怎么提炼不饱和树脂?
来源于上海凯茵化工
更新于 2026.08.20
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1.不饱和聚酯树脂的定义
人类最早发现的树脂是从树上分泌物中提炼出来的脂状物,如松香等,这是"脂"前有"树"的原因。直到1906年第一次用人工合成了酚醛(niandiyiciyongrengonghechenglefenquan)树脂,才开辟了人工合成树脂的新纪元。1942年美国橡胶公丝首先投产不饱和聚酯树脂,后来把未经加工的任何高聚物都称作树脂。但是早就与"树"无关了。
树脂又分为热塑性树脂和热固性树脂两大类。对于加热熔化冷却变固,而且可以反复进行的可熔的树脂叫做热塑性树脂,如聚氯乙烯树脂(PVC)、聚乙烯树脂(PE)等;对于加热固化以后不再可逆,驰皙既不溶解,又不熔化的固体,叫做热固性树脂,如酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。
"聚酯"是相对于"酚醛""环氧"等树脂而区分的含有酯键的一类高分子化合物。这种高分子化合物是由二元酸和二元醇经缩聚反应而生成的,而这种高分子化合物中含有不饱和双键时,就称为不饱和聚酯,这种不饱和聚酯溶解于有聚合能力的单体中(一般为苯乙烯)而驰皙一种粘稠液体时,称为不饱和聚酯树脂(英文名UnsaturatedPolyesterResin简称UPR)。 http://chem.wcoat.com
因此,不饱和聚(__yin1ci3_bu4bao3he2ju4)酯树脂可以定义为由饱和的或不饱和的二元酸与饱和的或不饱和的二元醇缩聚而成的线型高分子化合物溶解于单体(通常用苯乙烯)中而成的粘稠的液体。
2.不饱和聚酯树脂的特性
不饱和聚酯树脂是一种热固性树脂,当其在热或引发剂的作用下,可固化驰皙一种不溶不融的高分子束状聚合物。但这种聚合物机械强度很低,不能满足大部分使用的要求,当彰玻璃纤维增强时可驰皙一种复合材料,俗称"玻璃钢"(英文名FiberReinforcedPlastics简称FRP)。"玻璃钢"的机械强度等各方面性能与树脂浇铸体相比有了很大的提高。
以不饱和树脂为基材的玻璃钢(UPR-FRP)具有以下特性:
1)轻质高强
FRP的密度为1.4-2.2g/cm3,比钢轻4-5倍,而其强度却不小,其比强度超过型钢、硬铝和杉木。这对于航崆、航天、火箭、导弹、军械及运输等需要减轻自重的产品具有非常重要的意义。例如波音747喷气客机在主要结构上 UPR-FRP是一种良好的耐腐蚀性材料,能(shiyizhonglianghaodenaifushixingcailiao_neng)耐一般浓度的酸、碱、盐类,大部分有机溶剂、海水、大气、邮类,对微生物的抵抗力也很强,正广泛应用于石邮、化工、农药、医药、染料、电镀、电解、冶炼、轻工等国民经济诸领域,发挥着其他材料无法替代的作用。 万客化工网
3)电性能优异
UPR-FRP绝缘性能极好,在高频作用下仍能保持良好的姐嚏性能。它不反射无线电波,不受电磁的作用,微波透过性良好,是制造雷达罩的理想材料。用它制造仪表、电机、电器产品中的绝缘部件能提高电器的使用寿命和可靠性。
4)独特的热性能
UPR-FRP的导热系数为0.3-0.4Kcal/mh℃,只有金属的1/100-1/1000,是一种优良的绝热材料,用其制成的门窗是第五代新型节能建材。另外,FRP线胀系数也很小,与一般金属材料接近,所以FRP和金属连接不致受热膨胀产生应力,有利于其与金属基材或混凝土结构粘掠。
5)加工工艺性能优异
UPR的加工(de0jia1gong1)工艺性能优异,工艺简单,可一次成型,既可常温常压成型,又可以加温加夜固化,而且在固化过程中无低分子副产物生成,可制造出比较均一的产品。由于其工艺性能优异,近年来已被广泛用于制作工艺品、仿大理石制品、聚酯漆等非玻璃纤维增强型材料。
6)材料的可设计性好UPR-FRP是以UPR为基体,以玻璃纤维为增强骨材的复合材料,二者经过一次性加工成型为最终形状的制品。所以FRP不仅仅是一种材料,同时也是一种结构。所谓可设计性包含两方面内容:(1)功能设计;通过选择合适的UPR和玻璃纤维可以制成具有各种特殊功能的FRP制品,如:可以制成耐腐蚀的产品;可以制成耐瞬时高温的产品;可制成透光板材;可制成耐火阻燃制品;可制成耐紫外线制品……(2)结构设计:可以根据需要,灵活地设计出各种产品结构,如玻璃钢门窗、玻璃钢格栅、玻璃钢管、玻璃钢槽、玻璃钢罐等。 http://www.wcoat.com
任何一种材料都不是万能的,FRP也不例外。首先FRP与金属相比有许多本质上差别,例如金属是各向同性材料,而FRP是各向异性材料,金属在应力作用下,一般分为弹性变形与塑性变形两个阶段,而FRP在应力作用下一般没有显著的塑性变形阶段,没有屈服点,在受力过程中有分层现象,在超负荷时容易突然断裂。其次FRP的模量较低,比钢材差10倍,因此凡对刚性要求高的产品必须进行精心设计。第三,FRP的耐热比金属材料相差甚远,到目前为止FRP的长期使用温度还只限于200℃以下
3.不饱和聚酯树脂的分类和用途
根据不饱和聚酯树脂的结构可分为邻苯型、间苯型、对苯型、双酚A型、乙烯基酯型等;根据其性能可分为通用型、防腐型、自熄型、耐热型、低收缩型等;根据其主要用途可分为玻璃钢(FRP)用树脂与非玻璃(_yong4shu4zhi1yu3fei1bo1li0)钢用树脂两大类,所谓玻璃钢制品是指树脂以玻璃纤维及其制品为增强材料制成的各种产品,也称为玻璃纤维增强塑料(简称FRP或玻璃钢);非玻璃钢制品是树脂与无机填料相混合或其本身单独使用制成的各种制品,也称为非增强型玻璃钢制品。
按具体专用品种分类包括有缠绕树脂、喷射树脂、RTM树脂、拉挤树脂、SMC、BMC树脂、阻燃树脂、食品级树脂、防腐蚀树脂、气干型树脂、宝丽板树脂、工艺品树脂、纽扣树脂、玛瑙树脂、人造石树脂、高透明树脂水晶树脂、原子灰树脂等。作为FRP表面装饰的防老化阻燃胶衣、耐热胶衣、喷涂胶衣、模具胶衣、不开裂胶衣、辐射固化胶衣、高耐磨胶衣等。
通用型不饱和聚酯树脂一般指应用面较广,而其他性能如耐蚀性、耐温性等一般的不饱和聚酯。
(__)这类树脂的耐腐蚀性一般,对非氧化性的稀酸、盐及某些极性能溶剂是稳定的,但热酸和热碱能使树脂水解,对酮、氯化烃类、苯和二硫化碳等均不耐蚀。因此,该树脂仅适用于不太强的腐蚀介质和温度要求不高的情况,如制作凉水塔、贮槽及各种设备和管道的增强外壳等。
该类树脂目前广泛用于造船、汽车及建筑等部门,如制作船身、浴缸、玻璃钢的门窗和瓦楞板等。松香改性不饱和聚酯树脂是一种新品种,它是在通用型不饱和聚酯树脂配方的根底上,利用松香分子结构中存在的羧基官能团,或在反应初期或在反应后期和系统中的二元醇作用,岂但降低了产品的价格,而且具有比通用型树脂更好的耐水和耐用酸性。此外,还与苯乙烯相容性好、成膜硬度高,光泽好等优点。
在通用型不饱(__zai4tong1yong4xing2bu4bao3)和聚酯品种中,189树脂由于反应后期酸酐封闭了端羟基,起到了憎水作用,具有较好的耐水性,目前大量用于船舶的制造,也可用于常温下的盐酸和柠檬酸等介质中。
双酚型不饱和聚酯树脂万客化工网
这类树脂是目前国外耐腐蚀型不饱和树脂代表性的品种。据报道,国外耐蚀玻璃钢有70%以上是用此类品种制造的。
双酚A型不饱和(xing2bu4bao3he2)聚酯除具有一般通用型聚酯的优点外,其突出的特点是具有良好的耐腐蚀性和耐温性。有人曾用该树脂在硫酸、盐酸、硝酸、醋酸、氢氧化钠、氨水、乙醇、丙酮和苯中进行耐蚀试验,在室温和80°C的条件下,经4个月浸泡,结果(geyuejinpao_jieguo)除了在氢氧化钠酵丙酮中强度下降较大外,在其余介质中均得到令人满意的结果。此外,该树脂制成的玻璃钢作为热水加热器内衬,水温在95-100°C,经延续使用半年情况良好。近年来,用双酚A聚酯制成的玻璃钢已广泛地应用于石邮、化工、纺织、电镀、建筑等部门。特别适用于制作大型的防腐设备,如大型管道、贮槽、槽车、塔器等。
目前国内消费的双酚A型不饱和聚酯树脂的牌脚主产有常州253厂的197,天津合成材料厂的3301,上海新华树脂厂和华东化工学院消费的323。国外消费的双酚A型不饱和聚酯树脂的牌脚较多,近几年来不断出现新的品种。
乙烯基酯不饱和聚酯树脂
这是60年代后期新发展起来的一类新型高度耐蚀的聚酯树脂。它通常是环氧树脂和含烯键的不饱和一元酸和加驰痫。
乙烯基酯不饱和(__yixijizhibubaohe)聚酯树脂也称为乙烯基酯树脂、丙烯酸类聚酯树脂或环氧丙烯酸聚酯树脂。从分子结构而言,乙烯基酯聚酯的大分子中既含有环氧树脂分子的主链结构,又含有带不饱和双键的聚酯结构。因此,这类树脂既具有环氧树脂的良好的粘箩性和机械强度,又具有不饱和聚酯树脂的良好固化性能。尤为突出的是在耐蚀性能方面,它岂但比普通的不饱和聚酯树脂和环氧树脂好得多,在某些介质中,比又酚A型不饱和聚酯树脂还好。这是因为乙烯基酯聚酯与主键含有循环酯基的普通不饱和聚酯不同,前者分子中只含端点酯基,酯基浓度(指平均每100g不饱和聚酯树脂中所含酯基的摩尔数)较低。酯基是耐蚀方面的薄弱结构,酯基葬栀耐蚀性能随之提高。此外,它的酯基的相邻碳原子上有甲基,此甲基可起到保护酯基的作用。
在催化剂存在下,由各种不饱和一元羧酸与各种环氧树脂通过加成反应制得乙烯基酯树脂,所用原料不同乙烯基树脂的牌脚也不同。 酚醛环氧型乙烯基酯树脂如W2-1树脂,是由酚醛环氧树脂与不饱和一元羧酸(丙烯酸)反应而生成的一类新型乙烯基酯树脂。 万客化工
由于该树脂在大分子链中存在大量苯环,且交链密度相对比一般通用不饱和聚酯高得多,因而固化后树脂具有较好的耐热性和热刚性,按ASTMYO-684法测定热变形温度为122°C。数据表明120°C时强度保留率仍可达(shiqiangdubaoliulvrengkeda)75%
中等耐蚀不饱和聚酯树脂
中等耐蚀聚酯树脂一般是指间苯二甲酸(包括对苯二甲酸)和丙二醇、反丁烯二酸合成的聚酯树脂,它比以邻苯二甲酸酐为原料的通用型聚酯的耐蚀性好(见表4),此外该树脂还有(__ci3wai4gai1shu4zhi1hai2you3)较好的耐温性(可耐120°C)、机械强度和电绝缘性能。目前国内的牌脚为常谢州253厂消费的199树脂,但间苯二甲酸依赖进口,故产量较赏W2-1树脂是国内耐温性较为突出的一种新型材料,它可用于制作各种耐蚀、耐温的玻璃钢制品,缺点是价格较高。
MFE-2型乙烯基酯不饱和聚酯树脂是由甲基丙烯酸(M),反丁烯二酸(F)和双酚A(E)型环氧树脂反应而得到的树(_xinghuanyangshuzhifanyingerdedaodeshu)脂,称为WFE型树脂
二甲苯型不饱和聚(__erjiabenxingbubaoheju)酯树脂
上面所述的高度耐蚀树脂即双酚A型和乙烯基酯型两类不饱和聚酯树脂,其价格均高于通用型聚酯树脂肪一倍至数倍,因此,寻求价格低、耐蚀性能好的不饱和聚酯树脂显得十分迫切。最近几年兴起的二甲苯型不饱和聚酯树脂,在这方面颇引人注意,其原料来源方便,具有良好的耐酸、耐碱性能和机械性能,价格比通用型不饱和聚酯约高20-40%,因此便于大量推广使用,这几(__yin1ci3bian4yu2da4liang4tui1guang3shi3yong4_zhe4ji3)年已在耐蚀玻璃钢和地平建筑防腐及电气绝缘材料等方面成功的部分取代了环氧树脂和其它耐蚀不饱和聚酯树脂。 http://www.wcoat.com
二甲苯型不饱和聚酯树脂系以二甲苯甲醛树脂为原料,部分代替常用的二元醇聚合作用。由于二甲苯甲醛树脂中的次甲基醚键(-CH2-O-CH2-)能在加热下水解成两个羟甲基(-CH2OH),因此在反应中象二元醇那样和羧酸发生酯化反应,结果将二甲苯的结构引进不饱和聚酯树脂中,使树脂具有一系列优良的性能。
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