醇酸树脂配方设计

醇酸树脂配方设计

一、Carothers 凝胶化理论

av c F P 2

= F av ：平均官能度 000m e e m e F B A av +==

e 0：总当量数；e A ：酸当量数；e B ：醇当量数；m 0：总摩尔数。

e.g.1 若等摩尔的甘油、苯酐、脂肪酸(1:1:1)进行酯化，则 平均官能度21

11112131=++⨯+⨯+⨯=av F ∴不会凝胶 在酸、醇官能团非等当量的情况下，过量的一种成份必须计算其有效官能度。这时平均官能度即为平均有

效官能度。 平均有效官能度等于未过量组分官能团数（酸官能团数）的两倍除以体系中分子总数之商。02m e F A AV

= 根据卡氏公式：A c e m P 0

=

当设计一个醇酸树脂时，最重要的是避免凝胶。我们可以直接用起始原料中的摩尔数和羧基的当量数的比

值来估计。令该比值为K ，K 称为工作常数。K=m 0/e A

当K ＝1，表示反应到100%时凝胶。在实际配方设计时，为了便于控制反应，可设计K 稍大于1；但也不

能太大，因为多元醇太多必然引起聚合度下降，K 值不要超过1.05。

应注意的是：

1. K 值仅适合于溶剂法醇酸的配方设计。

2. 熔融法生产醇酸，由于物料损失过多，K 值必须作适当调整。

3. 不同原料用于醇酸树脂制备时，K 也要调整。

二、醇酸树脂的配方计算

醇酸树脂配方计算包括两个内容：

1. 给出了L （油度）、K （工作常数）、r （醇超量）中的两个量，计算第三个量。

2. 已知原料之间的质量比，求L 、K 、r 、R （包括油中所含甘油在内的总的醇超量）

计算公式如下：设

L ：油度；M A2：苯酐的分子量；M B ：多元醇的分子量；n 0：油的摩尔数；M 0：油的分子量；n A2：苯酐的

摩尔数；F A2：苯酐的官能度；n B ：多元醇的摩尔数；F B ：多元醇的官能度

⎪⎭

⎫ ⎝⎛-++-酯化生成水超量多元醇论量　酯化苯酐所需多元醇理M L L 油用量＝A 21002()()()

()()02202

22220000220020331833n F n n F n R F n F n r n M n M n M n M n L F n n n n n n K A A B B A A B B A B B A A A A B A ++==-++=++++=

e.g.1 一种豆油醇酸树脂，它由苯酐、工业季戊四醇及豆油制成，油度为62.5%。苯酐当量为74，工业季戊

四醇当量为35.4。计算该树脂配方。

解：这一题是已知油度L 和醇超量r ，计算出油的用量，即知道整个配方。

查表，62.5%油度醇酸树脂，采用季戊四醇时，醇应该过量5~15%。我们取10%。

假定苯酐用1N ，则季戊四醇应1+1*10%=1.1N.

23.173910010*4.354.35745.621005.62=⎪⎭

⎫ ⎝⎛-++-=油用量 可见该醇酸树脂配方为：

重量表示 当量表示

苯酐

74 1 季戊四醇 35.4+3.54＝38.94

1.1 豆油

173.23 173.23/293=0.591 注：豆油的分子量879，所以每一当量的豆油重量是293

e.g.2计算一个55%油度亚麻油醇酸树脂的配方。K 值为1。由甘油、苯酐、亚麻油组成。

解：设使用苯酐1个当量，解以下联立方程：

2121

00

21

0021

0181.9214887987955.02

331⨯-+⨯+==⨯++++==B B n n n L n n n n K

得n 0=0.137； n B =0.363 ∴亚麻油：0.137*879=120.3g

苯酐：74g 甘油：33.4g