高性能不饱和聚酯树脂的研究.pdf

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1、第17卷第1期西南工学院学报Vol.17No.12002年3月JOURNALOFSOUTHWESTINSTITUTEOFTECHNOLOGYMar.2002===============================================================文章编号：1007-8916（2002）04-0062-05高性能不饱和聚酯树脂的研究彭碧辉王兴明吴金明（西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳621002）摘要：本文以顺酐、苯酐和1，2—丙二醇为主要原料，采用具有气干性基团的双环戊二烯作为改性剂，通过反应型改性将其

2、接入不饱和聚酯链，以获得表干性。与同样条件下通用型树脂浇铸体的性能进行比较，实验结果表明：双环戊二烯的引入，在保留树脂制品原有力学性能的基础上，赋予树脂优异的表干性，并提高了树脂的耐酸、碱、潮湿的能力。关键词：双环戊二烯；改性；不饱和聚酯；表干性中图分类号：TQ323.4+2文献标识码：A不饱和聚酯树脂（简称UPR）由不饱和二元酸（或酸酐）、饱和二元酸（或酸酐）与二元醇（饱和或不饱和的醇）烃熔融缩聚而形成，其分子结构中含有非芳香族的不饱和双键的线型不饱和聚酯树脂。该线型树脂与不饱和交链单体交联固化形成具有网状结构的热固性树脂［1，2］。UPR首

3、先由美国橡胶公司于1942年实现工业化，当时主要用在军事上［3］。由于不饱和聚酯树脂具有许多优点：（1）优良的工艺性能；（2）树脂颜色浅（；3）配方设计灵活；（4）原料来源丰富，价格低廉；（5）以UPR作为基体，玻璃纤维作为增强材料的复合材料（FRP），其强度高、质量轻［1，4］。因此，UPR现在被广泛应用于工业、农业、交通、建筑以及国防工业。尽管不饱和聚酯树脂具有许多其它材料所不具备的独特优点，但也存在一些不足，如：在固化过程中体积收缩率大、易燃、耐腐蚀性不够高、空气中的氧往往对聚合产生阻聚作用等，尤其是氧阻聚给该产品在一些寒冷地带的应用带来

4、了很大困难，使得其制品的表面不能完全干燥，而出现发粘现象，单元操作周期较长，产品的表面质量也不高，因此限制了其应用范围。本文主要通过对不饱和聚酯树脂进行改性以提高树脂制品的表面干燥性，探索出不降低产品的原有性能，不提高成本，并对废物进行利用的途径。1DCPD改性不饱和聚酯树脂的合成对产品进行改性，以获得某些优异性能，途径有两条：其一是添加型：加入添加剂，采取掺混的方式；其二是反应型：通过化学反应，在分子链结构中引入新的结构单元。对添加型，须在产品中掺入一定量的添加剂，必然存在相与相之间的结合问题。如果二者的结构及分子量差异大，则界面问题比较严重

5、。添加剂的存在，对产品的力学性能损伤也大。反应型则不然，它是将改性剂直接以化学键的形式接入分子链中，避免了相界面问题，不会因小分子的存在降低其力学性能，而是从根本上解决问题。本文通过化学反应的方法对其结构进行改性（又称反应型改性），以提高其表干性。本文采用双环戊二烯（简称DCPD）作为改性剂，DCPD是由二个环戊二烯（简称CPD）分子聚合而成的二烯烃化合物，是石油化工所产生的副产物。1978年D.L.Nelson为了降低原料成本，采用结构加成水解法合成了DCPD型不饱和聚酯树脂［5］。本文采用“半酯化法”合成DCPD型不饱和聚酯树脂，本法制得的

6、树脂综合性能好［5，8，9］。收稿日期：2001-10-25第1期彭碧辉等：高性能不饱和聚酯树脂的研究631.1实验部分1.1.1主要原材料顺丁烯二酸酐（MA），工业纯；邻苯二甲酸酐（PA），工业纯；1，2-丙二醇，工业纯；双环戊二烯（DCPD），工业纯；苯乙烯，工业纯；对苯二酚，分析纯；精制过氧化苯甲酰；50%过氧化环己酮糊，化学纯；环烷酸钴，化学试剂。［6，8，10］在装有电动搅拌器、温度计、直型冷凝器、分流柱、带二口连1.1.2DCPD型不饱和聚酯树脂的合成通管的磨口斜三颈瓶中，加入配方量的MA、PA、1，2-丙二醇，缓慢加热升温至反应物

7、熔化呈透明时，开启搅拌器，于150~160࠷下恒温2小时，再降温至120࠷。在该温度下以一定的速率滴加DCPD，直至DCPD滴加完全，于140~150࠷下保温2小时，再升温至200࠷进行反应，直至酸值达到要求为止。为保证产品质量，在反应后期进行真空脱水，以提高反应程度。将合成的DCPD型不饱和聚酯树脂（DUPR）降温到150࠷，加入60ppm的阻聚剂，当温度降至90~100࠷时加入35%的苯乙烯，搅拌至树脂完全溶解，制得具有表干性的树脂胶液。在保证酸与醇的严格配比下，调整MA：PA：1，2-丙二醇：DCPD的比例，并对其树脂的各项性能指标进行考

8、察，优选出最佳配方。在最佳配方下，研究DUPR的性能。为了与改性前的UPR进行对比分析，在同样条件下制得通用型UPR，并进行平行实验。1.2不饱和聚酯