A. 不飽和聚酯樹脂化學式
不飽和聚酯樹脂,一般是由不飽和二元酸二元醇或者飽和二元酸不飽和二元醇縮聚而成專的具有酯鍵和不飽屬和雙鍵的線型高分子化合物。通常,聚酯化縮聚反應是在190~220℃進行,直至達到預期的酸值(或粘度),在聚酯化縮反應結束後,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。
這怎麼可能有化學式?
B. 191不飽和聚酯樹脂性質
不飽和聚酯樹脂的相對密度在1.11~1.20左右,固化時體積收縮率較大,固化專樹脂的一些物理性質如下屬: ⑴耐熱性。絕大多數不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度都在50~60℃,一些耐熱性好的樹脂則可達120℃。紅熱膨脹系數α1為(130~150)×10-6℃。 ⑵力學性能。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強度。 ⑶耐化學腐蝕性能。不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀鹼的性能較好,耐有機溶劑的性能差,同時,樹脂的耐化學腐蝕性能隨其化學結構和幾何開關的不同,可以有很大的差異。
C. 不飽和聚酯樹脂的特點和缺點是什麼
不飽和聚酯樹脂特點:
一種熱固性樹脂,當其在熱或引發劑的作用下,可固化成為一種回不溶不融的高答分子網狀聚合物。
用途,除了混合填料等作為澆鑄製品使用外,還跟玻纖等浸潤固化後成為一種復合材料,俗稱「玻璃鋼」
玻璃鋼就有許多顯著的優點:
質量輕,強度高,價格低廉,制備工藝多種多樣,可制備許多金屬材料不能實現的異型件
缺點:模量低,即剛性不夠,
耐老化相比工程塑料或金屬差
有收縮性,時間久了,製品會有變形
最初階段固化不夠完全,製品有氣味的時間長
D. 不飽和聚酯樹脂的主要成分是什麼
主要成分:不飽和聚酯樹脂,按化學結構可分為順酐型、丙烯酸型、丙烯酸環專氧酯型聚酯樹脂屬。
輔助材料:交聯劑、引發劑和促進劑
交聯劑:烯類單體,既是溶劑,又是交聯劑。能溶解不飽和聚酯樹脂,使其雙鍵間發生共聚合反應,得到體型產物,以改善固化後樹脂的性能。常用的交聯劑:苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、鄰苯二甲酸二丙烯酯、乙烯基甲苯等。
引發劑:一般為有機過氧化物,在一定的溫度下分解形成游離基,從而引發不飽和聚酯樹脂的固化。常用的引發劑:過氧化二異丙苯
[C6H5C(CH3)2]2O2、過氧化二苯甲醯(C6H5CO)2O2。
促進劑:把引發劑的分解溫度降到室溫以下。
E. 不飽和聚酯樹脂
一般是由不飽和二元酸二元醇或者飽和二元酸不飽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,聚酯化縮聚反應是在190~220℃進行,直至達到預期的酸值(或粘度),在聚酯化縮反應結束後,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。
化工原料的一種,常用於物體表面加厚、固化,使用時如同刷油漆一般,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,經過交聯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:
1.工藝性能優良。這是不飽和聚酯樹脂最大的優點。可以在室溫下固化,常壓下成型,工藝性能靈活,特別適合大型和現場製造玻璃鋼製品。
2.固化後樹脂綜合性能好。力學性能指標略低於環氧樹脂,但優於酚醛樹脂。耐腐蝕性,電性能和阻燃性可以通過選擇適當牌號的樹脂來滿足要求,樹脂顏色淺,可以製成透明製品。
3.品種多,適應廣泛,價格較低。
4.缺點是固化時收縮率較大,貯存期限短,含苯乙烯,有刺激性氣體,長期接觸對身體健康不利。
[編輯本段]不飽各聚酯樹脂的物理和化學性質
1、物理性質 不飽和聚酯樹脂的相對密度在1.11~1.20左右,固化時體積收縮率較大,固化樹脂的一些物理性質如下:
⑴耐熱性。絕大多數不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度都在50~60℃,一些耐熱性好的樹脂則可達120℃。紅熱膨脹系數α1為(130~150)×10-6℃。
⑵力學性能。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強度。
⑶耐化學腐蝕性能。不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀鹼的性能較好,耐有機溶劑的性能差,同時,樹脂的耐化學腐蝕性能隨其化學結構和幾何開關的不同,可以有很大的差異。
⑷介電性能。不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。
2、化學性質 不飽和聚酯是具有多功能團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羧基和羥基。
主鏈上的雙鍵可以和乙烯基單體發生共聚交聯反應,使不飽和聚酯樹脂從可溶、可熔狀態轉變成不溶、不熔狀態。
主鏈上的酯鍵可以發生水解反應,酸或鹼可以加速該反應。若與苯乙烯共聚交聯後,則可以大大地降低水解反應的發生。
在酸性介質中,水解是可逆的,不完全的,所以,聚酯能耐酸性介質的侵蝕;在鹼性介質中,由於形成了共振穩定的羧酸根陰離子,水解成為不可逆的,所以聚酯耐鹼性較差。
聚酯鏈末端上的羧基可以和鹼土金屬氧化物或氫氧化物[例如MgO,CaO,Ca(OH)2等]反應,使不飽和聚酯分子鏈擴展,最終有可能形成絡合物。分子鏈擴展可使起始粘度為0.1~1.0Pa·s粘性液體狀樹脂,在短時間內粘度劇增至103Pa·s以上,直至成為不能流動的、不粘手的類似凝膠狀物。樹脂處於這一狀態時並未交聯,在合適的溶劑中仍可溶解,加熱時有良好的流動性
[編輯本段]不飽和聚酯樹脂結構與性能的關系
迄今,國內外用作復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結構相似,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:①用間苯型二甲酸可以製得較高分子量的間苯二甲酸不飽和致辭酯,使固化製品有較好的力學性能、堅韌性、耐熱性和耐腐蝕性能;②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;③間苯二甲酸聚酯分子鏈上的酯鍵受到間苯二甲酸立體位阻效應的保護,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的侵襲,用間苯二甲酸聚酯樹脂製得的玻璃纖維增強塑料在71℃飽和氯化鈉溶液中浸泡一年後仍具有相當高的性能。
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結構相比,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劑共聚固化後的空間效應大,對酯基起屏蔽保護作用,阻礙了酯鍵的水解;而在分子結構中的新戊基,連接著兩個苯環,保持了化學瓜的穩定性,所以這類樹脂有較好的耐酸、耐鹼及耐水解性能。
3、 乙烯基樹脂
乙烯基樹脂又稱為環氧丙烯酸樹脂,是60年代發展起來的一類新型樹脂,其特點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:①由於不飽和雙鍵位於聚合物分子鏈的端部,雙鍵非常活潑,固化時不受空間障礙的影響,可在有機過氧化物引發下,通過相鄰分子鏈間進行交聯固化,也可與單體苯乙烯其聚固化;②樹脂鏈中的R基團可以屏蔽酯鍵,提高酯鍵的耐化學性能和耐水解穩定性;③乙烯基樹脂中,每單位相對分子質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、鹼溶液中的水解穩定性;④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性從而提高復合材料的強度;⑤環氧樹脂主鏈,它可以賦與乙烯基樹脂韌性,分子主鏈中的醚鍵可使樹脂具有優異的耐酸性。
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,可按復合材料對樹脂性能的要求設計分子結構。
4、 鹵代不飽和聚酯
鹵代不飽和聚酯是指由氯茵酸酐(HET酸酐)作為飽和二元酸(酐)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作具有優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好的耐腐蝕性能,它在上些介質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,而在某些例(例如濕氯)中的耐腐蝕性能則優於乙烯基樹脂和雙酚A不飽和聚酯樹脂。
熱濕氯在不飽和聚酯樹脂接觸後會發生反應而產生氯代的不飽和聚酯樹脂或稱"氯奶油"。由雙酚A不飽和聚酯 樹脂和乙烯基酯樹脂產生"氯奶油"性狀柔軟,濕氯可以通過該"氯奶油"層進一步(腐蝕)滲透,但由氯代不飽和聚酯產生"氯奶油"性狀堅硬,可以阻止濕氯的進一步(腐蝕)滲透。
[編輯本段]不飽和聚酯樹脂的固化機理
不飽和聚酯樹脂的固化機理
1.1 從游離基聚合的化學動力學角度分析
UPR的固化屬於自由基共聚合反應。固化反應具有鏈引發、鏈增長、鏈終止、鏈轉移四個游離基反應的特點。
鏈引發——從過氧化物引發劑分解形成游離基到這種游離基加到不飽和基團上的過程。
鏈增長——單體不斷地加合到新產生的游離基上的過程。與鏈引發相比,鏈增長所需的活化能要低得多。
鏈終止——兩個游離基結合,終止了增長著的聚合鏈。
鏈轉移——一個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生作用,使原來的活性鏈消失成為穩定的大分子,同時原來不活潑的分子變為游離基。
1.2 不飽和聚酯樹脂固化過程中分子結構的變化
UPR的固化過程是UPR分子鏈中的不飽和雙鍵與交聯單體(通常為苯乙烯)的雙鍵發生交聯聚合反應,由線型長鏈分子形成三維立體網路結構的過程。在這一固化過程中,存在三種可能發生的化學反應,即
1、苯乙烯與聚酯分子之間的反應;
2、苯乙烯與苯乙烯之間的反應;
3、聚酯分子與聚酯分子之間的反應。
對於這三種反應的發生,已為各種實驗所證實。
值得注意的是,在聚酯分子結構中有反式雙鍵存在時,易發生第三種反應,也就是聚酯分子與聚酯分子之間的反應,這種反應可以使分子之間結合的更緊密,因而可以提高樹脂的各項性能。
1.3 不飽和樹脂固化過程的表觀特徵變化
不飽和聚酯樹脂的固化過程可分為三個階段,分別是:
1、凝膠階段(A階段):從加入固化劑、促進劑以後算起,直到樹脂凝結成膠凍狀而失去流動性的階段。該結段中,樹脂能熔融,並可溶於某些溶劑(如乙醇、丙酮等)中。這一階段大約需要幾分鍾至幾十分鍾。
2、硬化階段(B階段):從樹脂凝膠以後算起,直到變成具有足夠硬度,達到基本不粘手狀態的階段。該階段中,樹脂與某些溶劑(如乙醇、丙酮等)接觸時能溶脹但不能溶解,加熱時可以軟化但不能完全熔化。這一階段大約需要幾十分鍾至幾小時。
3、熟化階段(C階段):在室溫下放置,從硬化以後算起,達到製品要求硬度,具有穩定的物理與化學性能可供使用的階段。該階段中,樹脂既不溶解也不熔融。我們通常所指的後期固化就是指這個階段。這個結段通常是一個很漫長的過程。通常需要幾天或幾星期甚至更長的時間。
1.4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劑的作用,形成體型立體網路過程,但是固化過程並不能消耗樹脂中全部活性雙鍵而達到100%的固化度。也就是說樹脂的固化度很難達到完全。其原因在於固化反應的後期,體系粘度急劇增加而使分了擴散受到阻礙的緣故。一般只能根據材料性能趨於穩定時,便認為是固化完全了。樹脂的固化程度對玻璃鋼性能影響很大。固化程度越高,玻璃鋼製品的力學性能和物理、化學性能得到充分發揮。(有人做過實驗,對UPR樹脂固化後的不同階段進行物理性能測試,結果表明,其彎曲強度隨著時間的增長而不段增長,一直到一年後才趨於穩定。而實際上,對於已經投入使用的玻璃鋼製品,一年以後,由於熱、光等老化以及介質的腐蝕等作用,機械性能又開始逐漸下降了。)
影響固化度的因素有很多,樹脂本身的組分,引發劑、促進劑的量,固化溫度、後固化溫度和固化時間等都可以影響聚酯樹脂的固化度。
[編輯本段]不飽和聚酯樹脂粘度測定方法
本標准適用於旋轉粘度計測定液體不飽和聚酯樹脂的絕對粘度。
1 試樣
1.1 均勻、無氣泡、無雜質。
1.2 數量能滿足粘度計測定需要。
2 儀器和設備
2.1 旋轉粘度計:轉筒型或轉子型。
2.2 恆溫水浴:控制溫度精度為±0
F. 不飽和聚酯的物理性質
不飽和聚酯樹脂的相對密度在1.11~1.20左右,固化時體積收縮率較大,固化樹脂的一些物理性質如下:內
⑴耐熱性。絕大多數容不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度都在50~60℃,一些耐熱性好的樹脂則可達120℃。紅熱膨脹系數α1為(130~150)×10-6℃。
⑵力學性能。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強度。
⑶耐化學腐蝕性能。不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀鹼的性能較好,耐有機溶劑的性能差,同時,樹脂的耐化學腐蝕性能隨其化學結構和幾何開關的不同,可以有很大的差異。
⑷介電性能。不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。
G. 環氧樹脂.不飽和樹脂的性質
環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物,除個別外,它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特徵,環氧基團可以位於分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由於分子結構中含有活潑的環氧基團,使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。
★ 環氧樹脂的性能和特性
1、 形式多樣。各種樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應各種應用對形式提出的要求,其范圍可以從極低的粘度到高熔點固體。
2、 固化方便。選用各種不同的固化劑,環氧樹脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內固化。
3、 粘附力強。環氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在,使其對各種物質具有很高的粘附力。環氧樹脂固化時的收縮性低,產生的內應力小,這也有助於提高粘附強度。
4、 收縮性低。環氧樹脂和所用的固化劑的反應是通過直接加成反應或樹脂分子中環氧基的開環聚合反應來進行的,沒有水或其它揮發性副產物放出。它們和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比,在固化過程中顯示出很低的收縮性(小於2%)。
5、 力學性能。固化後的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。
6、 電性能。固化後的環氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優良絕緣材料。
7、 化學穩定性。通常,固化後的環氧樹脂體系具有優良的耐鹼性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環氧體系的其它性能一樣,化學穩定性也取決於所選用的樹脂和固化劑。適當地選用環氧樹脂和固化劑,可以使其具有特殊的化學穩定性能。
8、 尺寸穩定性。上述的許多性能的綜合,使環氧樹脂體系具有突出的尺寸穩定性和耐久性。
9、 耐黴菌。固化的環氧樹脂體系耐大多數黴菌,可以在苛刻的熱帶條件下使用。
★ 分類
根據分子結構,環氧樹脂大體上可分為五大類:
1、 縮水甘油醚類環氧樹脂
2、 縮水甘油酯類環氧樹脂
3、 縮水甘油胺類環氧樹脂
4、 線型脂肪族類環氧樹脂
5、 脂環族類環氧樹脂
復合材料工業上使用量最大的環氧樹脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環氧樹脂,而其中又以二酚基丙烷型環氧樹脂(簡稱雙酚A型環氧樹脂)為主。其次是縮水甘油胺類環氧樹脂。
1、 縮水甘油醚類環氧樹脂
縮水甘油醚類環氧樹脂是由含活潑氫的酚類或醇類與環氧氯丙烷縮聚而成的。
(1)二酚基丙烷型環氧樹脂 二酚基丙烷型環氧樹脂是由二酚基丙烷與環氧氯丙烷縮聚而成。
工業二酚基丙烷型環氧樹脂實際上是含不同聚合度的分子的混合物。其中大多數的分子是含有兩個環氧基端的線型結構。少數分子可能支化,極少數分子終止的基團是氯醇基團而不是環氧基。因此環氧樹脂的環氧基含量、氯含量等對樹脂的固化及固化物的性能有很大的影響。 工業上作為樹脂的控制指標如下:
①環氧值。環氧值是鑒別環氧樹脂性質的最主要的指標,工業環氧樹脂型號就是按環氧值不同來區分的。環氧值是指每100g樹脂中所含環氧基的物質的量數。環氧值的倒數乘以100就稱之為環氧當量。環氧當量的含義是:含有1mol環氧基的環氧樹脂的克數。
②無機氯含量。樹脂中的氯離子能與胺類固化劑起絡合作用而影響樹脂的固化,同時也影響固化樹脂的電性能,因此氯含量也環氧樹脂的一項重要指標。
③有機氯含量。樹脂中的有機氯含量標志著分子中未起閉環反應的那部分氯醇基團的含量,它含量應盡可能地降低,否則也要影響樹脂的固化及固化物的性能。
④揮發分。
⑤粘度或軟化點。
(2)酚醛多環氧樹脂 酚醛多環氧樹脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環氧樹脂,它與二酚基丙烷型環氧樹脂相比,在線型分子中含有兩個以上的環氧基,因此固化後產物的交聯密度大,具有優良的熱穩定性、力學性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。它們是由線型酚醛樹脂與環氧氯丙烷縮聚而成的。
(3)其它多羥基酚類縮水甘油醚型環氧樹脂 這類樹脂中具有實用性的代表有:間苯二酚型環氧樹脂、間苯二酚-甲醛型環氧樹脂、四酚基乙烷型環氧樹脂和三羥苯基甲烷型環氧樹脂,這些多官能縮水甘油醚樹脂固化後具有高的熱變形溫度和剛性,可單獨 或者與通用E型樹脂共混,供作高性能復合材料(ACM)、印刷線路板等基體材料。
(4)脂族多元醇縮水甘油醚型環氧樹脂 脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個或兩個以上的環氧基,這類樹脂絕大多數粘度很低;大多數是長鏈線型分子,因此富有柔韌性。
2、其它類型環氧樹脂
(1)縮水甘油酯類環氧樹脂 縮水甘油酯類環氧樹脂和二酚基丙烷環氧化樹脂比較,它具有粘度低,使用工藝性好;反應活性高;粘合力比通用環氧樹脂高,固化物力學性能好;電絕緣性好;耐氣候性好,並且具有良好的耐超低溫性,在超低溫條件下,仍具有比其它類型環氧樹脂高的粘結強度。有較好的表面光澤度,透光性、耐氣候性好。
(2)縮水甘油胺類環氧樹脂 這類樹脂的優點是多官能度、環氧當量高,交聯密度大,耐熱性顯著提高。上前國內外已利用縮水甘油胺環氧樹脂優越的粘接性和耐熱性,來製造碳纖維增強的復合材料(CFRP)用於飛機二次結構材料。
(3)脂環族環氧樹脂 這類環氧樹脂是由脂環族烯烴的雙鍵經環氧化而製得的,它們的分子結構和二酚基丙烷型環氧樹脂及其它環氧樹脂有很大差異,前者環氧基都直接連接在脂環上,而後者的環氧基都是以環氧丙基醚連接在苯核或脂肪烴上。脂環族環氧樹脂的固化物具有以下特點:①較高的壓縮與拉伸強度;②長期暴置在高溫條件下仍能保持良好的力學性能;③耐電弧性、耐紫外光老化性能及耐氣候性較好。
(4)脂肪族環氧樹脂 這類環氧樹脂分子結構里不僅無苯核,也無脂環結構。僅有脂肪鏈,環氧基與脂肪鏈相連。環氧化聚丁二烯樹脂固化後的強度、韌性、粘接性、耐正負溫度性能都良好。
不飽和聚酯是不飽和二元羧酸(或酸酐)或它們與飽和二元羧酸(或酸酐)組成的混合酸與多元醇縮聚而成的,具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物。通常,聚酯化縮聚反應是在190~220℃進行,直至達到預期的酸值(或粘度)。在聚酯化縮反應結束後,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。
■ 不飽各聚酯樹脂的物理和化學性質
1、物理性質 不飽和聚酯樹脂的相對密度在1.11~1.20左右,固化時體積收縮率較大,固化樹脂的一些物理性質如下:
⑴耐熱性。絕大多數不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度都在50~60℃,一些耐熱性好的樹脂則可達120℃。紅熱膨脹系數α1為(130~150)×10-6℃。
⑵力學性能。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強度。
⑶耐化學腐蝕性能。不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀鹼的性能較好,耐有機溶劑的性能差,同時,樹脂的耐化學腐蝕性能隨其化學結構和幾何開關的不同,可以有很大的差異。
⑷介電性能。不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。
2、化學性質 不飽和聚酯是具有多功能團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羧基和羥基。
主鏈上的雙鍵可以和乙烯基單體發生共聚交聯反應,使不飽和聚酯樹脂從可溶、可熔狀態轉變成不溶、不熔狀態。
主鏈上的酯鍵可以發生水解反應,酸或鹼可以加速該反應。若與苯乙烯共聚交聯後,則可以大大地降低水解反應的發生。
在酸性介質中,水解是可逆的,不完全的,所以,聚酯能耐酸性介質的侵蝕;在鹼性介質中,由於形成了共振穩定的羧酸根陰離子,水解成為不可逆的,所以聚酯耐鹼性較差。
聚酯鏈末端上的羧基可以和鹼土金屬氧化物或氫氧化物[例如MgO,CaO,Ca(OH)2等]反應,使不飽和聚酯分子鏈擴展,最終有可能形成絡合物。分子鏈擴展可使起始粘度為0.1~1.0Pa·s粘性液體狀樹脂,在短時間內粘度劇增至103Pa·s以上,直至成為不能流動的、不粘手的類似凝膠狀物。樹脂處於這一狀態時並未交聯,在合適的溶劑中仍可溶解,加熱時有良好的流動性
■ 不飽和聚酯樹脂結構與性能的關系
迄今,國內外用作復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結構相似,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:①用間苯型二甲酸可以製得較高分子量的間苯二甲酸不飽和致辭酯,使固化製品有較好的力學性能、堅韌性、耐熱性和耐腐蝕性能;②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;③間苯二甲酸聚酯分子鏈上的酯鍵受到間苯二甲酸立體位阻效應的保護,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的侵襲,用間苯二甲酸聚酯樹脂製得的玻璃纖維增強塑料在71℃飽和氯化鈉溶液中浸泡一年後仍具有相當高的性能。
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結構相比,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劑共聚固化後的空間效應大,對酯基起屏蔽保護作用,阻礙了酯鍵的水解;而在分子結構中的新戊基,連接著兩個苯環,保持了化學瓜的穩定性,所以這類樹脂有較好的耐酸、耐鹼及耐水解性能。
3、 乙烯基樹脂
乙烯基樹脂又稱為環氧丙烯酸樹脂,是60年代發展起來的一類新型樹脂,其特點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:①由於不飽和雙鍵位於聚合物分子鏈的端部,雙鍵非常活潑,固化時不受空間障礙的影響,可在有機過氧化物引發下,通過相鄰分子鏈間進行交聯固化,也可與單體苯乙烯其聚固化;②樹脂鏈中的R基團可以屏蔽酯鍵,提高酯鍵的耐化學性能和耐水解穩定性;③乙烯基樹脂中,每單位相對分子質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、鹼溶液中的水解穩定性;④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性從而提高復合材料的強度;⑤環氧樹脂主鏈,它可以賦與乙烯基樹脂韌性,分子主鏈中的醚鍵可使樹脂具有優異的耐酸性。
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,可按復合材料對樹脂性能的要求設計分子結構。
4、 鹵代不飽和聚酯
鹵代不飽和聚酯是指由氯茵酸酐(HET酸酐)作為飽和二元酸(酐)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作具有優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好的耐腐蝕性能,它在上些介質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,而在某些例(例如濕氯)中的耐腐蝕性能則優於乙烯基樹脂和雙酚A不飽和聚酯樹脂。
熱濕氯在不飽和聚酯樹脂接觸後會發生反應而產生氯代的不飽和聚酯樹脂或稱"氯奶油"。由雙酚A不飽和聚酯 樹脂和乙烯基酯樹脂產生"氯奶油"性狀柔軟,濕氯可以通過該"氯奶油"層進一步(腐蝕)滲透,但由氯代不飽和聚酯產生"氯奶油"性狀堅硬,可以阻止濕氯的進一步(腐蝕)滲透。
多數這樣的樹脂都含有苯環,但是由於苯環上有取代基,進入人體內容易被代謝出來,所以對人體的傷害相對於苯來說大大降低了,是低毒性的。另外鹵代烴也有一定的毒性,對人體跟環境也有一定的危害。
參考資料:http://..com/question/6168662.html?si=3
http://..com/question/10180042.html?si=1
H. 什麼是環氧樹脂,聚酯樹脂,不飽合樹脂它們各有什麼化學和物理特性
聚酯樹脂:
玻璃纖維零件中的大多數都是使用聚酯樹脂製成的,這是復合材料行業中使用最廣泛的樹脂類型。聚酯樹脂需要催化劑來固化或硬化,通常是甲乙酮過氧化物(MEKP)。它們天然抗紫外線,具有易於使用、快速固化、耐溫度和催化劑變化,並且比環氧體系便宜。
聚酯樹脂之所易於使用,是因為它們具有高的觸變性指數,基本上,它們在垂直表面上的附著力很好,因此在製造零件和模具時,樹脂不會流淌或滴落。它們還可以快速、輕松地潤濕織物,並且易於混合。作為行業中最常見的樹脂類型,可能很難縮小常用范圍。
盡管上述優點使得聚酯廣泛應用,而且在許多應用中顯然受到青睞,但仍存在一些必須考慮的缺點。首先,聚酯的耐腐蝕性不如乙烯基酯樹脂,或極限強度不如環氧樹脂;而且,聚酯樹脂的薄塗在暴露於空氣中時仍可保持發粘。
乙烯基樹脂:
乙烯基酯樹脂通常被認為是聚酯樹脂和環氧樹脂之間的交叉領域。像聚酯樹脂一樣,它們需要MEKP作為固化或硬化劑。乙烯基酯的價格、大多數物理性能和處理質量上介於聚酯和環氧樹脂之間。
乙烯基酯樹脂耐腐蝕性、耐溫性和延伸率(韌性)實際上超過了聚酯和環氧樹脂。因此,它們通常用於需要高耐用性、熱穩定性和極高耐腐蝕性的領域。這些應用通常包括建造和維修化學品儲罐。海洋工業越來越多地利用這些特性,通過使用乙烯基酯來生產和維修玻璃纖維船體。當使用聚酯樹脂時,乙烯基酯船體幾乎不受水泡和滲透問題的困擾。
乙烯基酯樹脂也越來越廣泛地用於現代高性能復合材料的所有領域。這是因為乙烯基酯樹脂已被證明是賽車、航海和航空航天應用中傳統樹脂的絕佳替代品。乙烯基酯樹脂主要缺點是它們的保存期有限,許多乙烯基酯樹脂的保存期限僅為3個月。它們也比聚酯樹脂昂貴,並且不能提供環氧樹脂所具有的極限強度。
環氧樹脂:
在復合材料行業廣泛使用的三種樹脂中,環氧樹脂具有最高的極限強度性能。環氧樹脂不同於聚酯和乙烯基酯,因為它們需要固化劑而不是催化劑來固化。因此,環氧樹脂有時會提供各種硬化劑選項,可以選擇最適合項目適用期的硬化劑。
環氧樹脂的保質期也非常長。環氧樹脂與增強織物之間的結合力最強,其優異的強度特性使其可用於重量最輕的零件以及最耐用的模具。選擇環氧樹脂是因為它具有出色的機械強度和尺寸穩定性,以及良好的耐化學性和耐熱性以及低收縮率。環氧樹脂通常用於航空航天、賽車、軍事和國防應用。
這並不是說環氧樹脂沒有不利之處。首先也是最重要的是,環氧樹脂要比同類產品貴,它們還需要更精確且通常很復雜的混合比例,它們對混合和鋪層期間的水分和溫度變化更敏感。這意味著,與露天工地或車庫相比,環氧樹脂更適合在專業的氣候控制環境中使用。
同樣,用環氧樹脂製成的固化零件如果未塗有抗紫外線的面漆,則會在紫外線照射下變黃。最後,環氧樹脂具有兼容性考慮。環氧樹脂與聚酯膠衣不兼容,因為膠衣不會與環氧樹脂粘合。環氧樹脂還與許多玻璃纖維氈不兼容。(廣東博皓是一家復合材料行業整體解決方案服務商,致力於為客戶提供更為完善的復合材料產品解決方案,更為頂尖的復合材料工藝及技術服務,更為先進的復合材料模具設計與製造。購纖維增強樹脂基復合材料,何必東奔西跑,選博皓,助您成功之道 )
I. 不飽和樹脂的特性
不飽和聚酯樹脂,常用於物體表面加厚、固化,使用時如同刷油漆一般,層層加疊,固化過程釋放苯乙烯等有害氣體,一般是由不飽和二元酸二元醇或者飽和二元酸不飽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。具體分物理性質和化學性質。
物理性質:
⑴耐熱性。絕大多數不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度都在50~60℃,一些耐熱性好的樹脂則可達120℃。紅熱膨脹系數α1為(130~150)×10-6℃。
⑵力學性能。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強度。
⑶耐化學腐蝕性能。不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀鹼的性能較好,耐有機溶劑的性能差,同時,樹脂的耐化學腐蝕性能隨其化學結構和幾何開關的不同,可以有很大的差異。
⑷介電性能。不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。[2]
化學性質
不飽和聚酯是具有多功能團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羧基和羥基。
主鏈上的雙鍵可以和乙烯基單體發生共聚交聯反應,使不飽和聚酯樹脂從可溶、可熔狀態轉變成不溶、不熔狀態。
主鏈上的酯鍵可以發生水解反應,酸或鹼可以加速該反應。若與苯乙烯共聚交聯後,則可以大大地降低水解反應的發生。
在酸性介質中,水解是可逆的,不完全的,所以,聚酯能耐酸性介質的侵蝕;在鹼性介質中,由於形成了共振穩定的羧酸根陰離子,水解成為不可逆的,所以聚酯耐鹼性較差。
聚酯鏈末端上的羧基可以和鹼土金屬氧化物或氫氧化物[例如MgO,CaO,Ca(OH)2等]反應,使不飽和聚酯分子鏈擴展,最終有可能形成絡合物。分子鏈擴展可使起始粘度為0.1~1.0Pa·s粘性液體狀樹脂,在短時間內粘度劇增至103Pa·s以上,直至成為不能流動的、不粘手的類似凝膠狀物。樹脂處於這一狀態時並未交聯,在合適的溶劑中仍可溶解,加熱時有良好的流動性。
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J. 不飽和聚酯樹脂的理化性質
不飽和聚酯樹脂的相對密度在1.11~1.20左右,固化時體積收縮率較大,固化樹脂的一些物理性質如下:
⑴耐熱性。絕大多數不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度都在50~60℃,一些耐熱性好的樹脂則可達120℃。紅熱膨脹系數α1為(130~150)×10-6℃。
⑵力學性能。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強度。
⑶耐化學腐蝕性能。不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀鹼的性能較好,耐有機溶劑的性能差,同時,樹脂的耐化學腐蝕性能隨其化學結構和幾何開關的不同,可以有很大的差異。
⑷介電性能。不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。 不飽和聚酯是具有多功能團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羧基和羥基。
主鏈上的雙鍵可以和乙烯基單體發生共聚交聯反應,使不飽和聚酯樹脂從可溶、可熔狀態轉變成不溶、不熔狀態。
主鏈上的酯鍵可以發生水解反應,酸或鹼可以加速該反應。若與苯乙烯共聚交聯後,則可以大大地降低水解反應的發生。
在酸性介質中,水解是可逆的,不完全的,所以,聚酯能耐酸性介質的侵蝕;在鹼性介質中,由於形成了共振穩定的羧酸根陰離子,水解成為不可逆的,所以聚酯耐鹼性較差。
聚酯鏈末端上的羧基可以和鹼土金屬氧化物或氫氧化物[例如MgO,CaO,Ca(OH)2等]反應,使不飽和聚酯分子鏈擴展,最終有可能形成絡合物。分子鏈擴展可使起始粘度為0.1~1.0Pa·s粘性液體狀樹脂,在短時間內粘度劇增至103Pa·s以上,直至成為不能流動的、不粘手的類似凝膠狀物。樹脂處於這一狀態時並未交聯,在合適的溶劑中仍可溶解,加熱時有良好的流動性。