关于不饱和聚酯树脂
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不饱和聚酯种类
一、单一酯类不饱和聚酯树脂
单一酯类不饱和聚酯树脂是最常见的一种树脂,其基础组分是不饱和的酸酐和醇,如无酸树脂、酞酸酯树脂等。
这种树脂应用广泛,可用于玻璃钢、船舶、风力发电叶片等。
二、环氧基不饱和聚酯树脂
环氧基不饱和聚酯树脂是一种通过在单一酯类不饱和聚酯树脂中引入环氧树脂交联剂,而形成的复合改性树脂。
这种树脂的强度、刚度和耐腐蚀性都比单一酯类不饱和聚酯树脂更高,应用领域包括汽车外壳、管道、电缆护套等。
三、酰胺基不饱和聚酯树脂
酰胺基不饱和聚酯树脂是一种通过在单一酯类不饱和聚酯树脂中引入酰胺基改性剂而形成的复合改性树脂。
这种树脂具有较高的强度和耐久性,被广泛应用于建筑、管道、储罐等领域。
四、环氧基丙烯酸酯树脂
环氧基丙烯酸酯树脂是一种复合改性树脂,利用丙烯酸酯改性剂和环氧树脂交联剂对单一酯类不饱和聚酯树脂进行改性。
这种树脂的强度、耐热性和耐腐蚀性都很高,应用领域包括油藏储存罐、化学反应器和电力线路支架等。
五、羟基基改性聚酯树脂
羟基基改性聚酯树脂是通过在单一酯类不饱和聚酯树脂中加入羟基基改性剂形成的复合改性树脂。
这种树脂比单一酯类不饱和聚酯树脂有更高的耐腐蚀性和机械性能,应用领域包括储罐、船体和风力发电叶片等。
【结论】
不饱和聚酯树脂种类繁多,每种都有其独特的应用领域和性能特点。
了解不同种类树脂的特点和应用领域,有助于选择合适的树脂用于特定领域,提高产品质量和降低成本。
不饱和聚酯树脂成分
不饱和聚酯树脂是一种常见的高分子材料,其主要用于制作复合
材料,如玻璃钢、碳纤维等。
它的成分主要由三部分组成:酸酐、丙
烯酸酯和稀释剂。
在本文中,将分步骤阐述不饱和聚酯树脂的成分和
制备过程。
第一步:酸酐
酸酐是不饱和聚酯树脂的主要成分之一,它可以是马来酸酐、酞酸酐、邻苯二甲酸酐等。
酸酐的主要作用是作为交联剂,在加热的过程中与
丙烯酸酯反应产生交联反应,从而形成聚合物。
第二步:丙烯酸酯
丙烯酸酯是不饱和聚酯树脂中的另一个主要成分,其主要作用是提供
烯烃基团,以便其与酸酐发生交联反应。
不同的丙烯酸酯具有不同的
特性,比如异丁基丙烯酸酯具有较高的耐候性,而甲基丙烯酸甲酯具
有较快的固化速度。
第三步:稀释剂
稀释剂是将不饱和聚酯树脂稀释成液体状态的物质,它可以是惰性稀
释剂,如丙酮、二甲苯等,也可以是活性稀释剂,如丙烯腈、乙烯等。
稀释剂的主要作用是使得不饱和聚酯树脂变成涂料、胶水等应用领域
中的常规材料。
第四步:制备过程
不饱和聚酯树脂的制备过程大致可分为以下几个步骤:
1. 将酸酐与丙烯酸酯按照一定比例混合。
2. 加入适量的稀释剂,搅拌均匀。
3. 加入光引发剂,以便在紫外线照射下固化。
4. 进行高温反应,使酸酐和丙烯酸酯发生交联反应,从而形成聚合物。
5. 经过过滤、临界点干燥等处理,得到最终的不饱和聚酯树脂产品。
总之,不饱和聚酯树脂作为一种重要的高分子材料,在各个领域
中有着广泛的应用,其成分和制备过程都具有一定的复杂性和技术性,需要专业知识和技术支持。
不饱和聚酯树脂:
不饱和聚酯树脂通常是由饱和的及不饱和的二元羧酸或酸酐与二元醇缩聚反应合成的,具有聚酯键和双键的线型高分子化合物。
合成过程完全遵循线型缩聚反应的历程,大分子链的增长是一个逐步的过程,聚合物是分子量大小不一的同系物。
反应方程式:
(1)O
C O O
HO-R-OH+R O HO-R-O-C-R-C-OH+H2O
C
O
二元醇酸酐水
(2)
2HO R OCORCOOH HOROCORCOO R OH+H2O
或HO R OCORCOOH+HO R OH HO R OCORCOO R OH+H2O
工艺流程说明:
原料按配比称料后,先把氮气通入反应釜中,排除反应系统中的空气,然后投入二元醇,再加入二元酸酐,待二元酸酐溶化后启动搅拌装置,投料量不超过反应釜容积的80%。
加热反应体系,使料温逐渐升至190-210℃,在缩聚过
程中加入甲苯(溶剂),利用甲苯与水的共沸点较水的沸点低,将反应生成的水迅速带出,促进缩聚反应。
反应终点通过测定不饱和聚酯的酸值来控制。
当酸值达到一定程度后,即停止反应,把料温降至190℃,加入阻聚剂,再搅拌30Min,待进一步稀释。
在稀释釜内预先计量投入苯乙烯、阻聚剂,搅拌均匀。
然后将反应釜中的不饱和聚酯缓缓放入稀释釜,控制聚酯流速,使混合温度不超过90℃。
稀释完毕,将树脂冷却至室温,过滤包装即得成品。
冷凝温度为25℃,冷凝介质为常温循环冷却水,反应得率为92%。
苯酐、甘油、乙二醇、二乙二醇。
不饱和聚酯树脂的合成与应用不饱和聚酯树脂是一种重要的合成树脂材料,具有良好的机械性能和化学性能,广泛应用于建筑、船舶、汽车、电子、包装等领域。
本文将介绍不饱和聚酯树脂的合成方法以及其在各个领域的应用情况。
一、不饱和聚酯树脂的合成方法不饱和聚酯树脂是通过酸酐醇缩合聚合反应合成的一种聚合物材料。
其合成方法主要包括醇缩聚法、环氧化合物开环聚合法和共聚合法等。
1. 醇缩聚法醇缩聚合法是指通过醇和酸酐的酯化反应,生成不饱和聚酯树脂。
在这种方法中,通常选择甲醇、乙醇等醇类作为缩合剂,甲酸醐、苯二甲酸醐等有机酸酐作为酯化原料。
通过改变醇类和酸酐的种类和比例,可以获得不同性能的不饱和聚酯树脂。
2. 环氧化合物开环聚合法这种方法是将环氧化合物与不饱和酸酐进行开环聚合反应,生成不饱和聚酯树脂。
环氧化合物可以是环氧乙烷、环氧丙烷等,而不饱和酸酐可以是马来酸酐、丙烯酸酐等。
通过这种方法合成的不饱和聚酯树脂,具有良好的耐候性和抗冲击性能。
3. 共聚合法共聚合法是通过将不饱和酸酐与含有双键的单体进行共聚合反应,生成不饱和聚酯树脂。
实际应用中,常采用丙烯酸酐、苯乙烯等单体与不饱和酸酐进行共聚合反应,以得到具有特定性能的聚酯树脂。
二、不饱和聚酯树脂在各个领域的应用1. 建筑领域不饱和聚酯树脂可以通过玻璃纤维增强塑料(FRP)的形式应用于建筑材料中,如石膏板、墙板、天花板等。
FRP材料具有较高的强度和耐候性,可以有效地增强和改善建筑材料的性能。
2. 船舶领域不饱和聚酯树脂与玻璃纤维、碳纤维等增强材料结合,被广泛应用于船舶制造中。
FRP材料具有良好的耐腐蚀性和轻质化特性,能够有效地提高船舶的性能和使用寿命。
3. 汽车领域在汽车制造中,不饱和聚酯树脂与玻璃纤维增强塑料广泛应用于车身、内饰、前翼板等部件的制造中。
这些部件具有较高的强度和轻质化特性,可以有效地提高汽车的燃油经济性和安全性。
4. 电子领域在电子领域,不饱和聚酯树脂通常被用作封装材料和绝缘材料。
关于不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂,是一种由不饱和酯类单体与多美林单体共聚而成的高分子聚合物。
它具有重要的应用领域,如制备复合材料、涂料、粘合剂和浇注材料等。
本文将从它的制备方法、性质和应用等方面进行详细介绍。
不饱和聚酯树脂的制备方法主要有缩聚法和交联法两种。
缩聚法是指将饱和和不饱和的酯类单体与多醇缩聚,通过酯键的缩聚反应将单体分子链连接成高分子聚合物。
常用的酯类单体有酞酸酯、己二酸酯、丙烯酸酯等。
交联法是指将不饱和酯类单体与含有活性引发剂的配位或自由基引发剂共聚,引发剂将引发交联反应,从而形成交联聚合物。
交联聚合的不饱和聚酯树脂具有高耐热性和强度。
不饱和聚酯树脂的分子结构主要由酯键和不饱和键组成。
酯键是连接酯类单体的化学键,由羧酸和醇反应形成。
不饱和键是在聚合反应中引入的,它能够提供高度活泼的反应活性,从而有助于交联反应的进行。
树脂中的不饱和键包括单酯双烯、酞酸烯和己二酸烯等。
不饱和聚酯树脂具有许多重要的性质。
首先,它具有优异的化学稳定性,在一定的温度和湿度条件下稳定性较高。
其次,它具有良好的物理力学性能,如强度高、耐磨性好等。
此外,其绝缘性能好,具有良好的耐腐蚀性和耐热性能。
同时,不饱和聚酯树脂还具有可调性强、可染性好等优点。
不饱和聚酯树脂在许多应用领域有广泛的应用。
首先,它可以用于制备复合材料,如玻纤增强不饱和聚酯树脂复合材料,具有机械性能好、重量轻、设计自由度高等特点。
其次,不饱和聚酯树脂还可以制备涂料,具有良好的附着力、抗化学腐蚀性和优异的耐候性。
此外,不饱和聚酯树脂还可以用作粘合剂和浇注材料,具有较低的粘度和高度的渗透性,可与不同材料具有良好的粘结性能。
总之,不饱和聚酯树脂是一种具有重要应用前景的高分子材料。
它具有优异的性质和多种应用领域,未来可望在材料科学领域发挥更大的作用。
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。
不饱和聚酯树脂的定义不饱和聚酯树脂(Unsaturated Polyester Resin)是一类重要的合成树脂材料,具有广泛的应用领域。
不饱和聚酯树脂是指在分子结构中含有双键(碳-碳双键或碳-氧双键)的聚酯树脂。
与饱和聚酯树脂相比,不饱和聚酯树脂具有更高的强度、硬度和耐腐蚀性能,被广泛应用于建筑、汽车、航空航天、电子等领域。
不饱和聚酯树脂具有以下几个主要特点:1. 自由度高:不饱和聚酯树脂具有较高的自由度,可以通过改变聚酯酸和交联剂的种类和比例来调节树脂的性质,满足不同应用的需求。
2. 交联性强:不饱和聚酯树脂可以通过与交联剂(如液态或固态的引发剂)的反应形成三维网络结构,从而实现固化和硬化。
这种交联反应又称为“不饱和聚酯树脂与交联剂的缩聚反应”,可以通过热固化或光固化的方式进行。
3. 机械性能优异:由于交联结构的形成,不饱和聚酯树脂具有较高的强度、刚度和硬度。
在一些特殊的应用中,还可以通过添加填料、增强剂等改善树脂的机械性能。
4. 耐腐蚀性好:不饱和聚酯树脂具有优异的耐腐蚀性能,可以抵御酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。
这使得不饱和聚酯树脂成为一种理想的防腐材料,广泛应用于化工设备、储罐、管道等领域。
5. 加工性好:不饱和聚酯树脂可以通过喷涂、浇注、涂覆等方式进行加工,适应各种复杂形状和结构的制造需求。
此外,不饱和聚酯树脂还可以与玻璃纤维、碳纤维等增强材料复合,形成复合材料,进一步提高材料的性能。
不饱和聚酯树脂的应用领域非常广泛。
在建筑领域,不饱和聚酯树脂可以用于制造隔热板、屋面瓦、装饰板等;在汽车领域,不饱和聚酯树脂可以用于制造车身件、内饰件等;在航空航天领域,不饱和聚酯树脂可以用于制造飞机外壳、导弹外壳等;在电子领域,不饱和聚酯树脂可以用于制造电路板、绝缘材料等。
不饱和聚酯树脂的发展前景非常广阔。
随着科技的进步和人们对环保材料的需求增加,不饱和聚酯树脂在可再生能源、新能源汽车、高端装备制造等领域的应用将会进一步扩大。
不饱和聚酯树脂常用配方
不饱和聚酯树脂(Unsaturated Polyester Resin)是一种广泛应用
于复合材料、涂料、电器绝缘材料等领域的树脂。
在制备不饱和聚酯树脂时,需要配合一定的原料和添加剂,以获得所需的产品性能。
下面是不饱
和聚酯树脂常用的配方及其组成。
1.聚酯树脂基体
聚酯树脂基体是不饱和聚酯树脂的主要成分,可通过酯化反应得到。
其主要组成是聚合物链和酯键,常见的聚酯树脂基体有鄂矽酮、以及鄂胺等。
2.反应稳定剂
为了防止聚酯树脂在储存和加工过程中发生不可逆反应,常常加入反
应稳定剂。
反应稳定剂的作用是抑制自由基引发剂的活性,阻碍树脂的自
发反应。
3.自由基引发剂
自由基引发剂是引发聚合反应的重要组成部分,通过引发自由基反应,使聚酯树脂发生交联反应,形成固态材料。
常见的自由基引发剂有过氧化
苯甲酰(BPO)、过氧化二异丙苯(DHBP)等。
4.填料
填料可以增加不饱和聚酯树脂的体积,改善其流变性能和性能特点。
填料的种类很多,常用的有无机填料(如氧化物、硅酸盐等)、有机填料(如纤维素、碳纳米管等)等。
5.稳定剂和光稳定剂
稳定剂可以改善聚酯树脂的耐候性和耐老化性能,光稳定剂则是提高
聚酯树脂的紫外线抗性能的一种助剂。
常用的稳定剂有磷酸酯类、硅酮酯
类等,光稳定剂有苯酰三氟甲基吡噻烷(UV-9)、2-(2'-羟基-3'-嗪基)-2-甲基丙磷酸二异丙酯(UV-C)等。
以上是不饱和聚酯树脂常用的配方及其组成,不同的应用领域和产品
要求会有所差异,具体的配方需要根据实际需要进行调整和优化。
不饱和聚酯树脂标准不饱和聚酯树脂是一种重要的化工产品,广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
为了确保不饱和聚酯树脂的质量和安全性,制定了一系列的标准来规范其生产和使用。
本文将对不饱和聚酯树脂标准进行详细介绍,以便读者更好地了解和运用这些标准。
首先,不饱和聚酯树脂的标准主要包括生产标准和使用标准两个方面。
生产标准主要针对不饱和聚酯树脂的生产过程中的各项指标和要求,包括原料选用、生产工艺、质量控制等内容。
而使用标准则是针对不饱和聚酯树脂在各个领域的具体应用,规定了其使用的条件、性能要求、安全措施等方面的内容。
其次,不饱和聚酯树脂的标准是由相关的标准化组织和行业协会制定的,其中包括国际标准化组织(ISO)、美国材料与试验协会(ASTM)、欧洲化学工业协会(CEFIC)等。
这些标准的制定是经过了广泛的讨论和专家的审查,具有权威性和可操作性。
不饱和聚酯树脂的标准对于生产企业和使用单位都具有重要意义。
对于生产企业来说,遵循标准可以提高产品的质量稳定性,降低生产成本,提升企业的竞争力。
对于使用单位来说,遵循标准可以保证产品的安全性和可靠性,减少事故的发生,保护人员和设备的安全。
此外,不饱和聚酯树脂的标准还对于相关行业的发展和技术进步起到推动作用。
通过标准的制定和执行,可以促进行业内的技术交流和合作,推动产品的创新和升级,推动整个行业向着更加高效、环保、安全的方向发展。
总的来说,不饱和聚酯树脂的标准是保障产品质量和安全的重要手段,对于生产企业、使用单位和整个行业都具有重要意义。
我们应该充分认识到标准的重要性,严格遵循标准要求,共同推动不饱和聚酯树脂行业的健康发展。
同时,也要不断完善和更新标准,以适应不同行业的需求和发展。
只有这样,才能更好地推动不饱和聚酯树脂行业的发展,为社会和经济发展做出更大的贡献。
复合材料不饱和聚酯树脂复合材料是由两种或两种以上不同材料组成的材料,通过组合可以产生更好的性能。
不饱和聚酯树脂是一种常用的复合材料基质,具有优秀的力学性能和化学稳定性。
本文将详细介绍不饱和聚酯树脂的特性、制备方法和应用领域。
不饱和聚酯树脂是一种通过聚合反应产生的无色透明或微黄色液体,具有良好的耐腐蚀性和低粘度特性。
它在常温下是一种性状较好的液体,具有很好的流动性,可以灵活地填充和浸润各种纤维增强材料,如玻璃纤维、碳纤维等。
不饱和聚酯树脂的特性使其在复合材料制备中起着至关重要的作用。
不饱和聚酯树脂的制备主要分为两个步骤:酯交换反应和缩聚反应。
首先,通过酯交换反应将末端含酸或含醇的酯与二元醇反应生成酯树脂,然后通过缩聚反应将酯树脂进一步聚合,形成聚合度较高的聚合物。
在这个过程中,一般还会添加适量的交联剂和稳定剂,以提高不饱和聚酯树脂的性能。
不饱和聚酯树脂具有多种优秀的性能。
首先,它具有良好的力学性能,如高强度、高硬度和高刚度,可以满足不同领域对材料强度和刚度的需求。
其次,不饱和聚酯树脂具有优异的化学稳定性,可以抵抗酸、碱、溶剂等多种介质的侵蚀,因此广泛应用于化工、电子、航空等领域。
此外,不饱和聚酯树脂还具有良好的耐热性能和耐候性能,可以在高温和恶劣的外部环境下长期使用。
不饱和聚酯树脂的应用领域非常广泛。
在航空航天领域,不饱和聚酯树脂可以用于制备复合材料零件,如飞机外壳、机翼、航天器外壳等,以提高结构强度和降低重量。
在建筑领域,不饱和聚酯树脂可以用于制备管道、储罐、屋顶等,以提高防腐性能和延长使用寿命。
此外,不饱和聚酯树脂还可以用于汽车制造、电子产品、家居用品等领域。
总之,不饱和聚酯树脂是一种优秀的复合材料基质,具有良好的力学性能和化学稳定性。
通过合理的制备方法和添加适当的添加剂,可以根据需要调整不饱和聚酯树脂的特性。
目前,不饱和聚酯树脂在航空航天、建筑、汽车制造等领域得到了广泛应用,并且具有很大的发展潜力。
不饱和聚酯树脂是什么?不饱和聚酯树脂:unsaturated polyester resins, 缩写代号UP。
不饱和聚酯是由饱和的二元醇与饱和的及不饱和的二元酸(或酸酐)缩聚而成的聚合物。
不饱和聚酯在液体乙烯类单位中的溶液称作不饱和聚酯树脂。
(1)不饱和聚酯所用主要原材料①不饱和二元酸常用的有顺丁烯二酸(简称顺酸)或顺丁烯二酸酐(简称顺酐)和反-丁烯二酸(简称反酸)。
它在聚酯分子中,除提供羧基生成酯键,使分子链增大以外,最重要的贡献是提供不饱和度,使聚酯分子具有与活性单体发生共聚合的能力,反酸合成的聚酯比由顺酸合成的聚酯更具有线性特征,软化点高,结晶性强,耐腐蚀性强。
同一种不饱和二元酸,由于与饱和二元酸的摩尔配比不同,生成反应火星不同的聚酯,通常可分成三类:高反应活性树脂(饱和二元酸/不饱和二元酸<1)、中反应活性树脂(饱和二元酸/不饱和二元酸=1)和低反应活性树脂(饱和二元酸/不饱和二元酸>1)。
②饱和二元酸常用的是苯二甲酸的三个同分异构体:邻位、间位和对位。
由邻位苯二甲酸构成的树脂通常称为邻苯型聚酯;间位苯二甲酸构成的树脂称为间苯型聚酯;对位则称为对苯型聚酯。
间苯型聚酯的强度、耐水、耐热和耐化学性能比邻苯型聚酯好。
对苯型聚酯岁也有优良的性能,但缩聚反应较难,所以我们很少用。
③二元醇二元醇类按结构可分为直链类,支链类,醚类二元醇有一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、新戊二醇。
新戊二醇是对称结构的醇,含有两个甲基,可称为2,2-二甲基丙二醇,可使树脂的耐水性、耐碱性提高,使树脂对水解稳定,常用语高性能胶衣中,在耐化学树脂中也有采用。
④阻聚剂现在生产的不饱和聚酯树脂一般加入的阻聚剂有对苯二酚、叔丁基邻苯二酚和环烷酸铜等。
⑤其他助剂这类助剂的加入富裕树脂一定性能,不是所有的树脂都要添加,而是根据需要。
a. 石蜡玻璃钢成型后表面树脂由于空气中的氧气或潮湿空气中的水分的阻聚作用导致发黏,添加石蜡浮于表面隔绝氧气或水分使树脂正常固化。
关于不饱和聚酯树脂
通过阅读与不饱和聚酯树脂相关方面的书籍,使我对不饱和聚酯树脂有一个更为直观的了解:
不饱和聚酯树脂,一般是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。
通常,聚酯化缩聚反应是在190~220℃进行,直至达到预期的酸值(或粘度),在聚酯化缩反应结束后,趁热加入一定量的乙烯基单体,配成粘稠的液体,这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。
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。
化学性质
不饱和聚酯是具有多功能团的线型高分子化合物,在其骨架主链上具有聚酯链键和不饱和双键,而在大分子链两端各带有羧基和羟基。
主链上的双键可以和乙烯基单体发生共聚交联反应,使不饱和聚酯树脂从可溶、可熔状态转变成不溶、不熔状态。
主链上的酯键可以发生水解反应,酸或碱可以加速该反应。
若与苯乙烯共聚交联后,则可以大大地降低水解反应的发生。
在酸性介质中,水解是可逆的,不完全的,所以,聚酯能耐酸性介质的侵蚀;在碱性介质中,由于形成了共振稳定的羧酸根阴离子,水解成为不可逆的,所以聚酯耐碱性较差。
聚酯链末端上的羧基可以和碱土金属氧化物或氢氧化物[例如MgO,CaO,Ca(OH)2等]反应,使不饱和聚酯分子链扩展,最终有可能形成络合物。
分子链扩展可使起始粘度为0.1~1.0Pa·s粘性液体状树脂,在短时间内粘度剧增至103Pa·s以上,直至成为不能流动的、不粘手的类似凝胶状物。
树脂处于这一状态时并未交联,在合适的溶剂中仍可溶解,加热时有良好的流动性。
结构性能
迄今,国内外用作复合材料基体的不饱和聚酯(树脂)基体基本上是邻苯二甲酸型(简称邻苯型)、间苯二甲酸型(简称间苯型)、双酚A型和乙烯基酯型、卤代不饱和聚酯树脂等。
邻苯型不饱和聚酯和间苯型不饱和聚酯
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。
双酚A型不饱和聚酯
双酚A型不饱和聚酯与邻苯型不饱和聚酸及间苯型不饱和聚酯大分子链的化学结构相比,分子链中易被水解遭受破坏的酯键间的间距增大,从而降低了酯键密度;双酚A不饱和聚酯与苯乙烯等交联剂共聚固化后的空间效应大,对酯基起屏蔽保护作用,阻碍了酯键的水解;而在分子结构中的新戊基,连接着两个苯环,保持了化学瓜的稳定性,所以这类树脂有较好的耐酸、耐碱及耐水解性能。
乙烯基树脂
乙烯基树脂又称为环氧丙烯酸树脂,是60年代发展起来的一类新型树脂,其特点是聚合物中具有端基不饱和双键。
乙烯基树脂具有较好的综合性能:①由于不饱和双键位于聚合物分子链的端部,双键非常活泼,固化时不受空间障碍的影响,可在有机过氧化物引发下,通过相邻分子链间进行交联固化,也可与单体苯乙烯其聚固化;②树脂链中的R基团可以屏蔽酯键,提高酯键的耐化学性能和耐水解稳定性;③乙烯基树脂中,每单位相对分子质量中的酯键比普通不饱和聚酯中少35%~50%左右,这样就提高了该树脂在酸、碱溶液中的水解稳定性;④树脂链上的仲羟基与玻璃纤维或其它纤维的浸润性和粘结性从而提高复合材料的强度;⑤环氧树脂主链,它可以赋与乙烯基树脂韧性,分子主链中的醚键可使树脂具有优异的耐酸性。
乙烯基树脂的品种和性能,随着所用原料的不同而有广泛的变化,可按复合材料对树脂性能的要求设计分子结构。
卤代不饱和聚酯
卤代不饱和聚酯是指由氯茵酸酐(HET酸酐)作为饱和二元酸(酐)合成得到的一种氯代不饱和聚酯。
氯代不饱和聚酯树脂一直是当作具有优良自熄性能的树脂来使用的。
但90年代以来研究表明氯代不饱和聚酯树脂亦具有相当好的耐腐蚀性能,它在某些介质中耐腐蚀性能与双酚A不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂基本相当,而在某些例如湿氯中的耐腐蚀性能则优于乙烯基树脂和双酚A不饱和聚酯树脂。
热湿氯在不饱和聚酯树脂接触后会发生反应而产生氯代的不饱和聚酯树脂或称"氯奶油"。
由双酚A不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂产生"氯奶油"性状柔软,湿氯可以通过该"氯奶油"层进一步(腐蚀)渗透,但由氯代不饱和聚酯产生"氯奶油"性状坚硬,可以阻止湿氯的进一步(腐蚀)渗透。
不饱和聚酯树脂用途:建筑领域:制树脂冷却塔,8米3/小时-3000米3/小时的横流、逆流、喷射式塔及风筒、风机叶片、收水器等辅件。
玻璃钢树脂管、罐、槽等防腐产品及工程:包括大、中、小口径管道、管件、阀门、贮罐、贮槽、格栅、填仓板、塔器、烟囱、防腐地面及建筑防腐等。
玻璃钢树脂船艇:包括游艇、救生艇、交通艇、渔船、快艇、舢舨、养殖船、冲锋舟等。
玻璃钢树脂食品容器:高位水箱、食品运输罐、饮料罐。
固化机理
从游离基聚合的化学动力学角度分析
UPR的固化属于自由基共聚合反应。
固化反应具有链引发、链增长、链终止、链转移四个游离基反应的特点。
链引发——从过氧化物引发剂分解形成游离基到这种游离基加到不饱和基团上的过程。
链增长——单体不断地加合到新产生的游离基上的过程。
与链引发相比,链增长所需的活化能要低得多。
链终止——两个游离基结合,终止了增长着的聚合链。
链转移——一个增长着的大的游离基能与其他分子,如溶剂分子或抑制剂发生作用,使原来的活性链消失成为稳定的大分子,同时原来不活泼的分子变为游离基。
不饱和聚酯树脂固化过程中分子结构的变化
UPR的固化过程是UPR分子链中的不饱和双键与交联单体(通常为苯乙烯)的双键发生交联聚合反应,由线型长链分子形成三维立体网络结构的过程。
在这一固化过程中,存在三种可能发生的化学反应,即
1、苯乙烯与聚酯分子之间的反应;
2、苯乙烯与苯乙烯之间的反应;
3、聚酯分子与聚酯分子之间的反应。
对于这三种反应的发生,已为各种实验所证实。
值得注意的是,在聚酯分子结构中有反式双键存在时,易发生第三种反应,也就是聚酯分子与聚酯分子之间的反应,这种反应可以使分子之间结合的更紧密,因而可以提高树脂的各项性能。
不饱和树脂固化过程的表观特征变化
不饱和聚酯树脂的固化过程可分为三个阶段,分别是:
1、凝胶阶段(A阶段):从加入固化剂、促进剂以后算起,直到树脂凝结成胶冻状而失去流动性的阶段。
该结段中,树脂能熔融,并可溶于某些溶剂(如乙醇、丙酮等)中。
这一阶段大约需要几分钟至几十分钟。
2、硬化阶段(B阶段):从树脂凝胶以后算起,直到变成具有足够硬度,达到基本不粘手状态的阶段。
该阶段中,树脂与某些溶剂(如乙醇、丙酮等)接触时能溶胀但不能溶解,加热时可以软化但不能完全熔化。
这一阶段大约需要几十分钟至几小时。
3、熟化阶段(C阶段):在室温下放置,从硬化以后算起,达到制品要求硬度,具有稳定的物理与化学性能可供使用的阶段。
该阶段中,树脂既不溶解也不熔融。
我们通常所指的后期固化就是指这个阶段。
这个结段通常是一个很漫长的过程。
通常需要几天或几星期甚至更长的时间。
影响树脂固化程度的因素
不饱和聚酯树脂的固化是线性大分子通过交联剂的作用,形成体型立体网络过程,但是固化过程并不能消耗树脂中全部活性双键而达到100%的固化度。
也就是说树脂的固化度很难达到完全。
其原因在于固化反应的后期,体系粘度急剧增加而使分子扩散受到阻碍的缘故。
一般只能根据材料性能趋于稳定时,便认为是固化完全了。
树脂的固化程度对玻璃钢性能影响很大。
固化程度越高,玻璃钢制品的力学性能和物理、化学性能得到充分发挥。
(有人做过实验,对UPR树脂固化后的不同阶段进行物理性能测试,结果表明,其弯曲强度随着时间的增长而不段增长,一直到一年后才趋于稳定。
而实际上,对于已经投入使用的玻璃钢制品,一年以后,由于热、光等老化以及介质的腐蚀等作用,机械性能又开始逐渐下降了。
)
影响固化度的因素有很多,树脂本身的组分,引发剂、促进剂的量,固化温度、后固化温度和固化时间等都可以影响聚酯树脂的固化度。