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文檔簡介
1、不飽和聚酯樹脂的防腐性能原理【中國油漆網(wǎng)】20132013 年 9 9 月 7 7 日訊:目前耐腐蝕玻璃鋼的應(yīng)用在我國玻璃鋼工業(yè)應(yīng)用中居首位。以不飽和聚酯樹脂為樹脂基體的玻璃鋼其腐蝕機(jī)理可.【中國油漆網(wǎng)】20132013 年 9 9 月 7 7 日訊:目前耐腐蝕玻璃鋼的應(yīng)用在我國玻璃鋼工業(yè)應(yīng)用中居首位。以不飽和聚酯笆近為樹脂基體的玻璃鋼其腐蝕機(jī)理可分為物理腐蝕和化學(xué)腐蝕。物理腐蝕主要是因?yàn)椴伙柡途埘渲肿又械牧u基、竣基等極性基團(tuán)與極性分子之間的相互吸引而發(fā)生材料的溶脹;而化學(xué)腐蝕則是指高分子鏈發(fā)生斷裂與破壞。在不飽和聚酯樹脂分子中,其耐腐蝕性能取決于聚酯的結(jié)構(gòu)、酯基濃度、雙鍵含量及位置等因素
2、,而其中酯基濃度是最主要的因素,其極易受到水、酸、堿等介質(zhì)的侵蝕發(fā)生水解、皂化,從而破壞大分子的結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同腐蝕機(jī)理可以通過降低酯鍵的密度、封閉聚酯鍵端的竣端基,引入難水解的結(jié)構(gòu)單元等方法來提高不飽和聚酯樹脂的耐腐蝕性。不飽和聚酯在室溫下是一種粘流體或固體,易燃,難溶于水,而在適當(dāng)加熱情況下,可熔融或使粘度降低,它的相對(duì)分子質(zhì)量大多在 1000-3000 范圍內(nèi),沒有明顯的熔點(diǎn),它能溶于與單體具有相同結(jié)構(gòu)的有機(jī)溶劑中。二|不飽和聚酯分子結(jié)構(gòu)中含有不飽和的雙鍵而具有雙鍵的特性在高溫下,會(huì)發(fā)生雙鍵打開、相互交聯(lián)而自聚;通過雙鍵的加成反應(yīng),而與其它烯類單體發(fā)生共聚;在一定條件下,雙鍵還易被氧化,致
3、使聚酯質(zhì)量劣化。聚酯中的酯鍵易被酸、堿水解而破壞其應(yīng)有的物理、化學(xué)性能,聚酯本身發(fā)生降解。不飽和聚酯與交聯(lián)劑(稀釋劑)混和而成不飽和聚酯樹脂,它有如下特點(diǎn):物理性質(zhì):不飽合聚脂樹脂的相對(duì)密度在 1.111.20 左右,固化時(shí)體積收縮率較大,固化樹脂的一些物理性質(zhì)如下。(1)耐熱性:絕大多數(shù)不飽合樹脂的熱變形溫度都在 50-60 度間,一些耐熱性較好的樹脂則可達(dá)到 120度,線熱膨脹系數(shù)為(130150)*0.0000006 度力學(xué)性能。不飽合聚脂樹脂具有較高的拉伸、彎曲。壓縮等強(qiáng)度。(2)耐化學(xué)腐蝕性能。不飽合聚脂樹脂耐水、稀酸、稀堿的性能較好,耐有機(jī)溶劑的性能差,同時(shí),樹脂的耐化學(xué)腐蝕性能隨
4、其化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何形狀的不同,可以有很大的差異。(3)介電性能。不飽合聚脂樹脂的耐熱性能良好。二|化學(xué)性質(zhì):不飽合聚脂樹脂具有多功能團(tuán)的線型高份子化合物,在其骨架主鏈上具有聚脂鏈鍵和不飽和雙鍵,而在大分子鏈兩端各帶有竣基和羥基。(1)主鏈上的雙鍵可以和乙烯基單體發(fā)生共聚交聯(lián)發(fā)應(yīng),使不飽和聚脂樹脂從可溶??扇蹱顟B(tài)轉(zhuǎn)變成不溶、不溶狀態(tài)。(2)主鏈上的酯鍵可以發(fā)生水解反應(yīng),酸或堿可以加速該反應(yīng),使不飽合聚脂樹脂從可溶狀態(tài)變成不溶狀態(tài)。若與苯乙烯共聚交聯(lián)后,則可大大降低水解反應(yīng)的發(fā)生。在酸性介質(zhì)中,水解是可逆的,不完全的,所以,聚酯能耐酸性介質(zhì)的侵蝕,在堿性介質(zhì)中,由于形成了共振穩(wěn)定的竣酸根陰離子,水解
5、成為不可逆的,所以聚酯耐堿性較差。(3)樹脂處于這一狀態(tài)時(shí)并未交聯(lián),在合適的溶劑中仍可溶解,加熱時(shí)良好的流動(dòng)性。不飽和聚酯樹脂還有如下特性:1、工藝性能良好這是不飽和聚酯樹脂的一大優(yōu)點(diǎn)。在室溫下,可采用不同的固化系統(tǒng)固化成型,在常壓下成型,顏色淺,故可以制作淺色或多種彩色的制品,同時(shí)可采用多種措施來改善它的工藝性能。2 2、固化后的樹脂綜合性能好不飽和聚酯樹脂的力學(xué)性能介于環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂之間;電學(xué)性能、耐腐蝕性能、老化性能均有可貴之處,并有多種特殊樹脂以適應(yīng)不同用途的需要。3 3、原料來源廣,價(jià)格低廉不飽和聚酯樹脂所用原料要比環(huán)氧樹脂的原料便宜得多,但比酚醛樹脂的原料要貴一些。以上是不飽和
6、聚酯樹脂主要優(yōu)越之處,其不足之處有:A A)固化時(shí)體積收縮率大,因此在成型時(shí)要充分考慮到這一點(diǎn),否則制品質(zhì)量要受到影響。目前,在研制低收縮性聚酯樹脂方面已取得了進(jìn)展,主要是通過加入聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或鄰苯二甲酸二丙烯酯等熱塑性聚合物的方法來實(shí)現(xiàn)的。B B)耐熱性能比較差不飽和聚酯樹脂的耐熱性普遍較低,即使是一些耐熱性能好的牌號(hào),其熱變形溫度也僅僅在120c120c(建材253253廠生產(chǎn)的199#,199#,而絕大多數(shù)樹脂的熱變形溫度都在 60-70C 范圍內(nèi)C C)其成型時(shí)氣味(苯乙烯)和刺激性還比較大。不飽和聚酯樹脂國外近年研究進(jìn)展快速、新品層出不窮,比如:低收縮
7、性樹脂、耐腐蝕樹脂、強(qiáng)韌性樹脂、低吸水型不飽和聚酯樹脂、透明性不飽和聚酯樹脂、低游離苯乙烯殘量的不飽和聚酯樹脂、PET型不飽和聚酯樹脂、低揮發(fā)性樹脂、膠衣樹脂、發(fā)泡不飽和聚酯樹脂、玻璃鋼船艇專用樹脂、耐熱性 UPR 樹脂和光固化 UPR 樹脂。下面對(duì)五種不飽和聚酯樹脂的性能及應(yīng)用進(jìn)行的解析。其中包括低收縮性樹脂、耐腐蝕性樹脂、低吸水型不飽和聚酯樹脂、低揮發(fā)性樹脂、含水不飽和聚酯樹脂 WCUP。(一)低收縮性樹脂所謂低收縮性樹脂,采用熱塑性樹脂來降低和緩和 UPR 的固化收縮,已在 SMC制造中得到廣泛應(yīng)用。常用的低收縮劑有聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和苯二甲酸二烯丙酯聚合物等。目前國外除采用聚苯
8、乙烯及其共聚物外,還開發(fā)了聚己酸內(nèi)酯(LPS-60)、改性聚氨酯和醋酸纖維素丁酯等。日本油脂(株)化成品研究所研究了 UP 樹脂的新型低收縮添加劑(LPAS),這種新型含有彈性鏈段和可以與 UP 樹脂相容的鏈段,用于 UP 樹脂 SMC/BMC 的成型工藝中,使得制品表面光澤、收縮率低,且著色性能好。美國俄亥俄州立大學(xué)從膨脹學(xué)、形態(tài)學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué),研究了含有改性的熱塑性 LPAS添加劑可低溫固化 UP/ST/LPAS 體系,并在低溫固化體系中引入 Co-促進(jìn)劑 DVB,和第二單體三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT-MA),使得樹脂在固化過程中的收縮得到更好的控制。加拿大以熱塑性 PVAC 為低收
9、縮劑 LPAS 加入到 UP 樹脂中,同樣很好地解決了收縮問題。 日本昭和高聚物公司通過添加低收縮劑固體, 可使不飽和聚酯組成物的粘接強(qiáng)度達(dá) 2.45MPa,線性收縮系數(shù)降至 0.32%。日本孟山都工業(yè)化學(xué)公司使用聚醋酸乙烯(DenkaASRM4)作為低收縮添加劑,研制出收縮率僅為 0.096%的模塑料。(二)耐腐蝕性樹脂耐腐蝕性樹脂有雙酚 A 型不飽和聚酯、問苯二甲酸型樹脂和松香改性不飽和聚酯等。據(jù)悉,日本宇部公司開發(fā)的 8250 乙烯酯樹脂,不但耐腐蝕性好,而且貯存期可達(dá)到 14 個(gè)月。日本利用問苯型、雙酚 A 型或乙烯基酯型不飽和聚酯樹脂分別制成耐 25%NaCl 水溶液的玻璃纖維復(fù)合材
10、料。強(qiáng)韌性樹脂日益受到重視,目前國外主要采用加入飽和樹脂的方法來提高韌性。如添加飽和聚酯、丁苯橡膠和端竣基丁睛橡膠等。美國阿莫科化學(xué)公司采用末端含羥基的不飽和聚酯與二異氟酸酯反應(yīng)制成的樹脂,其韌性可提高 23 倍,商品牌號(hào)為 Xycon。日本昭和高分子公司開發(fā)的 SD 樹脂韌性好,可廣泛用于制造人造大理石。巴西將柔性聚硅氧烷鏈段(APTS)通過接枝共聚,對(duì)含甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)的不飽和聚酯樹脂進(jìn)行改性,得到?jīng)_擊強(qiáng)度高的樹脂和玻璃纖維增強(qiáng)樹脂。波蘭大學(xué)發(fā)現(xiàn)隨 TDI 含量增加,TDI 改性的不飽和聚酯樹脂的黏度提高,當(dāng) TDI 質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到 3%時(shí),樹脂具有良好的觸變性。樹脂中加入 4
11、,4-二馬來酰亞胺基二苯甲烷 (BM) 進(jìn)行改性時(shí), 改性后的樹脂的壓縮強(qiáng)度提高到 159MPa,玻璃化溫度為 184C、分解溫度提高到 280C,同時(shí)固化速度也相應(yīng)加快。(三)低吸水型不飽和聚酯樹脂關(guān)于低吸水型不飽和聚酯樹脂,德國制成 IR 輻射固化的不飽和聚酯樹脂,其在IR 輻射固化時(shí)復(fù)合材料的固化停留時(shí)間短,產(chǎn)品吸水率降低。透明性不飽和聚酯樹脂,則由日本花王公司研制出拉伸強(qiáng)度為 44.1MPa,透射率為 48%,且具有良好耐熱性的雙酚 A 型透明性不飽和聚酯樹脂人造大理石。而低游離苯乙烯殘量的不飽和聚酯樹脂,已由日本 NOF 聯(lián)合公司研制出具有良好防黃變型不飽和聚酯樹脂,其可用作 FRP
12、、SMC、BMC 樹脂,130c 固化后殘留苯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為 0.03%。PET 型不飽和聚酯樹脂成果較多,美國和埃及用 PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)的廢料醇解物合成了不飽和聚酯樹脂,通過調(diào)節(jié)反應(yīng)可以得到固化溫度為 7490C,固化時(shí)間僅為幾分鐘至 20 多分鐘之間可以任意選擇的不飽和聚酯樹脂。韓國合成了一系列由各種醇解物得到的不飽和聚酯樹脂,而且通過各種醇組成物來控制 PET 的醇解程度,控制 PET 型不飽和聚酯樹脂的凝膠時(shí)間和脆性,成功地用于 SMC和 BMC。發(fā)泡不飽和聚酯樹脂也躍入眼簾,不飽和聚酯樹脂作為基體的泡沫塑料,韌性、強(qiáng)度比發(fā)泡PS 好,加工比泡沫 PVC 容易,添加阻燃
13、劑等也可使其阻燃和耐老化,成本比泡沫聚氨酯塑料低。發(fā)泡不飽和聚酯樹脂的發(fā)泡主要采用化學(xué)發(fā)泡劑。使用物理發(fā)泡劑的文獻(xiàn)不多。物理發(fā)泡劑主要是氟利昂但污染環(huán)境?;瘜W(xué)發(fā)泡劑主要有:異氟酸酯類、偶氮類、磺酰腫類、碳酸酯酎類。(四)低揮發(fā)性樹脂低揮發(fā)性樹脂與膠衣樹脂品種較多。低揮發(fā)性樹脂是目前國外正在開發(fā)的課題,一般要求是車間周圍空氣中苯乙烯含量必須低于 50ug/g。其方法是:加入表膜形成劑來降低苯乙烯揮發(fā);采用加入高沸點(diǎn)交聯(lián)劑來代替苯乙烯;采用以環(huán)戊二烯及其衍生物與 uPR 相結(jié)合,使低分子質(zhì)量化,從而達(dá)到降低使用苯乙烯的目的。國外 BYKChemie公司開發(fā)一種新型助劑 LPX-5500,可使苯乙烯
14、揮發(fā)量減少 7090%。膠衣樹脂是制作玻璃鋼制品膠衣層的專用樹脂。苯乙烯仍是當(dāng)前 UP 樹脂選用的最合適的單體。但是苯乙烯在室溫下的蒸汽壓較高,容易揮發(fā),尤其是在采用手糊或噴射成型工藝制作玻璃鋼制品的膠衣層,和背襯增強(qiáng)層的過程中更易揮發(fā)。當(dāng)其蒸氣濃度超過一定數(shù)量(50ug/g)時(shí)會(huì)刺激人的眼鼻黏膜引起頭昏、惡心等癥狀。因此研制開發(fā)低苯乙烯散發(fā)性膠衣樹脂,顯得非常必要并且具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。美國 Sartomer 技術(shù)公司研制了低 VOC 的含馬來酸酎單體的 UPR 組成物,并應(yīng)用于凝膠涂料、粘合劑、層壓樹脂或模塑樹脂。美國及德國研制了無(苯乙烯)單體的不飽和聚酯樹脂及其組成物,其可分別用于
15、開口澆鑄,凝膠涂料和電子工業(yè)之中。(五)含水不飽和聚酯樹脂 WCUP含水不飽和聚酯樹脂 WCUP 正在興起。 含水不飽和聚酯樹脂 WCUP 是上世紀(jì) 50 年代問世的以水做填料的新型樹脂。 該種樹脂除了具有顯著的低成本特點(diǎn)外, 還有諸多優(yōu)異的性能, 如固化時(shí)放熱量小、體積收縮小、阻燃和易加工成型等。其可用于人造木材、裝飾材料、泡沫制品、多孔材料、建筑材料、聚酯混凝土、浸潤劑和涂料等。1967 年 Horie 等人第 1 次報(bào)道用氫氧化鈉等堿性物質(zhì),制備穩(wěn)定的含水不飽和聚酯樹脂乳液,該方法被稱之為聚酯成鹽法。近年來用動(dòng)態(tài)學(xué)法研究多相/多組分聚合物體系在國際上引起極大的關(guān)注,Nguven-Thue
16、 等研究了動(dòng)態(tài)流變行為與形態(tài)結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系,其后這類研究已成為多項(xiàng)聚合體體系流變學(xué)研究的熱點(diǎn)。Kicko-walczak,Ewa 綜述了滿足歐盟要求的不飽和聚酯樹脂的最新進(jìn)展。與國際業(yè)界相比,我國不飽和聚酯樹脂業(yè)在近 10 多年來雖然發(fā)展較快,但與國外相比差距仍然較大,生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品質(zhì)量低,品種型號(hào)只有 500 個(gè)左右,原材料短缺,一些新原料質(zhì)量達(dá)不到要求,新品種技術(shù)開發(fā)投入不夠,科研院所與生產(chǎn)應(yīng)用單位協(xié)作有待進(jìn)一步加強(qiáng)。特別是眾多小廠、檢測手段差,產(chǎn)品質(zhì)量很難得到保證,目前這種低品位競爭給我國玻璃鋼產(chǎn)品市場帶來很多隱患,應(yīng)該引起有關(guān)方面足夠重視。一般是由不飽和二元酸二元醇或者飽和二元酸不飽
17、和二元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物。通常,聚酯化縮聚反應(yīng)是在 190220c 進(jìn)行,直至達(dá)到預(yù)期的酸彳1 1(或粘度),在聚酯化縮反應(yīng)結(jié)束后,趁熱加入一定量的乙烯基單體,配成粘稠的液體,這樣的聚合物溶液稱之為不飽和聚酯樹脂?;ぴ系囊环N,常用于物體表面加厚、固化,使用時(shí)如同刷油漆一般,層層加疊,固化過程釋放苯乙烯等有害氣體。不飽和聚酯樹脂是熱固性樹脂中最常用的一種, 它是由飽和二元酸、 不飽和二元酸和二元醇縮聚而成的線形聚合物,經(jīng)過交聯(lián)單體或活性溶劑稀釋形成的具有一定黏度的樹脂溶液,簡稱 UP。不飽和聚酯樹脂性能特點(diǎn):1 .工藝性能優(yōu)良。這是不飽和聚酯樹脂最大的優(yōu)點(diǎn)???/p>
18、以在室溫下固化,常壓下成型,工藝性能靈活,特別適合大型和現(xiàn)場制造玻璃鋼制品。2 .固化后樹脂綜合性能好。力學(xué)性能指標(biāo)略低于環(huán)氧樹脂,但優(yōu)于酚醛樹脂。耐腐蝕性,電性能和阻燃性可以通過選擇適當(dāng)牌號(hào)的樹脂來滿足要求,樹脂顏色淺,可以制成透明制品。3 .品種多,適應(yīng)廣泛,價(jià)格較低。4.缺點(diǎn)是固化時(shí)收縮率較大,貯存期限短,含苯乙烯,有刺激性氣體,長期接觸對(duì)身體健康不利。編輯本段不飽各聚酯樹脂的物理和化學(xué)性質(zhì)1、物理性質(zhì)不飽和聚酯樹脂的相對(duì)密度在 1.111.20 左右,固化時(shí)體積收縮率較大,固化樹脂的一些物理性質(zhì)如下:耐熱性。 絕大多數(shù)不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度都在 5060C,一些耐熱性好的樹脂則可達(dá)
19、 120C。紅熱膨脹系數(shù)”1 1為(130150)X10-6C。力學(xué)性能。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強(qiáng)度。耐化學(xué)腐蝕性能。不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀堿的性能較好,耐有機(jī)溶劑的性能差,同時(shí),樹脂的耐化學(xué)腐蝕性能隨其化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何開關(guān)的不同,可以有很大的差異。介電性能。不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。2、化學(xué)性質(zhì)不飽和聚酯是具有多功能團(tuán)的線型高分子化合物,在其骨架主鏈上具有聚酯鏈鍵和不飽和雙鍵,而在大分子鏈兩端各帶有竣基和羥基。主鏈上的雙鍵可以和乙烯基單體發(fā)生共聚交聯(lián)反應(yīng), 使不飽和聚酯樹脂從可溶、 可熔狀態(tài)轉(zhuǎn)變成不溶、不熔狀態(tài)。主鏈上的酯鍵可以發(fā)生水解反應(yīng),酸或堿可以加速該反應(yīng)。
20、若與苯乙烯共聚交聯(lián)后,則可以大大地降低水解反應(yīng)的發(fā)生。在酸性介質(zhì)中,水解是可逆的,不完全的,所以,聚酯能耐酸性介質(zhì)的侵蝕;在堿性介質(zhì)中,由于形成了共振穩(wěn)定的竣酸根陰離子,水解成為不可逆的,所以聚酯耐堿性較差。聚酯鏈末端上的竣基可以和堿土金屬氧化物或氫氧化物例如 MgO,CaO,Ca(OH)2等 反應(yīng), 使不飽和聚酯分子鏈擴(kuò)展, 最終有可能形成絡(luò)合物。 分子鏈擴(kuò)展可使起始粘度為 0.11.0Pas粘性液體狀樹脂,在短時(shí)間內(nèi)粘度劇增至 103Pa-s 以上,直至成為不能流動(dòng)的、不粘手的類似凝膠狀物。樹脂處于這一狀態(tài)時(shí)并未交聯(lián),在合適的溶劑中仍可溶解,加熱時(shí)有良好的流動(dòng)性編輯本段不飽和聚酯樹脂結(jié)構(gòu)與
21、性能的關(guān)系迄今,國內(nèi)外用作復(fù)合材料基體的不飽和聚酯(樹脂)基體基本上是鄰苯二甲酸型(簡稱鄰苯型)、間苯二甲酸型(簡稱間苯型)、雙酚 A 型和乙烯基酯型、鹵代不飽和聚酯樹脂等。1、鄰苯型不飽和聚酯和間苯型不飽和聚酯鄰苯二甲酸和間苯二甲酸互為異構(gòu)體, 由它們合成的不飽和聚酯分子鏈分別為鄰苯型和間苯型, 雖然它們的分子鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)相似,但間苯型不飽和聚酯和鄰苯型不飽和聚酯相比,具有下述一些特性:用間苯型二甲酸可以制得較高分子量的間苯二甲酸不飽和致辭酯,使固化制品有較好的力學(xué)性能、堅(jiān)韌性、耐熱性和耐腐蝕性能;間苯二甲酸聚酯的純度度,樹脂中不殘留有間苯二甲酸和低分子量間苯二甲酸酯雜質(zhì);間苯二甲酸聚酯分子鏈
22、上的酯鍵受到間苯二甲酸立體位阻效應(yīng)的保護(hù), 鄰苯二甲酸聚酯分子鏈上的酯鍵更易受到水和其它各種腐蝕介質(zhì)的侵襲,用間苯二甲酸聚酯樹脂制得的玻璃纖維增強(qiáng)塑料在 71c 飽和氯化鈉溶液中浸泡一年后仍具有相當(dāng)高的性能。2、雙酚 A 型不飽和聚酯雙酚 A 型不飽和聚酯與鄰苯型不飽和聚酸及間苯型不飽和聚酯大分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)相比,分子鏈中易被水解遭受破壞的酯鍵間的間距增大,從而降低了酯鍵密度;雙酚 A 不飽和聚酯與苯乙烯等交聯(lián)劑共聚固化后的空間效應(yīng)大, 對(duì)酯基起屏蔽保護(hù)作用, 阻礙了酯鍵的水解; 而在分子結(jié)構(gòu)中的新戊基, 連接著兩個(gè)苯環(huán), 保持了化學(xué)瓜的穩(wěn)定性, 所以這類樹脂有較好的耐酸、耐堿及耐水解性能。3
23、、 乙烯基樹脂乙烯基樹脂又稱為環(huán)氧丙烯酸樹脂,是 60 年代發(fā)展起來的一類新型樹脂,其特點(diǎn)是聚合物中具有端基不飽和雙鍵。乙烯基樹脂具有較好的綜合性能:由于不飽和雙鍵位于聚合物分子鏈的端部,雙鍵非常活潑,固化時(shí)不受空間障礙的影響,可在有機(jī)過氧化物引發(fā)下,通過相鄰分子鏈間進(jìn)行交聯(lián)固化,也可與單體苯乙烯其聚固化;樹脂鏈中的 R 基團(tuán)可以屏蔽酯鍵,提高酯鍵的耐化學(xué)性能和耐水解穩(wěn)定性;乙烯基樹脂中,每單位相對(duì)分子質(zhì)量中的酯鍵比普通不飽和聚酯中少 35%50%左右,這樣就提高了該樹脂在酸、堿溶液中的水解穩(wěn)定性;樹脂鏈上的仲羥基與玻璃纖維或其它纖維的浸潤性和粘結(jié)性從而提高復(fù)合材料的強(qiáng)度;環(huán)氧樹脂主鏈,它可以
24、賦與乙烯基樹脂韌性,分子主鏈中的醍鍵可使樹脂具有優(yōu)異的耐酸性。乙烯基樹脂的品種和性能,隨著所用原料的不同而有廣泛的變化,可按復(fù)合材料對(duì)樹脂性能的要求設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)。4、鹵代不飽和聚酯鹵代不飽和聚酯是指由氯茵酸酎(HET 酸酎)作為飽和二元酸(酎)合成得到的一種氯代不飽和聚酯。氯代不飽和聚酯樹脂一直是當(dāng)作具有優(yōu)良自熄性能的樹脂來使用的。但近年來研究表明氯代不飽和聚酯樹脂亦具有相當(dāng)好的耐腐蝕性能,它在上些介質(zhì)中耐腐蝕性能與雙酚 A 不飽和聚酯樹脂和乙烯基樹脂基本相當(dāng),而在某些例(例如濕氯)中的耐腐蝕性能則優(yōu)于乙烯基樹脂和雙酚 A 不飽和聚酯樹脂。熱濕氯在不飽和聚酯樹脂接觸后會(huì)發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生氯代的不飽
25、和聚酯樹脂或稱氯奶油。由雙酚 A 不飽和聚酯樹脂和乙烯基酯樹脂產(chǎn)生氯奶油性狀柔軟,濕氯可以通過該氯奶油層進(jìn)一步(腐蝕)滲透,但由氯代不飽和聚酯產(chǎn)生氯奶油性狀堅(jiān)硬,可以阻止?jié)衤鹊倪M(jìn)一步(腐蝕)滲透。編輯本段不飽和聚酯樹脂的固化機(jī)理不飽和聚酯樹脂的固化機(jī)理4.1從游離基聚合的化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度分析UPR 的固化屬于自由基共聚合反應(yīng)。固化反應(yīng)具有鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止、鏈轉(zhuǎn)移四個(gè)游離基反應(yīng)的特點(diǎn)。鏈引發(fā)一一從過氧化物引發(fā)劑分解形成游離基到這種游離基加到不飽和基團(tuán)上的過程。鏈增長一一單體不斷地加合到新產(chǎn)生的游離基上的過程。與鏈引發(fā)相比,鏈增長所需的活化能要低得多。鏈終止一一兩個(gè)游離基結(jié)合,終止了增長著的聚
26、合鏈。鏈轉(zhuǎn)移一一一個(gè)增長著的大的游離基能與其他分子,如溶劑分子或抑制劑發(fā)生作用,使原來的活性鏈消失成為穩(wěn)定的大分子,同時(shí)原來不活潑的分子變?yōu)橛坞x基。4.2 不飽和聚酯樹脂固化過程中分子結(jié)構(gòu)的變化UPR 的固化過程是 UPR 分子鏈中的不飽和雙鍵與交聯(lián)單體(通常為苯乙烯)的雙鍵發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng), 由線型長鏈分子形成三維立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過程。 在這一固化過程中, 存在三種可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),即1、苯乙烯與聚酯分子之間的反應(yīng);2、苯乙烯與苯乙烯之間的反應(yīng);3、聚酯分子與聚酯分子之間的反應(yīng)。對(duì)于這三種反應(yīng)的發(fā)生,已為各種實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。值得注意的是,在聚酯分子結(jié)構(gòu)中有反式雙鍵存在時(shí),易發(fā)生第三種反應(yīng),也就是
27、聚酯分子與聚酯分子之間的反應(yīng),這種反應(yīng)可以使分子之間結(jié)合的更緊密,因而可以提高樹脂的各項(xiàng)性能。4.3 不飽和樹脂固化過程的表觀特征變化不飽和聚酯樹脂的固化過程可分為三個(gè)階段,分別是:1、凝膠階段(A 階段):從加入固化劑、促進(jìn)劑以后算起,直到樹脂凝結(jié)成膠凍狀而失去流動(dòng)性的階段。該結(jié)段中,樹脂能熔融,并可溶于某些溶劑(如乙醇、丙酮等)中。這一階段大約需要幾分鐘至幾十分鐘。2、硬化階段(B 階段):從樹脂凝膠以后算起,直到變成具有足夠硬度,達(dá)到基本不粘手狀態(tài)的階段。該階段中,樹脂與某些溶劑(如乙醇、丙酮等)接觸時(shí)能溶脹但不能溶解,加熱時(shí)可以軟化但不能完全熔化。這一階段大約需要幾十分鐘至幾小時(shí)。3、熟化階段(C 階段):在室溫下放置,從硬化以后算起,達(dá)到制品要求硬度,具有穩(wěn)定的物理與化學(xué)性能可供使用的階段。該階段中,樹脂既不溶解也不熔融。我們通常所指的后期固化就是指這個(gè)階段。這個(gè)結(jié)段通常是一個(gè)很漫長的過程。通常需要幾天或幾星期甚至更長的時(shí)間。4.4 影響樹脂固化程度的因素不飽和聚酯樹脂的固化是線性大分子通過交聯(lián)劑的作用,形成體型立體網(wǎng)絡(luò)過程,但是固化過程并不能消耗樹脂中全部活性雙鍵而達(dá)到 100%的固化度。也就是說樹脂的固化度很難達(dá)到完全。 其原因在于固化反應(yīng)的后期, 體系粘度急劇增加而使分了擴(kuò)散受到阻礙的緣故。一般只能根據(jù)材料性能趨于穩(wěn)定時(shí),便認(rèn)為是固化完全了。樹脂
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