实验目的:
1.了解线型不饱和聚酯树脂及纤维增强复合材料的制备原理和影响因素.
2.掌握线型不饱和聚酯合成和增强复合材料制备实验的操作技能;熟悉树脂的特性测试和玻璃钢试样的性能试验方法.
实验原理:
不饱和聚酯树脂主要是有不饱和二元酸（酐）、饱和二元酸（酐）和二元醇, 以一定的摩尔比在惰性气氛保护下, 经酯化缩聚而制得线型聚合物, 其聚酯主链上具有重复的酯键制制品及不饱和双键, 即称不饱和树脂, 化学结构式如下:
OOROCR'OCxOOOROCCHCHCy
不饱和聚酯长链型大分子中含有不饱和双键, 在引发剂－促进剂的作用下可以和乙烯基单体发生交联反应.
在引发剂分解产生活性游离基，聚酯链中的不饱和双键和苯乙烯单体发生加成共聚反应，经过链引发、链增长和链终止三个阶段，形成网状结构的均匀聚合物.
制得的不饱和树脂和聚酯树脂主要用于制造玻璃纤维增强复合材料, 也制造装饰涂料和油漆、压塑粉与片状和块状模压复合材料制品.
实验仪器和试剂:
表一 实验仪器一览表表
序号 名称
规格 数量
1 烧杯 150ml 7个
2 小玻棒 7根
3 玻棒 3根
4 导管 1根
5 铁板 15×15cm 2个
6 铁夹子 4个
7 玻璃纸 15×35cm 1张
8 玻璃纸 20×20cm 2张
9 玻璃布 18×18cm 10张
表二 室温固化凝胶时间测定配方
名称 理论用量 实际用量
树脂 50g×5 50g×5
过氧化丁酮（引发剂） 4% 2g×5 2g×5
环烷酸钴（促进剂）
2% 1g, 1% 0.5g, 0.7% 0.35g,
0.5% 0.25g, 0.3% 0.15g 2% 1.05g, 1% 0.52g, 0.7%
0.40g, 0.5% 0.27g, 0.3% 0.15g
表三 浇注成型配方
名称 理论用量 实际用量
树脂 100g 100g
过氧化丁酮（引发剂） 4g 4%
环烷酸钴（促进剂） 2g 2.03g
材料名称 加料量/质量份 材料名称 加料量/质量比
189#聚酯树脂 100 奈酸钴苯乙烯溶液（10%） 1-4
过氧化环己酮二丁酯糊（50%） 1-4 邻苯二甲酸二丁酯 5-10
耐水性、耐候性好。
聚酯树脂玻璃钢材料用量/(Kg/10m2)
底漆 腻子 衬布 面漆
环氧树脂
双酚A型不饱和聚酯树脂
乙二胺
丙酮
二丁酯
50%过氧化环己酮糊液
环烷酸钴苯乙烯溶液
石英粉
酒精
环氧玻璃钢材料用量
底漆 腻子 衬布 面漆
环氧树脂6101
乙二胺
丙酮
邻苯二甲酸二甲 酯
石英粉180目
环氧玻璃钢材料参考配合比
底漆 腻子 衬布 面漆
环氧树脂E44 100 100 100 100
乙二胺 6-8 6-8 6-8 6-8
丙酮 20-30 0-10 10-15 10-15
邻苯二甲酸二甲酯 0-10 0-10 0-10
粉料 0-10 适量 5-10 0-10
1、189#聚酯树脂100 过氧化环己酮二丁酯糊（50%）1-4 耐酸钴苯乙烯（10%）1-4
5-10（耐水性好33#胶衣增强表面性能）
2、189#聚酯树脂100 I号引发剂与I好促进剂系统
3含胶量：表面毡及短切毡70%——75% 无捻粗纱方格布50%——55%
4、玻璃纤维厚度规格：
5、偶联剂型号：KH-570
6、196#树脂为柔性不饱和聚酯树脂。
7、短切毡（450 g/m2 230 g/m2） 表面毡（60g/m2厚30 g/m2）粗纱（570 g/m2）使用时可增加防腐、抗渗、防水功能。同时提高表面光亮度。
8、3.5mm厚玻璃钢要铺4层0.6mm和2层0.2mm厚玻璃纤维方格布。
9、197#双酚A型聚酯树脂耐酸、耐碱、耐水、耐高温。防腐电解槽工业烟气防腐衬里等。一般厚度2-3mm..。还可用氯化不饱和聚酯树脂、环氧乙烯基酯树脂等防腐树脂。一般适用温度70℃。玻璃鳞片胶泥的适用可使温度达到200℃
不饱和聚酯树脂种类、性能及常用配方
材料名称 加料量/质量份 材料名称 加料量/质量比
189#聚酯树脂 100 奈酸钴苯乙烯溶液（10%） 1-4
过氧化环己酮二丁酯糊（50%） 1-4 邻苯二甲酸二丁酯 5-10
耐水性、耐候性好。
聚酯树脂玻璃钢材料用量/(Kg/10m2)
底漆 腻子 衬布 面漆
环氧树脂 1.17 0.23
双酚A型不饱和聚酯树脂 1.76 1.17
乙二胺 0.09 0.02
丙酮 0.53 0.30
二丁酯 0.18 0.02
50%过氧化环己酮糊液 0.07
0.05
环烷酸钴苯乙烯溶液 0.04 0.02
石英粉 0.23 0.46 0.26 0.120
酒精 1.50
环氧玻璃钢材料用量
底漆 腻子 衬布 面漆
环氧树脂6101 1.17 0.25 1.76 1.17
乙二胺 0.09 0.02 0.14
0.09
丙酮 0.53 0.30 0.70 0.53
邻苯二甲酸二甲酯 0.18 0.02 0.18 0.12
石英粉180目 0.25 0.46 0.26 0.12
环氧玻璃钢材料参考配合比
底漆 腻子 衬布 面漆
环氧树脂E44 100 100 100 100
乙二胺 6-8 6-8 6-8 6-8
丙酮 20-30 0-10 10-15 10-15
邻苯二甲酸二甲酯 0-10 0-10 0-10
粉料 0-10 适量 5-10 0-10
1、189#聚酯树脂100 过氧化环己酮二丁酯糊（50%）1-4 耐酸钴苯乙烯（10%）1-4
5-10（耐水性好33#胶衣增强表面性能）
2、189#聚酯树脂100 I号引发剂与I好促进剂系统
3含胶量：表面毡及短切毡70%——75% 无捻粗纱方格布50%——55% 4、玻璃纤维厚度规格：0.2 0.4 0.6 0.8
5、偶联剂型号：KH-570
不饱和聚酯（Unsaturated Polyester）
不饱和聚酯是不饱和二元羧酸（或酸酐）或它们与饱和二元羧酸（或酸酐）组成的混合酸与多元醇缩聚而成，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。
通用型不饱和聚酯树脂（General Purpose Type Unsaturated Polyester Resin, UPE）
物化性质
聚酯树脂是一种具有不同粘度的淡黄色至琥珀色透明液体。在引发剂和促进剂作用下，能在室温固化，得到三相交联体型结构的热固性聚合物，其制品的刚性较大。
用途
不饱和聚酯树脂是热固性工程塑料。一般用于制造玻璃纤维增强的大型制作，如汽车车身、小型舰艇壳体、容器、雷达罩及波形板。
物理性质
不饱和聚酯的相对密度在1.11～1.20g/cm3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：
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℃ 。
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。
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。
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。
