IOH)、粘度
(η)、平均聚合度(p)及官能度(f)等理化參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定或計(jì)算。研究結(jié)果表明，隨著原料
二元醇分子量的增加，產(chǎn)物數(shù)均分子量逐步增加，而羥值、粘度、平均聚合度及官能度均逐步
減小。
3.3　利用熱分析儀測(cè)定了產(chǎn)物的耐熱性，對(duì)產(chǎn)物熱重曲線進(jìn)行了分析。隨著原料二元醇分子量
的增加，產(chǎn)物耐熱性降低，但其起始分解溫度均高于233 ℃，均可作為耐熱聚酯多元醇使用。

作者簡(jiǎn)介：謝暉1970-，男,現(xiàn)在中國(guó)林笠院林化所博士后流動(dòng)站

作者單位:(南京林業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210037)

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