不饱和聚酯树脂分解
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不饱和聚酯树脂概述由二元或多元羧酸和二元或多元醇经缩聚反应而生成的树脂称为聚酯树脂,可分为饱和聚酯和不饱和聚酯两大类。
不饱和聚酯树脂一般是由不饱和二元酸、饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线型聚合物,在树脂分子中同时含有重复的不饱和双键和酯键。
由于这样得到的不饱和聚酯树脂是一种固体或半固体状态,而且不能很好地交链成为性能良好的体型结构产物,因此在生产后期,还必须经交联剂苯乙烯稀释形成具有一定粘度的树脂溶液。
实际上使用的不饱和聚酯树脂就是这种树脂溶液,使用中再加入固化剂等物质,使苯乙烯单体和不饱和聚酯分子中的双键发生自由基共聚反应,最终交链成为体型结构的树脂。
由此可见,不饱和聚酯树脂是一种热固性树脂,其形成体型结构的反应过程是:第一步通过二元酸和二元醇的缩聚反应生成线型分子;第二步在固化过程中通过树脂和交联剂的双键间的自由基共聚反应得到体型结构。
这种不同的反应阶段通过不同的官能团和不同的反应机理得以实现,是不饱和聚酯树脂合成和固化的特点。
性能特点和助剂不饱和树脂的价格比双酚A型EPOXY便宜一半,粘度低,可常温触压固化,固化物透明度高,粘接强度高,常用于玻璃钢工业上。
不饱和树脂的交联剂有苯乙烯(PS),丙烯酸,甲苯丙烯酸甲酯和瓴苯二甲酸二烯丙酸,引发剂有过氧化苯甲酰,过氧化环已酮和过氧化丁酮等,促进剂有环烷酸钴(苯酸钴即含2%金属钴的苯乙烯溶液,)辛酸钴,二甲基苯胺和二乙基苯胺,阻聚剂有:(一)无机物:硫黄,铜盐和亚硝酸盐。
(二)多元酚:对苯二酚,邻苯二酚和对叔丁基邻苯二酚(三)醌:醌,1,4-苯醌和菲醌(四)芳香族硝基化合物:二硝基苯,三硝苯甲苯和芳味酸。
(五)胺类:吡,N苯基胺和吩。
不饱和聚酯树脂主要优点:(1)工艺性能优良。
这是不饱和聚酯树脂最突出的优点。
在室温下具有适宜的粘度,可以在室温下固化,常压下成型,固化过程中无小分子形成,因而施工方便,易保证质量,并可用多种措施来调节它的工艺性能,特别适合于大型和现场制造玻璃钢制品。
不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR 的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义2.1固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
2.2固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
说到过氧化物我们要有必要了解的两个概念是活性氧含量和临界温度。
不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR 的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义 2.1 固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
2.2固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR 的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义 2.1 固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
2.2固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
第一节:不饱和聚酯树脂1.1 不饱和聚酯树脂的成分生产石英石使用的树脂为不饱和聚酯树脂,是二元酸(不饱和二元酸和饱和二元酸)与二元醇,在180-220℃之间经缩聚反应8-10小时,生成一种可溶的聚酯(长短不一致的长链混合物),反应过程中通入惰性气体(N2或者CO2),经8-10小时反应后,加入阻聚剂(苯酚)。
然后将此聚酯溶于一种不饱和单体(苯乙烯),就生成了不饱和聚酯树脂成品。
1.1.1 聚酯反应的实质是羟基和羧基的结合,并生成水,反应式如下:石英石使用的不饱和聚酯反应式如下:此处的饱和二元酸为间苯二甲酸,还有一种为邻苯二甲酸,化学式如下:邻苯二甲酸和间苯二甲酸互为异构体,由它们合成的不饱和聚酯分子链分别为邻苯型和间苯型,虽然它们的分子链化学结构相似,但间苯型不饱和聚酯和邻苯型不饱和聚酯相比,具有下述一些特性:①用间苯型二甲酸可以制得较高分子量的间苯二甲酸不饱和聚酯,使固化制品有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能;②间苯二甲酸聚酯的纯度高,树脂中不残留有间苯二甲酸和低分子量间苯二甲酸酯杂质;③间苯二甲酸聚酯分子链上的酯键受到间苯二甲酸立体位阻效应的保护,邻苯二甲酸聚酯分子链上的酯键更易受到水和其它各种腐蚀介质的侵袭,用间苯二甲酸聚酯树脂制得的玻璃纤维增强塑料在71℃饱和氯化钠溶液中浸泡一年后仍具有相当高的性能。
1.1.2 阻聚剂常用的阻聚剂主要是苯酚,包括邻苯二酚和对苯二酚,化学式如下:1.1.3 溶剂由酯化反应制得的线型缩聚产物一般是与活性稀释剂(diluent),也称做交联剂混溶制成树脂。
从理论上讲,凡是能用于共聚合的烯类单体,都可以作为不饱和聚酯的交联剂,但由于受到聚酯在其中的混溶性、常温下的挥发性、固化的难易以及原材料的来源及价格等限制,需要综合考虑,择优选用。
最常用的交联剂是苯乙烯,其次是乙烯基甲苯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等。
在不饱和树脂中用的最广泛的交联剂(cross-linking agent)是苯乙烯。
不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂Unsaturated Polyester Resin性质不饱和聚酯树酯,简称聚酯,是二元醇与饱和二元酸和不饱和二元酸(或酸酐)经缩聚反应制得的线型缩聚物。
在分子主链上具有重复的酯键及不饱和双键,故称为不饱和聚酯。
不饱和双键具有较高的反应活性,当加入乙烯基单体(如苯乙烯)时,在引发剂的引发下,大分子主链上的双键打开与乙烯基单体发生共聚反应,使大分子交联后形成不溶、不熔的三维网状结构高聚物。
因此,通常把不饱和聚酯与乙烯基单体(交联剂)混合得到的粘稠溶液称为“不饱和聚酯树酯”。
制备不饱聚酯常用的二元酸和酸酐有顺丁烯二酸酐、反西烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸、已二酸、癸二酸、丙二酸等;常用的二元醇有乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇等。
不饱和树脂是在引发剂及促进剂的存在下交联固化,固化方法很多,有热固化、氧化还原系统固化、光敏固化及辐射固化等。
不饱和聚酯树脂种类很多,有通用型、韧性型、耐热型、耐腐蚀型、光稳定型、阻燃型等。
它具有强度高、相对密度小、耐磨、电绝缘性好、光泽度好、耐腐蚀等特点,在工业、农业中都有广泛应用。
用途不饱和聚酯树脂大量用于制造玻璃钢制品及电器浇注制品,如机械设备外壳、反应容器、贮槽、船体、汽车车身、绝缘板、装饰板等。
也用于制造涂料、胶粘剂、原子灰及人造大理石板等。
胶粘剂主要用于聚苯乙烯、有机玻璃、聚碳酸酯、玻璃、陶瓷及混凝土等的粘接。
简要制法以乙二醇(或丙二醇)、顺丁烯二酸酐及邻苯二甲酸酐等为原料,按一定配比经高温缩聚反应制得缩聚物,然后加入交联剂(如苯乙烯)及阻聚剂,于60-80℃混合后,即制得一定粘度的液体树脂。
采用原料(二元酸、二元醇及酸酐)不同,或工艺条件及添加剂不同,就可制得不同用途及类型的产品。
安全与防护本品用塑料桶或镀锌铁桶包装,塑料桶装每桶净重5㎏;铁桶装净重20㎏、100㎏200㎏等。
存放于阴凉干燥处,防火、防晒、防潮。
生产厂上海新华树脂厂、上海天原集团公司、广东中山有机合成厂、广东云浮有机化工厂、山东荏平县化工厂、山东莱西风驰福利化工厂、天津化工厂、天津合成材料厂、北京化工二厂、芜湖山江化学公司、无锡树脂厂、济南树脂厂、岳阳化工总厂、洛阳化工三厂、无锡光明化工厂、常州合成材料厂、江苏昆山玻璃钢化工厂、沈阳石油化工厂、南京金陵巴斯夫树脂公司、秦皇岛耀华玻璃钢厂、淄博兴华树脂厂、宜兴三木化工公司、南京绝缘材料厂、杭州树脂厂、温州树脂化工厂等。
不饱和聚酯树脂⻩变分析及解决⽅法不饱和树脂制品作为重要的⼯业材料,⼴泛应⽤于涂料、胶粘剂、⼈造⽯等多个领域。
然⽽,随着时间的推移,这些制品往往会出现⻩变现象,这不仅影响了产品的外观质量,还可能降低其性能和使⽤寿命。
本⽂将对不饱和树脂制品⻩变的原因进⾏深⼊分析,并提出相应的解决⽅法。
⼀、不饱和树脂制品⻩变原因分析1. 热⽼化⻩变不饱和树脂在合成过程中需要经过⾼温反应,⻓时间的⾼温环境会加速树脂分⼦的氧化和降解,导致颜⾊变⻩。
此外,在制品的加⼯和使⽤过程中,如果温度过⾼,也容易引起热⽼化⻩变。
2. 紫外线引起的⻩变不饱和树脂制品在户外或⻓期暴露在紫外线下,树脂中的苯环结构容易发⽣π→π*电⼦跃迁,导致颜⾊变⻩。
紫外线照射还会使树脂表⾯的分⼦链断裂,进⼀步加速⻩变过程。
3. 氧化⻩变不饱和树脂中的不饱和键容易受到氧⽓的氧化作⽤,形成有⾊物质,导致颜⾊变⻩。
在⽣产、储存和使⽤过程中,如果树脂与氧⽓接触过多,就容易引起氧化⻩变。
4. 杂质影响不饱和树脂在制备和加⼯过程中,可能会引⼊⼀些杂质,如⾦属离⼦、⽔分等。
这些杂质会与树脂发⽣反应或分解,产⽣有⾊物质,影响制品的颜⾊。
⼆、不饱和树脂制品⻩变解决⽅法1. 隔离氧⽓接触在⽣产、储存和使⽤过程中,应尽量隔绝树脂与氧⽓的接触。
可以采⽤充惰性⽓体(如氮⽓)的⽅式,降低树脂中的氧⽓含量,减少氧化⻩变的发⽣。
此外,还可以加强⽣产设备的密封性,减少空⽓进⼊的机会。
2. 添加抗氧剂和紫外线吸收剂在树脂中添加适量的抗氧剂和紫外线吸收剂,可以延缓⻩变过程。
在选择抗氧剂时,应注意其与其他添加剂的相容性和对树脂性能的影响。
推荐的不饱和树脂抗⻩变解决⽅案是:选⽤不含受阻酚或胺类的抗氧剂,如亚磷酸酯类抗氧剂使⽤。
这样可以分解氢过氧化物,从⽽防⽌树脂的氧化变⾊。
常⽤的稳定剂包括抗氧剂Y-180和紫外线吸收剂UV-1081。
抗氧剂Y-180可以捕捉过氧化⾃由基,防⽌树脂氧化变⾊;在不饱和树脂添加添加Y-180抗氧剂对⽐⽽UV-1081是⼀款性能优异的紫外线吸收剂,具有⾊浅、⽆毒、相容性好等特点。
不饱和聚酯树脂长时间放置颜色变黄的原因
不饱和聚酯树脂长时间放置后出现颜色变黄的原因可能有多个因素。
以下是一些可能的原因:
1. 光照:长时间暴露在阳光或紫外线下会导致聚酯树脂发生氧化反应,从而使其颜色变黄。
这是因为光照中的能量可以引起聚合物分子结构的改变,产生自由基并引发氧化反应。
2. 热分解:高温环境下,聚酯树脂容易发生热分解反应,产生有色物质,导致颜色变黄。
这种热分解反应可能是由于长时间暴露在高温环境中,或者由于加工过程中的高温引起的。
3. 氧化:聚酯树脂中的不饱和键容易受到氧气的氧化作用。
长时间接触空气中的氧气会导致聚酯树脂氧化,形成有色产物,使其颜色变黄。
4. 杂质:在聚酯树脂的制备或加工过程中,可能会存在杂质。
这些杂质可能与聚酯树脂发生反应或分解,并导致颜色变化。
为了避免不饱和聚酯树脂长时间放置后出现颜色变黄,可以采取以下措施:-存放环境:将聚酯树脂存放在避光、干燥、低温的环境中,减少光照和热分解的机会。
-封存包装:将聚酯树脂封存在密封的包装中,避免与空气接触,减少氧化反应的可能性。
-选择优质材料:选择制备过程中无杂质的高纯度聚酯树脂,以减少颜色变化的
风险。
-加入稳定剂:在聚酯树脂中添加适量的抗氧化剂或紫外线吸收剂,以延缓颜色变化的发生。
请注意,以上仅为可能的原因和措施,具体情况可能因材料配方、加工条件等因素而有所不同。
建议在实际应用中咨询专业人士以获取更具体的建议。
191系列不饱和聚脂树脂,系由二元酸(酐)和二元醇(及其缩合物)经酯化反应,缩聚成线性不饱和聚酯树脂,然后经具有交联作用的活性单体溶剂(苯乙烯)所溶解而配制成的透明粘稠液体。
本产品在加入适量引发剂后,能在常温下较快交联固化,成为坚实的固体,可用来粘合多种金属和非金属材料,固化后具有良好的耐水、耐腐蚀等性能。
本型号聚酯树脂,主要用于制造各种工艺品,也可用于粘接玻璃钢制品、宝丽板或作为其它金属、玻璃、陶瓷、木材等的粘合剂用。
为提供使用厂家方便,本型号产品在出厂前已加入适量的促进剂。
质量指标(部分质量指标要根据实际情况填写): 1.外观:无色透明粘稠液体 2.固体含量:62±3% 3.粘度:40—60秒(涂4号杯,25℃) 4.酸值:≤35mgKOH/克使用方法(参考配方):树脂引发剂(过氧化甲乙酮液)0.8—2份(若过氧化环己酮糊1.5-4份) 促进剂(辛酸钴液) 0.5-3份(本型号产品已加入适量,可不必再加) 客户应根据使用时的天气温度情况和制作工艺要求,分别称取树脂(促进剂已加入,需要时可自行考虑补加量)、引发剂调和成均匀的树脂胶。
QJ-191不饱和聚酯树脂是一种固化时放热峰低、收缩率小的新型聚酯树脂。
用于制造各种人造大理石制品,如各种规格、形状的卫生洁具、平板和装饰品等。
1、物理性质不饱和聚酯树脂的相对密度在1.11~1.20左右,固化时体积收缩率较大,固化树脂的一些物理性质如下:⑴耐热性。
绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在50~60℃,一些耐热性好的树脂则可达120℃。
红热膨胀系数α1为(130~150)×10-6℃。
⑵力学性能。
不饱和聚酯树脂具有较高的拉伸、弯曲、压缩等强度。
⑶耐化学腐蚀性能。
不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好,耐有机溶剂的性能差,同时,树脂的耐化学腐蚀性能随其化学结构和几何开关的不同,可以有很大的差异。
⑷介电性能。
不饱和聚酸树脂的介电性能良好。