化学共聚法主要是通过缩聚反应在聚有机硅氧烷主链的末端或侧链连接上聚酯树脂,形成嵌段、接枝或互穿网络共聚物,借助化学键使这两种极性相差较大的聚合物结合在一起的方法。该法可改善两相间的相容性,抑制聚硅氧烷分子向表面迁移,使硅树脂和聚酯树脂在微观上达到均匀分散。根据原料类型,化学共聚法又可分为单体共聚改性法和大分子共聚改性法两种。

单体共聚改性法

单体共聚改性法是将有机硅中间体先与多元醇反应,再与多元酸反应,制成有机硅改性聚酯树脂的方法。

杨军等人以低摩尔质量的羟基硅油部分替代二元醇,采用缩聚反应制成了有机硅改性聚酯。有机硅改性聚酯的合成原理如下:

结果发现,有机硅改性聚酯中聚酯链段的摩尔质量大于未引入羟基硅油时聚酯的摩尔质量;而且,随着羟基硅油用量的增加,聚酯链段的摩尔质量相应增大。这是由于在羟基硅油的存在下,不仅发生了羧基和羟基的缩聚反应,部分羟基之间也发生了缩聚,所以聚酯链段的摩尔质量才会增大。有机硅改性聚酯中有机硅的含量随着羟基硅油用量的提高而增加,在羟基硅油摩尔分数为617%时达到极限。采用此方法制备的有机硅改性聚酯表面能低,可用作低表面能添加剂或表面活性剂。

大分子共聚改性法

大分子共聚改性法就是由含SiOH或SiOR的硅氧烷中间体出发,与预先制成的含C—OH基的聚酯树脂进行缩合反应,制成有机硅改性聚酯树脂的方法。

徐震宇等人分别采用单体共聚改性和大分子共聚改性两种工艺路线合成了有机硅改性聚酯树脂。结果发现,采用单体共聚改性工艺路线更有利于硅树脂和聚酯树脂间的反应,形成较多的硅嵌段共聚物,其分子中硅组分链段含量相对较少,与体系的相容性较好,对降低聚酯的玻璃化温度、熔融粘度更有效;采用大分子共聚改性工艺路线时硅树脂容易自聚,自聚后的硅树脂再接枝到聚酯树脂上,使改性后的聚酯摩尔质量变得很大,从而影响共聚物中硅链段的含量。由烷氧基硅树脂及含羟基的聚酯出发,在酸催化下,采取一步法连续工艺,可制得固化温度低、耐热性及机械性能好的有机硅改性聚酯树脂。