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不饱和树脂可行性研究报告本报告旨在对不饱和树脂的可行性进行研究，包括不饱和树脂的制备、性能、应用领域及未来发展方向等方面进行深入分析。
一、不饱和树脂的制备方法不饱和树脂的制备方法主要包括酯化法、烯丙基单体法等。
酯化法是将酚类或醇类与酸甲酐反应，生成酯类化合物，再与含有不饱和酯类基团的单体反应合成不饱和树脂。
烯丙基单体法是将具有烯丙基的单体与酚类或醇类反应，进行自由基聚合反应，形成不饱和树脂。
二、不饱和树脂的性能1.机械性能：不饱和树脂具有优异的拉伸强度和弯曲强度，适用于制备高强度材料。
2.耐腐蚀性：不饱和树脂能抵抗酸碱等化学腐蚀，适用于化工容器等领域。
3.耐热性：不饱和树脂具有较高的热变形温度，适用于高温环境下的使用。
4.粘接性：不饱和树脂的粘接性能好，可用于复合材料的制备。
三、不饱和树脂的应用领域1.航空航天领域：不饱和树脂被广泛用于制备航空航天结构材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点。
2.汽车领域：不饱和树脂可用于制备汽车零部件，提高车身结构强度和耐久性。
3.建筑领域：不饱和树脂可用于制备建筑板材、管道等，具有防水、防火等功能。
四、不饱和树脂的未来发展方向1.绿色环保：未来不饱和树脂的发展将趋向于绿色环保，研究开发可降解的不饱和树脂。
2.功能化：未来不饱和树脂将向功能化方向发展，如热响应性、光响应性等功能的不饱和树脂。
3.高性能：未来不饱和树脂将追求更高的性能指标，如高强度、高耐热性等。
总结：不饱和树脂作为一种优异的合成树脂，在航空、航天、汽车、建筑等领域具有广泛的应用前景。
未来不饱和树脂将朝着绿色环保、功能化和高性能的方向发展，为现代化工产业的持续发展提供重要支撑。
不饱和聚酯树脂的研究与应用进展摘要：不饱和聚醋树脂由于其耐蚀、耐热耐候等性能好，用途十分广泛。
不饱和聚酯树脂(UPR)是热固性树脂中用量最大的,介绍了不饱和聚酯的性能，综述了国内外不饱和聚酯在不同领域的研究与应用进展。
关键词：不饱和，聚酯树脂，应用进展，性能Abstract:Of unsaturated polyester resin’s good corrosion resistance, heat resistance and weather performance,it is used very extensively. Unsaturated polyester resin (UPR) is the largest amount of thermosetting resin. This paper describes the performance of unsaturated polyester, reviews the domestic and foreign research and application of progress in different areas.Keywords: unsaturated ，polyester resin, progress, performance引言：不饱和聚酯树脂(UPR)是热固性树脂中用量最大的树脂品种, 也是玻璃纤维增强材料(FRP)制品生产中用得最多的基体树脂。
UPR 生产工艺简便,原料易得, 耐化学腐蚀, 力学性能、电性能优良,可常温常压固化, 具有良好的工艺性能,广泛应用于建筑、防腐、汽车、电子电器等多种复合材料。
1 不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂, 其分子结构中含有非芳族的不饱和键, 可用适当的引发剂引发交联反应而成为一种热固性塑料。
不饱和聚酯分子在固化前是长链形分子, 其分子量一般为1000 ～ 3000 , 这种长链形的分子可以与不饱和单体交联而形成具有复杂结构的庞大的网状结构。
收稿日期:2004-01-17作者简介:段华军(1974-),男,讲师,硕士。
新型低收缩添加剂研究段华军,王 钧,杨小利(武汉理工大学,武汉 430070)摘要: 本文研究了自制低收缩添加剂用量对不饱和聚酯树脂固化收缩率与力学性能的影响。
结果表明,在不饱和聚酯树脂中加入20%的该类低收缩添加剂,树脂的固化收缩率为211%,弯曲强度保有率为88%,弯由模量没有明显变化;并利用SEM 对加有低收缩添加剂的树脂固化试件的断面形貌进行了表证,分析了低收缩添加剂的作用机理。
关键词:低收缩添加剂;固化收缩率;不饱和聚酯树脂;机理中图分类号:T Q32711 文献标识码:A 文章编号:1003-0999(2004)04-0011-03不饱和聚酯树脂(UPR)由于工艺性能良好,适合于多种成型工艺,如手糊、模压、拉挤和注射等,但在上述成型过程中存在一个共同缺陷-制品的固化收缩率大。
众所周知,UPR 体积收缩率一般为6~10%。
在UPR 中加入适量的低收缩添加剂或低轮廓添加剂(LPA)可显著降低制品的收缩率。
因而,对低收缩率添加剂的制备及机理研究引起了人们广泛的关注[1~3]。
LPA 的研究和发展经历了以下几个阶段:¹非极性低收缩添加剂,以聚苯乙烯(PS)为代表,此类低收缩添加剂与树脂的相容性差,在树脂固化前与树脂为两相体系,较简单的利用热塑性塑料的受热膨胀性来抑制树脂的固化收缩;º非极性低收缩添加剂与极性低收缩添加剂之间的过渡类型。
以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为代表,此类低收缩添加剂由于其极性增加,在树酯中的稳定性有所提高,固化时与树脂的分相结构得以改善,玻璃钢制品的收缩率得到控制;»极性低收缩添加剂。
以聚醋酸乙烯酯(PVAc)[4]为代表,此类低收缩添加剂与树脂相容性好,树脂固化前与LPA 为一相体系,固化后均匀分相,具有十分优良的低收缩效果,能使玻璃钢制品的收缩率达到0105%以下或达到零收缩,缺点是制品的机械强度差;¼组合型LPA 。
不饱和聚酯树脂研究报告不饱和聚酯树脂是一种非常常见的高分子材料，具有优异的性能，比如高强度、耐候性和耐化学性等。
在工业生产和日常生活中，被广泛应用于制造船舶、家具、汽车和电子产品等各种领域。
本文将针对不饱和聚酯树脂的特点、研发及应用做一个简要介绍。
一、不饱和聚酯树脂的特点不饱和聚酯树脂是一种由不饱和聚酯、交联剂和促进剂等组成的材料。
它具有以下4个突出的特点。
1、高强度：不饱和聚酯树脂本身具有高强度的特点，可以制成高强度的产品。
2、耐化学性：不饱和聚酯树脂有着很好的耐化学性能，不易受化学品腐蚀。
3、耐紫外线照射：不饱和聚酯树脂的材料在日晒雨淋等环境下不会出现劣化现象。
4、外观美观：通过加工和涂装处理，不饱和聚酯树脂可以制成各种外观美观的产品。
二、不饱和聚酯树脂的研发现状随着人工合成化学的发展，不饱和聚酯树脂的合成技术也得到了极大的发展。
现在主要有以下几种合成方法。
1、聚酯法：这是一种常见的不饱和聚酯树脂合成方法，通过平稳的聚酯反应，令聚酯链延伸到一定程度后，与环氧基团或不饱和胁迫烯烃等交联剂反应，形成树脂材料。
2、开环聚合法：这是一种相对简单的合成方法，通过开环反应，将環氧基团或苯乙烯等不饱和脂肪膴剂加入反应中，从而获得不饱和聚酯树脂。
3、聚加成型法：这是一种不饱和聚酯树脂的新型合成方法，将加成型单体引入聚酯链中，使多级反应发生，产生不饱和聚酯树脂。
三、不饱和聚酯树脂的应用不饱和聚酯树脂的应用非常广泛，常见的应用有：1、风电叶片制造：不饱和聚酯树脂是风电叶片的重要材料之一，可以制成强度高、耐风吹雨打的叶片。
2、汽车制造：不饱和聚酯树脂被广泛应用于汽车外壳的制造，使汽车在强度、硬度和安全性能等方面得到充分保障。
3、化工设备制造：不饱和聚酯树脂具有耐腐蚀的特性，因此在化工设备制造中，作为一种优秀的耐腐材料，被广泛地应用。
4、水上运动设备制造：作为一种轻质、坚固且具有高硬度的材料，不饱和聚酯树脂被广泛地应用于水上设施和运动器材制造领域。
对不饱和聚酯树脂改性的认识及研究进展分析发表时间：2019-07-18T11:17:53.777Z 来源：《科技尚品》2018年第11期作者：金超[导读] 近年来，随着我国科技等快速发展，人们对对不饱和聚酯树脂也越来越关注。
不饱和聚酯树脂由于价格低、力学性能强、工艺性好等优势，得到了广泛的应用，特别是在电子领域。
在实际的应用中发现不饱和聚酯树脂的韧性、强度还存在缺陷，进而导致不饱和聚酯树脂的应用范围无法得到扩展，只有提升不饱和聚酯树脂的性能，才能够推动不饱和聚酯树脂得到更好的发展。
身份证号：32048119850730****引言不饱和聚酯树脂(UPR)是由饱和二元醇与不饱和(可有部分饱和)二元酸(或酸酐)缩聚而成的聚合物，它具有典型的酯键和不饱和双键的特性。
由于树脂分子链中含有不饱和双键，因此可以与含双键的单体，如苯乙烯、甲基苯乙烯等发生共聚反应生成三维立体结构，形成不溶不熔的热固性塑料。
它是热固性树脂中用量最大的树脂品种，也是玻璃纤维增强材料(FRP)制品生产中用得最多的基体树脂，在工业、农业、交通、建筑以及国防工业方面得到广泛的应用。
UPR因具有优良特性，故在多个工业领域或部门得到广泛应用，但其存在韧性差，强度不高，易燃烧，收缩率大等不足，使其在某些方面的应用受到限制。
为扩大UPR应用范围，特别是为了满足一些特殊领域的要求，需要对UPR进行改性，以提高UPR的应用性能。
本文综述了UPR在降低固化收缩率、提高阻燃性、耐热性、增强增韧、耐介质、气干性等方面的最新研究进展。
1收缩机理研究指出，产生UPR固化体积收缩主要有3方面的原因，其一是不饱和聚酯树脂固化过程中发生交联反应，不饱和双键反应生成饱和单键，交联点上由分子间距离变为键长距离，由此发生的化学反应使占有体积减少。
其二是在固化过程中，不饱和聚酯分子链由黏流态的无序分布逐渐转化成有序程度较高的分布，分子排列紧密从而"自由体积"减校其三是由于固化温度的变化引起的热收缩。
不饱和聚酯研究报告不饱和聚酯，是一种具有重要应用价值的聚合物材料。
它具有优异的机械性能、耐候性、耐化学性以及电气绝缘性能，被广泛应用于航空、汽车、建筑、电子、船舶等领域。
本文主要介绍不饱和聚酯的合成、性质以及应用，并探讨其未来的研究方向。
一、不饱和聚酯的合成方法不饱和聚酯通常通过酯化反应合成。
首先选择合适的醇和酸进行酯化反应，然后加入适量的交联剂进行交联。
一般选择聚乙二醇、己二酸和异氰酸酯作为醇和酸的反应物，加入过氧化氢或钴盐作为引发剂，通过引发剂引发聚合反应，最终形成不饱和聚酯。
合成的过程中，需控制反应温度、反应时间和反应物比例，以确保不饱和聚酯的质量和性能。
二、不饱和聚酯的性质1.优异的机械性能：不饱和聚酯具有较高的强度、刚度和韧性，能够承受较大的载荷，具有良好的抗冲击性和耐磨损性。
2.良好的耐候性：不饱和聚酯能够在不同环境下保持稳定的性能，不易受到紫外线、氧化、高温等因素的影响，具有优异的耐老化性能。
3.良好的耐化学性：不饱和聚酯能够耐受多种化学物质的侵蚀和腐蚀，包括酸、碱、有机溶剂等，具有良好的化学稳定性。
4.优秀的电气绝缘性能：不饱和聚酯具有良好的电绝缘性能，可以有效地隔离电流，防止电导和电磁干扰。
三、不饱和聚酯的应用1.航空航天领域：不饱和聚酯可以制备轻质、高强度的复合材料，用于制造飞机机身、翼面、螺旋桨等部件，具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好的优点。
2.汽车工业：不饱和聚酯可以制备车身、车顶、前保险杠等部件，具有良好的抗冲击性和耐候性，提高了汽车的安全性和耐久性。
3.建筑领域：不饱和聚酯可以制备耐候性好、耐火性能优异的建筑材料，如屋顶瓦片、板材等，具有良好的阻燃性和隔热性。
4.电子工业：不饱和聚酯可以制备电子零件、绝缘材料等，用于电子设备的绝缘和封装，具有优异的电绝缘性能和稳定性。
四、不饱和聚酯的未来研究方向1.提高合成方法的效率和环境友好性，减少副产物的产生和废物的排放。
2.开发新型交联剂，提高不饱和聚酯的交联度和力学性能。
【收稿日期】2005-12-13;【修回日期】2006-02-15【作者简介】陈剑南(1976—),女,硕士生,研究方向为复合材料。
低收缩型不饱和聚酯树脂的研究进展陈剑楠,李 玲(中北大学,山西太原030051) 摘 要:综述了目前不饱和聚酯树脂低收缩性的研究进展,探讨了包括聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚氨酯和嵌段共聚等在内的添加低收缩添加剂和改变原料或工艺对收缩率的影响。
论述了新型低收缩不饱和聚酯的合成和工艺方法等。
参考文献13篇。
关键词:不饱和聚酯树脂;低收缩添加剂;收缩率中图分类号:TQ323142 文献标识码:A 文章编号:1002-7432(2006)03-0035-03R esearch advances in unsaturated polyester resin with low shrinkageCHEN Jian -nan ,L I Ling(N orth U niversity of Chi na ,Taiyuan 030051,Chi na )Abstract :Research advances in unsaturated polyester resin with low shrinkage were reviewed in this paper ,and the effect of low shrinkage additive including polyvinyl acetate ,polystyrene ,polyurethane and some block copolymers ,thermoplastic polymer and inorganic additives and the change of material or technology on its shrinkage were discussed and novel kind of unsaturated polyester blends with low shrinkage was also introduced with 13refs.K ey w ords :unsaturated polyester resin ;low shrinkage additive ;shrinkage rate 0 引 言不饱和聚酯树脂(U PR )价格较低,固化后树脂综合性能良好,但一般有7%～8%的固化收缩率,给制品的尺寸稳定性带来一定的影响,尤其是制作模具、板材、聚合物混凝土及整体成型时,容易引起制品收缩变形、翘曲,形状复杂、厚度不均的制品,还会出现脱模困难等,这一缺陷在一定程度上限制了它的应用。
至于收缩的原因,有理论认为,U PR 的交联是许多单元集结的成核过程,反应开始时,每个单元的U PR 向其中心收缩,当表面至聚合物中心所有应力逐步消除时,聚合物产生收缩现象。
因此,降低收缩率可以通过添加低收缩剂(对于BMC 或SMC 称低轮廓剂)消除应力实现或合成新型低收缩U PR 。
本文主要围绕这2个方面对低收缩U PR 的研究情况作一概述。
1 低收缩添加剂低轮廓收缩剂(L PA )主要是一些热塑性聚合物如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯、热塑性聚氨酯和聚酯等,添加低收缩剂降低收缩是目前常用的一种方法。
对低收缩现象的解释有许多,典型苯乙烯/不饱和聚酯/低收缩添加剂体系的一般低收缩机制的历程如下[1]:第1步:搁置阶段—在室温下,搁置期间或反应前,低收缩树脂可能是单相体系,也可能是分散的两相体系。
第2步:加热阶段—模塑期间,随着温度的升高体系的可混性增大,当温度高于相应的混浊温度时,体系可溶、透明。
第3步:相分离阶段—发生反应时,在体系中形成高度交联的高分子质量凝胶微粒,降低了整个体系的可混性。
当体系达到相应的动态混浊点时,发生相分离。
第4步:宏观凝胶化阶段—当微凝胶或微粒的浓度达到一定时,经过微粒或微粒凝胶的交联作用・53・ 第21卷第3期Vol 121 No 13 2006年5月May 2006热固性树脂Thermosetting R esin开始建立大网络结构。
第5步:微孔形成阶段—在反应进行到接近最大反应速度时,U P相中会快速反应产生强大的收缩应力。
应力通过界面进入L PA相,之后在L PA 相形成微孔。
形成的微孔可消除收缩应力,并补偿部分由树脂收缩产生的体积变化。
从这个过程可以看出,两相结构以及微孔的形成是收缩补偿的主要因素。
以下简要叙述几种比较典型的L PA降低收缩率的研究实例。
111 酯类和聚苯乙烯类孙志杰、薛忠民等人[2]针对U PR脆性和收缩率大,加入聚醋酸乙烯酯类的L PA4016和聚苯乙烯类的L PA7310进行改性。
2种体系低收缩控制机理不同,L PA4016主要通过在L PA颗粒相周围形成许多均匀分散的空隙来抵消树脂的固化收缩;而L PA7310则主要是通过自身充分膨胀抵消树脂的固化收缩。
结果表明,随着L PA4016含量的增加,体积收缩率和冲击强度都先减小后增大,添加量415%时体积收缩率最小,为原来的62%。
固化温度对二者有较大影响,在30℃、55℃、82℃3种情况下,55℃时性能最好。
随L PA7310的加入,收缩率会持续降低,冲击性能也有不同程度的降低,以30℃的综合性能最好。
2类L PA的加入都部分破坏了U PR的连续性,因而会降低U PR 的拉伸强度。
因聚苯乙烯(STP)与不饱和聚酯(U P)相容性差,导致STP/U P体系不稳定而分层,影响使用。
鄢南邦等[3]合成了1种以苯乙烯为主链、聚酯为支链的梳状接枝共聚物作为低收缩剂的分散剂。
通过确定各组分最佳组成及成型温度可实现固化体积收缩率由低收缩变为零收缩甚至负收缩。
但由于U P 体系中STP的抗收缩作用而引起固化物内部产生了孔隙和细裂纹,使得机械强度降低。
目前可用在机械强度要求不高而需收缩率低的领域。
针对多数研究或侧重于增韧或侧重于降收缩,没有考虑将二者结合起来。
杨睿等[4,5]将增韧和降收缩结合起来,合成了丙烯酸酯类液体聚合物作为添加剂,获得了同时增韧和收缩率降低的不饱和聚酯树脂。
研究表明,合成的LPA使UPR断裂韧性提高了415倍,体积收缩率降低了近80%,且综合性能远好于商品降收缩剂H870。
通过SEM分析发现,微观结构与增韧及降收缩效果之间有一定的关系: LPA与UPR有很好的相容性时,分相效果差,外观透明,分散相颗粒小而少;相容性较差时,虽然固化前相容,但在UPR未到达凝胶时LPA就会析出,而且会迁移到体系的表面,导致最终固化物表面发黏,二者增韧和降收缩效果都不好。
这就要求添加剂与UPR相容性不能太好也不能太差,能在固化物中形成粒径分布适中的分散第2相。
但是,由于添加剂是低分子质量的柔性液体聚合物,客观上起增塑作用,使得固化物的拉伸性能下降了25%～35%,热变形温度下降了19℃左右。
112 聚氨酯葛曷一等[6]合成了数均摩尔质量为2000～13000g/mol的活性端基聚氨酯弹性体MAPU与U PR共聚合。
从共混物的SEM照片可以看出:固化前,二者相容性好,未发生分层现象;随着固化进行,先是MAPU分子开始聚集成核,然后MA2 PU分子链扩散凝集,使核扩大形成橡胶粒子,粒子中心可能包裹有少量U PR,最终形成“海岛”结构,实现相分离。
性能测试发现MAPU良好的粒径分布可以大幅度提高U PR冲击性能,冲击强度可提高55%以上,收缩率可降低70%多。
不过,弯曲强度以及马丁耐热温度下降,保持率约60%。
以上几种L PA降收缩效果显著,但大多由于L PA粒子会对U PR固化交联的连续性有破坏作用,热塑性弹性体本身强度较低,且分相结构界面处可能产生裂纹和空隙等缺陷,会使得U PR的力学性能降低。
113 组合型组合型L PA的代表有嵌段型的醋酸-苯乙烯聚合物、接枝型的芯壳聚合物等,它们在内着色、低收缩、力学强度等方面具有良好的综合性能。
段华军等[7]自制了组合型L PA,当树脂中加入20%的该类低收缩添加剂时,树脂的固化收缩率为211%,弯曲强度保持率可达88%,弯曲模量没有明显变化。
利用SEM对加有低收缩添加剂的树脂固化试件的断面形貌进行表征,可以明显看出,纯U PR固化体系为均相结构,而加有L PA的U PR固化体系中存在大量孔穴。
这是因为聚合反应形成的热量使处于相分离状态的L PA膨胀,抵消了聚酯因固化交联引起的收缩,随着体系温度的下降,L PA和已固化的聚酯同时收缩。
由于已固化聚酯的收缩速率比L PA小得多,从而在两者界面处分离形成孔穴。
以上学者多认为树脂固化收缩与残余应力之间有着密切的联系,但大多是理论上定性的说明。
夏・63・热固性树脂第21卷 雨等[8]利用自制的测试固化应力的仪器,测试研究了在凝胶点后的树脂固化时一维固化收缩应力的产生过程,收缩与应力间的定量关系进行了初步研究。
分析试验结果,认为收缩与固化应力的形成是非线性的,凝胶前的体积变化对应力的形成没有影响,一段时间后拉伸应力减小,在L PA含量和固化温度较高时,固化后期的膨胀甚至导致压缩应力的产生,进一步验证了加入L PA可降低收缩甚至实现零收缩。
从以上的研究现状可以看出,在结构中既实现相分离和形成微孔以增韧和降收缩,又不破坏甚至是加强U PR的固化交联网,以提高其他力学性能是目前的主要难点。
除了热塑性聚合物,还可以用无机填料如氢氧化铝粉和超细煅烧高岭土来降低收缩率[9]。
研究表明,超细高岭土对降收缩有更为明显的效果,采用硅烷偶联剂对高岭土进行处理后填充使用,因为粒子本身脆性、刚性大,拉伸强度可比空白对比试样提高5%,弯曲强度提高20%,冲击强度略有下降,而收缩率可降至117%。
最佳配比为:m (191#聚酯)∶m(超细高岭土)=3∶1。
采用低收缩添加剂对现有不饱和聚酯树脂进行改性,在降低固化收缩率方面有一定的效果,不过不能得到透明制品,而且大多数力学性能有所下降。
因而合成新型低固化收缩率不饱和聚酯树脂也成为1个重要的发展方向。
2 新型低固化收缩率不饱和聚酯树脂的合成211 引入环戊二烯曾黎明[10]在邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、丙二醇等共聚合单体以外,加入了环戊二烯,合成了1种低固化收缩率的不饱和聚酯树脂。
该树脂比较通用不饱和聚酯树脂冲击强度、硬度有所提高,拉伸强度降低30%以上,但透光性高于90%,收缩率低于3%,是1种具有良好使用价值的树脂。
212 改善加工工艺EB84低收缩不饱和树脂系黄棕色黏性液体,属二甲苯型不饱和聚酯树脂。
由于结构中引进了分子质量较大的二元醇-二甲苯甲醛树脂,代替常用的小分子二元醇,使这类不饱和聚酯树脂结构中含有较多的苯环结构,降低了酯基的密度,因而可以提高树脂的耐热性及耐化学介质腐蚀性,并且价格远低于国内其他耐腐蚀树脂,比通用型聚酯只高了约20%～40%。
