本文分析市場上的四種不飽和聚脂樹脂商品,UP-2821、UP-536B UP-2660PF2及UP-2597PF6以核磁共振光譜儀( H-NMR)先分析聚脂的主要成份及其相對含量, 測得其每聚脂分子之C=C 雙鍵分別為6.67、3.72、8.86及2.11, 再利用微分掃瞄熱分析儀(DSC) 與紅外光譜儀, 研究不飽和聚脂樹脂與苯乙烯自由基共聚合反應時樹脂結構、苯乙烯與聚脂C=C 雙鍵莫耳比與溫度效應對反應動力之影響,DSC用來測量系統C=C 雙鍵之轉化率, 而IR用來測量各別之C=C 雙鍵轉化率, 同時掃瞄式電子顯微鏡(SEM) 用來觀察反應后成品的顯微結構。

由實驗結果得知, 樹脂成份內每聚脂分子所含C=C 雙鍵數的多寡、苯乙烯含量相對於聚脂C=C 雙鍵的大小、反應溫度高低與歷程及是否於起始劑內加鈷促進劑, 皆會經由對微膠體粒子形成之影響, 進而產生不同的綱狀交聯結構, 而呈現出不同特性之DSC反應速率曲線。對復雜的交聯共聚合系統, 即使是苯乙烯對聚脂之C=C 雙鍵在高莫耳比之組成下及以直接DSC 升溫掃瞄方式, 反應終了仍然無法使系統內的C=C 鍵完全反應, 但線性反應系統, 如ST/DEF(Diethyl Fumarate)則可。對以BPO/DMA 起始之低溫反應系統BPO(Benzoyl Peroxide) 與DMA (Dimethyl Aniline)氧化還原之起始反應,對每聚脂分子C=C 雙鍵數較少的UP-536B 聚脂, 在苯乙烯與聚脂C=C 雙鍵莫耳比較高時, 其DSC 低溫40℃速率曲線在高峰過后有因微膠體粒子內於聚脂C=C 雙鍵上接枝的苯乙烯自身鍵結之方式而產生的shoulder, 但ST/UP2821 系統因其每聚脂分子所含的C=C 雙鍵數較多, 反應時其交聯密度較大, 苯乙烯於反應后期不易滲入緊密之微膠體結構內, 而無此shoulder出現。在高溫90-110℃以TBPB起始之未加促進劑的ST/UP536B 反應系亦有此shoulder出現, 但因高溫反應其交聯速率快使得交聯密度較大, 反應后期微膠結構較為緊密, 此shoulder較不明顯。在中溫70-90℃ 以TBPB起始加鈷促進劑之UP2660PF2 及UP2597PF6 之反應系統, 當莫耳比較高時, 卻在DSC 反應速率曲線之初期出現shoulder, 而非出現於速率高峰之后, 如低溫及高溫之UP536B反應系( 未加鈷促進劑) 。此結果吾人推測是因鈷促進劑使起始劑分解產生較多之自由基, 且反應於中溫進行其交聯速率和緩, 反應系統可能是先經由微膠體內進行之C=C 雙鍵交聯反應后, 再行微膠體外之C=C 雙鍵交聯反應, 兩者有部份重壘之加成下非均相反應。

吾人由最終反應物其SEM 破壞面之顯微結構所顯示之微膠體結構, 似可提供對此一推測有利佐證。

none