不饱和聚酯树脂常温固化
不饱和聚酯树脂的常温固化
不饱和聚酯树脂在常温下，加入固化剂和促进剂能够使树脂交联固化，形成三向交联的不溶不融的体型结构。不饱和聚酯树脂的这一变化我们早已司空见惯，但日常使用过程中对这一变化在理解和认识上还有差距，经常出现这样那样的产品质量问题。例如制品固化不完全，表面发粘，没有强度，甚至造成制品损坏报废等等。因此加深对这一问题的认识很有现实意义。
不饱和聚酯树脂的固化是一个十分复杂的过程，影响因素很多，我们从理论和实践的结合上加以论述。
1 、不饱和聚酯树脂化学反应
不饱和聚酯树脂化学反应包括不饱和聚酯的合成反应和不饱和聚酯树脂的交联固化反应。这方面的论述已经十分详尽，但为了说明树脂的固化问题，下面分别进行简单重复和讨论。
1.1不饱和聚酯树脂的合成反应
不饱和聚酯树脂的合成反应是饱和的和不饱和的二元酸与二元醇反应生成线型聚酯大分子，再溶解于乙烯基单体(如苯乙烯)中形成不饱和聚酯树脂。聚酯的合成方法有两种，即加成聚合和缩合聚合。
1.1.1 加成聚合反应
用环氧丙烷与顺酐、苯酐反应制备不饱和聚酯树脂，是典型的加成聚合反应。该反应可用含羟基化合物如水、醇、羧酸作为起始剂来引发。目前普遍采用二元醇为起始剂，如乙二醇、丙二醇等。二元醇中的羟基与酸酐发生反应，生成羟基羧酸酯，羟基羧酸酯引发环氧基开环，形成环氧基羧酸酯，二元酸酐与环氧丙烷如此交替反应直至反应单体用完为止
以环氧丙烷为原料通过加成聚合反应制备不饱和聚酯具有以下优点：(1)加成反应过程中无水及小分子物生成，产品组成比较简单纯净；(2)起始剂的用量决定了聚酯分子量的大小，分子量分布比较均匀；(3)生产过程能耗低；(4)反应周期短，生产效率高；(5)无污染，对环境没有影响。
此方法生产不饱和聚酯树脂对工艺要求并不十分苛刻，能生产多种牌号的优质聚酯。天津巨星化工材料有限公司生产的7541﹟树脂就属于这类加成聚合反应的树脂。具有优异的电气性能，广泛应用于制造电器制品。例如灌封和浇注互感器等。
1.1.2缩合聚合反应
缩聚反应区别于加聚反应最重要的特征是大分子链的增长是一个逐步的过程。而且生成的聚合物的分子量是大小不一的同系物，其组成具有多分散性。不饱和聚酯目前绝大多数是以二元酸和二元醇进行缩聚反应来合成。在反应初期，二元酸与二元醇反应和低聚物与二元酸或二元醇反应占大多数，到反应后期，反应体系中的二元酸和二元醇消耗完后，聚合反应主要是低聚体聚酯分子的酯化反应，最终形成高分子量的聚酯。
大家知道，聚酯的缩聚反应是属平衡可逆反应，当反应进行到一定的程度，正反应速度与逆反应速度相等时，反应就达到了平衡状态，分子量不再随时间增长而提高。要使聚合物分子量增大，必须排除反应水和低分子物，从而破坏平衡。但到反应后期，反应液的黏度相当大，反应水和低分子物难以排除，这就阻碍了高分子量聚合物的生成。因此缩聚聚合物的分子量比较低。
聚酯的平衡缩聚反应是比较复杂的。缩聚反应通常是在温度比较高的条件下进行，且反应时间比较长，除逆反应以外，还常常伴随一些副反应：主要是单体和低聚物的环化反应、官能团的分解反应、聚酯高分子的解聚反应——如醇解反应、酸解反应、羧基的脱羧反应、聚合物链的交联反应等；
缩聚反应的这些复杂特点，大大影响了缩聚产物的分子量及其分布，从根本上影响着聚酯树脂的各项性能。
二元羧酸的分解温度
羧酸结构式失羧温度/℃羧酸结构式失羧温度/℃
草酸 HOOC-COOH 166-180 庚二
酸 HOOC-(CH2)5–COOH 290-310
丙二酸 HOOC-CH23–COOH 140-160 辛二
酸 HOOC-(CH2)6–COOH 340-360
琥珀酸 HOOC-(CH2)2-COOH 290-310 壬二
酸 HOOC-(CH2)7–COOH 320-340
戊二酸 HOOC-(CH2)3-COOH 280-290 癸二
酸 HOOC-(CH2)8–COOH 350-370
己二酸 HOOC-(CH2)4-COOH 300-320
1.1.3不饱和聚酯树脂合成反应对树脂交联网络的影响
上述两种合成反应用于不饱和聚酯的生产，会有两个特点：其一，聚酯生产的可塑性很大。表现在配方设计、工艺设计、操作控制等诸方面都有很大的可塑性。这种特点给我们带来许多方便，可以设计出许多不同结构和性能聚酯，以满足各种领域的需求。但可塑性同时又会造成粗制滥造的弊端。只要掌握了合成反应规律，即使是不很严格的配方设计也能生产出树脂，致使树脂品质良莠不一。其二，聚酯树脂的品质差别没有直观的表征。液体树脂指标例如外观、黏度、胶时等等并不能反映树脂的内在结构和品质，只反映了树脂的使用指标。树脂的内在性能要到固化以后才能分辨。这两个特点导致树脂行业自律性不强，树脂品质参差不一。例如通用树脂，各厂家都打出191、196的牌号，可是配方、工艺、品质等方面各不相同，那么固化以后的交联网络性能肯定不会相同。因此，合成方法的这些特点从根本上影响着聚酯树脂的各项性能，进而影响着交联网络的性能。在不饱和聚酯树脂迅猛发展的今天，如何规范和表征树脂的品质，是摆在我们面前的一个重要课题。
1.2 不饱和聚酯树脂的交联固化反应
不饱和聚酯树脂的交联固化反应是烯类单体(如苯乙烯)和不饱和聚酯的双键发生自由基共聚反应，遵循共聚反应规律。
1.2.1 不饱和聚酯树脂共聚反应
1.2.1.1 不饱和聚酯树脂共聚反应形式
当两种双键物质共聚时，由于化学结构不同，两者活性有差异，因此生成的共聚物的组成与配料组成往往不同，在共聚过程中，先后生成的共聚物组成也不一致，甚至在聚合后期某一种双键物质先消耗完，只生成剩余物质的均聚物。即共聚物组成随转化率而变化，存在着组成分布和平均组成的问题。
不饱和聚酯树脂自由基聚合的固化交联反应与缩聚反应不同，具有其自身的一些特点：1）缩聚反应是逐步反应，反应可以控制。自由基共聚合反应一旦引发，分子量便会急剧增
加，很快形成高聚物。 2）缩聚聚合是可逆反应，自由基共聚反应是不可逆反应，一经链引发反应会自动进行到底直至生成三向交联的体型结构。 3）不饱和聚酯树脂自由基共聚合反应，具有链引发.链增长及链终止三种自由基反应的特点：聚酯树脂通过引发剂等使单体引发形成单体自由基称为链引发；单体自由基立即与其他分子反应进行连锁聚合，形成长链自由基称为链增长；两个自由基结合，聚合物长链自由基活性受到限制停止增长称为链终止。不饱和聚酯树脂被引发后会有下列四种反应。
a、苯乙烯自由基与苯乙烯
b、苯乙烯自由基与聚酯
c、聚酯自由基与苯乙烯
d、聚酯自由基与聚酯
四个反应中，a,d 两种属于均聚反应，形成均聚物。b, c 两种反应属于共聚反应，形成共聚物。这主要取决于这两种单体的反应浓度和竞聚率大小。
1.2.1.2 竞聚率
竞聚率表示聚合竞争时两种单体反应活性之比，用r 来表示。当r = 0,单体只能共聚不能均聚；当0＜r＜1 ,单体能均聚，但共聚倾向很大；r 越接近0，共聚倾向越大；当r＝1,单体的均聚和共聚能力相同；当1＜r＜∞，单体倾向于均聚；r 值越大共聚倾向越小。由此可知，单体的竞聚率影响聚合物的组成变化，通过控制单体的配比可以控制最终聚合物的组成。
一些单体自由基反应的竞聚率
单体M1 单体M2 竞聚率r1 竞聚率r2 测定温度/℃
苯乙烯丙烯氰 0.41 0.03 75
反丁烯二酸二乙酯 0.30 0.07 60
顺丁烯二酸二乙酯 6.5 0.005 60
甲基丙烯氰 0.3 0.16 60
丙烯酸甲酯 0.75 0.18 60
氯乙烯 17 0.02 60
偏二氯乙烯 1.85 0.03 60
甲级丙烯酸甲酯 0.52 0.07 60
丙烯酸丁酯 0.76 0.15 60
乙酸乙烯酯丙烯酸 0.1 2.0 70
顺丁烯二酸酐 0.055 0.003 75
偏二氯乙烯 0.1 6.0 68
苯乙烯 0.01 55 60
甲基丙烯酸甲酯 0.015 20 60
丙烯氰 0.07 6 70
甲基丙烯酸丁酯 0.15 1.2 60
反丁烯二酸二乙酯 0.011 0.444 60
顺丁烯二酸二乙酯 0.17 0.043 60
甲基丙烯酸甲酯丙烯氰 1.35 0.18 60
顺丁烯二酸酐 6.7 0.02 75
偏二氯乙烯 2.53 0.24 60
丙烯酸甲酯 2.3 0.47 130
丙烯酸 0.48 1.51 45
丙烯酸苯乙烯 0.35 0.22 70
丙烯酸甲酯 2.3 0.35 45
1.2.2不饱和聚酯树脂交联固化反应的特征
(1)固化的含义
不饱和聚酯树脂交联反应过程即是通常说的不饱和聚酯树脂的固化过程。固化的含义是指：黏流态树脂体系发生交联反应而转变成为不溶、不熔的具有体型网状结构的固态树脂的全过程。俗称树脂的固化。树脂的固化过程伴随着物理状态的转变，即由黏流态转变成具有一定硬度的固态。这种物理性能的变化是微观化学结构变化的宏观表现。树脂的固化即指树脂在转化过程中的物理变化，又指转化过程中的化学变化。
(2)交联固化特征
热固性树脂交联固化一般具有三个不同的阶段。同样，不饱和聚酯树脂的固化过程也分为凝胶、硬化和熟化三个特征阶段：凝胶阶段是指树脂从黏流态到失去流动性形成凝胶冻状阶段，这一阶段大约需要几分钟到几十分钟；硬化阶段是从凝胶到具有一定硬度和固定形状的阶段，这一阶段大约需要几十分钟到几小时；熟化阶段是指从硬化阶段到制品达到要求硬度，具有稳定的化学与物理性能而可供使用的阶段。这个阶段是一个很漫长的过程，通常需要几天到几十天时间。控制和掌握树脂的这些固化特征，可以灵活的使用树脂，充分发挥树脂的特性。
1.2.3不饱和聚酯树脂的交联固化机理
1.2.3.1链引发
不饱和聚酯树脂可用引发剂进行链引发。引发剂是容易分解成自由基的化合物，分子结构上具有弱键，在热或辐射能的作用下，沿弱键裂解成两个自由基，产生的自由基攻击不饱和聚酯树脂形成单体自由基，从而引发树脂固化。
1)引发剂种类
引发剂主要是偶氮化合物、过氧化物和氧化-还原体系。从另一角度又可分为有机和无机两大类。过氧化物又可分为氢过氧化物、烷基过氧化物、酰基过氧化物、酮过氧化物、过氧脂类，过氧化物还能与还原剂形成氧化-还原引发体系。氧化-还原体系主要用于不饱和聚酯树脂的常温固化，具有引发活化能低、引发温度低、使用方便的特点。
2)引发剂的活性
不饱和聚酯树脂固化过程中，引发反应是最关键的一步，控制着固化反应。这主要由引发剂的分解速率来决定。衡量分解速率的指标一般有以下几种：
a 表观活化能：在一定条件下引发剂分解自由基所需的最低能量。活化能的大小可以用来表示引发剂的稳定性。活化能的值大，不易分解，较稳定。活化能的值小，容易分解产生自由基。过氧化物在还原剂存在下，活化能明显变小，原来要在高温下才能进行的反应，可以在较低温度下进行。不饱和聚酯树脂常温固化采用氧化-还原体系，道理就在于此。
b 半衰期：在一定温度下引发剂分解一半所需的时间或在一定时间内引发剂分解一半所需的温度。时间长、温度高均表示引发剂分解反应活性低。有机过氧化物的半衰期越短，分解速率越大，其活性越强。在树脂中、高温固化时，引发剂的半衰期是一个十分重要的指标。
c 临界温度：指引发剂分解产生大量自由基时所需的最低温度。临界温度以下分解很慢，而达到临界温度以上分解很快，引发速度明显提高，固化反应明显放热。作为不饱和树脂引发剂的过氧化物，其临界温度大致都在60～130℃范围，如低于60℃，在室温下就很不稳定，不易作聚酯的引发剂。
d 活性氧含量：指活性氧占过氧化物引发剂分子总量的百分比。这一指标只用来评定
过氧化物的质量，表示过氧化物纯度的高低和产生自由基数量的大小，不能用来比较引发剂的活性。
引发剂的引发效率是指用于引发固化形成链自由基的量占总引发剂耗量的分数。引发效率除上述引发剂本身指标的影响外，还要考虑引发剂所在体系和外在条件的影响。例如：引发剂自身的诱导分解、溶剂的笼蔽效应等都会使引发效率小于1。
3)引发剂的选择
不饱和聚酯树脂的固化选用什么样的引发剂，取决于使用要求。
a 根据固化温度选择适当活化能和半衰期的引发剂，使自由基形成的速率适中，满足使用要求。
b 引发剂的用量对固化速度影响很大。量大了，放热很快，易失控，且形成的固化物分子量也小，使力学性能变差。量太小，会造成固化不完全，甚至会永久的欠固化。引发剂用量一般为树脂量的1%左右。对氧化-还原体系，因产生的自由基近一半用于聚合，另一半则还原成负离子或其它产物，故引发剂用量应为树脂量的2% 。
1.2.3.2链增长
当不饱和聚酯和乙烯基单体(如苯乙烯)中的双键引发后就进行着链增长反应，形成网络大分子。在这一过程中同样有四个增长反应进行竞争，影响着共聚物中两种单体链节的组成与排列。而其中的一个重要参数为两种单体的竞聚率r1 及 r2。我们希望得到一个均匀的交替共聚的交联网络。一般认为，分子量不高的线性不饱和聚酯与苯乙烯共聚时，其活性接近于反丁烯二酸二乙酯，苯乙烯与反丁烯二酸二乙酯的竞聚率r1 及 r2分别为0.3及0.7，两值均小于1，在链增长过程中具有良好的共聚倾向，可以形成均匀网络，获得固化树脂的合适性能。
1.2.3.3链终止
不饱和聚酯树脂的链终止反应主要是双基终止，用苯乙烯作交联单体时，偶合终止是主要倾向。线型不饱和聚酯分子链上含有多个双键，可与苯乙烯发生共聚，当共聚反应到一定程度时会形成三向网状结构，出现凝胶现象，此时常伴随着自动加速效应，使聚合速率剧增，体系急剧放热，温度可升高至150-200℃，温度升高可进一步促使共聚反应，使网状结构更为紧密，同时紧密的结构也限制了单体的扩散运动速度，此时链自由基消耗殆尽，使聚合速度下降，聚合物链不再增长。但在不饱和聚酯树脂固化网络里仍然存在着长寿命自由基，在一个相当长的时间里可以继续进行反应。
1.2.4 不饱和聚酯树脂交联固化反应活性
由于不饱和聚酯树脂结构的不同，其在性能上也有很大差异。反应活性高的树脂，其力学性能优良，耐热性也好。因此，反应活性的高低在一定程度上反映了聚酯树脂性能的好坏。影响不饱和聚酯树脂反应活性的因素有以下几个方面。
(1)不同交联剂的影响
不饱和聚酯树脂的交联剂多为不饱和烯类化合物。交联剂的结构会大大影响交联剂的反应活性，一般说来有三个方面因素：共轭效应；电子效应；位阻效应。共轭程度高，单体的反应活性高，容易发生交联反应；单体的取代基吸电子性越强，其活性越大；取代基越多，反应活性越低。ɑ-甲级苯乙烯比苯乙烯的反应活性低的多，甲基丙烯酸的反应活性比丙烯酸的反应活性低，甲基丙烯酸酯的反应活性也比丙烯酸酯低。除此以外，交联单体结构会大大影响聚酯的性能如加工性、水溶性、光学性能、热性能、电性能等。
不饱和聚酯中双键的反应活性是很低的，但与不饱和烯类交联单体共聚反应活性较高。不同交联单体的反应活性也不相同。一般不饱和聚酯与交联单体苯乙烯共聚反应的速率是
不饱和聚酯均聚速率的20-30倍，因此不饱和聚酯多选用与苯乙烯一起使用。而如用甲基丙烯酸甲酯与不饱和聚酯共聚，由两种单体的竞聚率可知，甲基丙烯酸甲酯的均聚倾向较大，不饱和聚酯的共聚倾向较大，其结果在共聚物中甲基丙烯酸甲酯的重复链结较多，随反应进行甲基丙烯酸甲酯很快消耗完，最后会有较多的不饱和聚酯没有进行共聚。因此用甲基丙烯酸甲酯作交联单体固化的不饱和聚酯树脂的网络结构不如用苯乙烯作交联单体来得紧密。ɑ-甲基苯乙烯因其反应活性较低不能单独使用。若参入一些替代苯乙烯，可以降低固化时的最高放热峰温度，减少收缩率。
(2)苯乙烯交联剂用量的影响
苯乙烯由于活性高、反应快、性能好、价格低，是不饱和树脂应用最广的交联剂。其用量影响不饱和聚酯中双键的百分数。通常苯乙烯含量的提高，有利于聚酯双键反应百分率的提高。当苯乙烯与聚酯双键摩尔比在1.6-2.4之间时，树脂具有较高的双键反应百分率，即交联密度高，具有良好的综和性能。
通过实验证实，两个不饱和聚酯分子链间单体苯乙烯的交联重复单元为1-3个。工业上不饱和聚酯树脂中的苯乙烯的含量一般在30%-40%之间。这一含量的确定是根据成型工艺的操作性能和树脂固化后的性能确定的。实践表明，这一含量基本上能在这两者间取得综合平衡性能，使固化树脂的网络结构较紧密。
不饱和聚酯树脂中苯乙烯含量对聚酯双键反应的影响
树脂中苯乙烯的摩尔比苯乙烯/聚酯的反式双键摩尔比固化时反式双键的反应摩尔比
0.289 0.407 38.13
0.393 0.647 57.80
0.478 1.916 74.54
0.549 1.221 84.22
0.611 1.570 94.61
0.710 2.442 93.83
0.786 3.663 97.77
0.872 6.8.3 94.42
0.917 10.990 99.22
0.936 14.653 99.33
(3)不饱和聚酯分子链中双键密度的影响
不饱和聚酯树脂反应活性通常以其中所含不饱和二元酸的摩尔数占二元酸总摩尔数的百分数来衡量。不饱和酸占70%以上为高反应活性；60-30%为中反应活性；30%以下为低反应活性。不饱和聚酯分子链中双键含量越高，聚酯树脂的反应活性越高，达到完全固化的时间越短。高反应活性的聚酯与苯乙烯交联密度高，提高了热变形温度。低反应活性的聚酯与苯乙烯交链密度低，体积收缩率低，适用于浇铸制品。
(4)不饱和聚酯中双键顺、反结构的影响
不饱和聚酯中双键的顺、反结构，其反应活性不同。通常反式比顺式反应活性高，如富马酸酯与乙烯基单体反应要比马来酸酯与乙烯基单体的反应快40倍。顺式双键在一定条件下可以转化为反式双键。a .在较高温度和较长时间条件下，转化率较高。 b.聚酯结构中有仲醇，其顺式向反式的转化率也要高。
顺式双键异构化与反应温度的关系
反应温度/℃转化率/% 反应温度/℃转化率/%
105 34 148 75
125 56 180 96
不同二元醇对顺式双键异构化的影响
二元醇结构转化率/%
1.2丙二醇仲醇 96
乙二醇伯醇 64
二乙二醇伯醇 53
1.6己二醇伯醇 36
(5)不饱和聚酯树脂中阻聚剂及其他添加剂的影响
为了不饱和聚酯树脂的稳定，常在其中加入阻聚剂或缓聚剂。这是一种能与链自由基反应形成非自由基或不能再引发的低活性自由基，使交联固化速率降低为零的物质。因此，低反应活性的树脂有可能因为其中加入的阻聚剂量很少而显得反应活性很高，而高反应活性的树脂也可能因其中加入了过量的阻聚剂而变得不甚活泼。另外其他添加剂例如：阻燃剂、色浆、低收缩剂、各种填料的加入，引入了磷、卤、金属离子或其他因素，都会影响树脂交链反应活性。
(6)固化剂、阻聚剂用量的影响
用JX-196树脂作固化实验，不同固化剂、阻聚剂用量的影响如下：
组号 BPO TBC HQ N-Cu 凝胶时间min 放热峰温度℃固化时间min
1 0.3 0 0 0 3.7 178 1.7
2 0.
3 0.02 0.07 0.07 12.9 143 3.05
3 0.3 0.02 0.07 0.02 12.3 167 2.7
4 0.3 0.04 0.04 0.04 11.3 164 2.6
5 0.
6 0.02 0.0
7 0.07 8.3 181 1.7
6 0.6 0.02 0.0
7 0.02 6.4 184 1.5
7 0.6 0.04 0.04 0.04 7.6 185 1.3
8 0.9 0.04 0.04 0.04 4.2 191 1.2
从上述实验可以看出：三组不同固化剂用量固化结果形成三个阶梯，用量越大，固化越快，放热峰越高。不同的阻聚剂和不同的用量固化效果也为不相同。因此在树脂制造和使用过程中，掌握好阻聚剂、固化剂的合理匹配十分重
要。
2 、不饱和聚酯树脂固化网络结构分析
2.1不饱和聚酯树脂交联网络结构
不饱和聚酯中的双键与交联剂中的双键聚合形成不溶不熔的交联网络结构，网络中含有两种聚合物分子链结构。网络主体由不饱和聚酯分子链的无规线团组成，苯乙烯共聚分子链穿插其中，将不饱和聚酯分子链连接和固定起来，形成一个巨大的网。在网中不饱和聚酯分子链平均分子量为1000-3000。连接在不饱和聚酯分子链间苯乙烯分子链的长度为1～3个，而从某个引发点开始，聚酯分子→苯乙烯链→聚酯分子→苯乙烯链→这样的连续重复，最多也只有7～8个交替，这样苯乙烯共聚物分子链平均分子量可达8000-14000。整个网络结构平均分子量为10000～30000。如果网络分子量小于10000会直接影响制品的力学性能，如强度、弹性和韧性等。
2.2 不饱和聚酯树脂交联网络的长寿命自由基
不饱和聚酯树脂交联网络在固化过程中，不饱和聚酯和苯乙烯各自双键的聚合进程及残留率的变化具有一定的特色。实验表明不管聚酯树脂交联网络完善与否，都会产生一些
自由基无法终止的空间位阻的死点，形成长寿命自由基。这些长寿命自由基又只会存在于不饱和聚酯链上，而不会出现在只有两个官能度的小分子的交联剂上。由于长寿命自由基的存在，不饱和聚酯树脂固化后交联反应仍能进行。温度的升高，特别是接近树脂玻璃化温度时，分子的可动性大大增加，长寿命自由基得以活动，可以和残余的交联剂单体继续进行交联反应，这就是树脂后固化可以提高固化度的原因。
2.3 聚酯树脂网络结构中的微相分离现象
实验分析表明，在交联良好的不饱和聚酯树脂中也存在着一种微相分离结构。这种微相分离很可能是在聚合过程中，由于不同分子链的相互排斥作用，聚酯链和交联剂以某种方式分别敛集在一起而产生了分相。固化初期的放热峰使两相相互溶合在一起，这是不饱和聚酯树脂形成均匀网络的重要条件。但放热峰后相分离的过程又在随着时间的延续不断进行和发展。低温的处理可加速该微相分离的发展，相反，热处理可以消除这种微相分离。当温度升高时首先可以使敛集较松的分相区破坏，温度再升高又可使敛集较紧的分相区破坏，最后，玻璃化温度以上的高温就可使所有分相区消除。相区一经破坏，再重新聚集分相就不象聚合时单体运动、排列自如，而要受到网络的限制。而在两相玻璃化温度以上的高温处理导致在网络均匀状态下进一步的聚合和交联，可从根本上消除这种微相分离。
微相分离现象的存在对材料的性能有相当大的影响。实验表明，同一条件下聚酯浇铸体样品，25℃室温固化30天，固化度达到90.2%，其巴柯硬度为38.5。而经高温处理后，虽然固化度提高不大为92.6%，但由于消除了相分离的影响，巴柯硬度竟达到44.4。可见微相分离对树脂的硬度影响很大。同时也可以理解高温后处理试样刚度大大超过室温固化试样的原因所在。因此，我们要十分强调不饱和树脂玻璃钢制品，尤其是防腐蚀、食品用等玻璃钢设备，一定要经过高温后处理，消除微相分离现象再投入使用。
2.4交联剂对网络结构的影响
上面已经说到，两种单体交联固化时，竞聚率在影响不饱和聚酯树交联网络的均匀性方面起着关键性的作用。因此在选择交联剂时必须注意竞聚率，使交联剂与不饱和聚酯能很好的交替共聚，形成均匀的网络结构。此外交联剂分子量要小一点，官能度要低，与聚酯要有优良的相容性。交联剂用量的选择上，一般说来交联剂用量过少，不饱和聚酯的双键不能完全反应，用量过多又必然形成大量的塑性链，这两种情况都不能使树脂形成均匀紧密地网络。实验表明，交联剂苯乙烯的用量通常为35%左右，即与聚酯双键之比在1:1.6～2.4之间。
2.5不饱和聚酯分子量对交联网络的影响
聚酯分子量越大，分子链越长，分子量越小，分子链越短。实验表明，随着聚酯分子量的增加，形成完整网络的概率也越大，分子量小，形成完整网络就较困难。随着分子量增加，网络中端基减少，节点增加，耐热性越好。因此分子量大的树脂耐热性能较高。
2.6 不饱和聚酯分子结构对网络性能的影响
不饱和聚酯交联点间分子结构对网络热性能有直接的影响。不饱和聚酯分子结构单元由双键、酯键、醚键、亚甲撑、芳环类等集团组成。一般情况下，双键之间的链节越短，树脂的热变性温度就越高。双键间链节延长会使热变性温度降低。
弯曲强度是材料拉伸强度和抗压强度的综合体现，是材料性能重要的指标。树脂的交联密度越高，承受负荷的分子链越多，弯曲强度也应越高。但有时实际上却非如此。这是因为树脂网络是极不均匀的，而且均匀性随交联密度的增加而下降。因此在外力的作用下，各分子链的受力也不均匀。再有，高交联密度树脂其分子张紧而难以运动，变性量很小，在外力作用下宁折不弯。可见高交联树脂由于均匀性差，分子链难以松弛双重原因会造成他们弯曲强度不高。一个有高温使用价值的树脂，其理想的分子结构应该是在双键间主链中
引入一连串非对称的芳杂环结构，最好能带有少量的极性键。
2.7 引发剂及固化条件对树脂网络结构的影响
(1)引发剂种类不同，树脂交联固化性能也不同。以过氧化环己酮(HCH)/环烷酸钴(CoN)和过氧化苯甲酰(BPO)/二甲基苯胺(DMA)两种氧化-还原体系为例进行固化实验可以看到：以BPO/DMA体系引发以苯乙烯为交联剂的树脂，固化达80h的过程中用丙酮萃取的百分率缓慢下降至24.9%，而以HCH/CoN体系引发同样以苯乙烯为交联剂的树脂固化至4.5h后即下降至24.5%，可见以HCH/CoN体系引发固化不饱和聚酯树脂要比BPO/DMA体系引发更为有效。同时发现，以HCH/CoN引发体系固化的树脂网络中长寿命自由基的数量10个月后仍然不低于固化80天后的数量。相比之下，以BPO/DMA引发体系固化的树脂网络中长寿命自由基的数量却很快消失殆尽了，充分说明该体系对树脂网络的形成有很大影响。尤其固化后期要达到较高的固化程度比较困难。
(2)固化条件不同树脂固化网络的性能也将有很大差异。以天津巨星公司JX-196树脂为例：取JX-196树脂，加入HCH/CoN引发体系后分成两份，分别置于25℃恒温水浴和25℃空气浴中，记录下每一试样在固化过程中温度的变化情况。可以看到，在固化前期树脂的温度情况水浴与空气浴基本一致，但是在凝胶以后，在空气浴中固化样品放热峰较高，而在水浴中固化样品放热峰温度比前者要低20-30℃。再将两种样品进行后固化处理以后测定，在空气浴中固化的试样各种性能参数都明显优于在水浴中固化的试样。这说明同一树脂在经历不同固化条件时，起始的固化度有明显差别。虽然只要有足够的引发剂存在并经高温后处理，最终固化度将趋于一致，可是固化性能却有显著差别。这就是说，初始的固化条件奠定了交联网络结构基础，因而也就在相当大的程度上确定了材料的物性。所以在固化工艺中有一种所谓成夹生饭无法再煮熟之说。树脂固化以后分子就难以穿插运动了，因此影响网络结构的关键时刻是凝胶时刻的一段时间，在这段时间，为了保证树脂网络结构的均匀性和连续性，要求交联剂继续渗透和溶胀，而此时出现的放热峰起到了这种作用，虽然交联产物最终固化度未见得更高，但性能却要比无放热峰者为好。
JX-196树脂在空气浴与水浴中固化性能比较
凝胶时间min 放热峰温度℃巴柯硬度弯曲强度KPa
空气浴℃ 9.7 184 43 211
水浴℃ 11.6 163 30 188
3、不饱和聚酯树脂常温固化
不饱和聚酯树脂交联固化所用引发剂、促进剂品种很多，以下介绍几种常用的引发剂和促进剂。
3.1过氧化环己酮
过氧化环己酮为固体粉末状，很不稳定，故常配成50%的糊状物，就是常说的[Ⅰ]号固化剂。是由环己酮和过氧化氢在酸性介质中反应制得，制备方法分两步法和一步法。两步法是先用环己酮和过氧化氢反应得到过氧化环己酮，再与邻苯二甲酸二丁酯混合成糊状产品。一步法则直接以邻苯二甲酸二丁酯作溶剂，使环己酮与过氧化氢反应制得糊状产品。两种方法反应原理相同，通过环己酮与过氧化氢的不同摩尔比，可以得到具有不同分子结构的过氧化物。实际生产时所得产物为复杂的混合物。这些不同结构的过氧化物的临界温度以及在环烷酸钴存在下分解自由基的速度已经测定。一般来讲，氢过氧基(-O-OH)多时其活性高，羟基(-OH)多时活性低。具有两个(-O-OH)的过氧化物比具有一个(-O-OH)和一个(-OH)的过氧化物活性大；具有两个(-OH)的过氧化物与钴盐不起作用，或者说钴盐不能促
进含有两个羟基(-OH)的过氧化物。不同厂家和不同方法生产的产品，其成分会有不同。性能上会有差别，使用时要进行试验。
3.2过氧化苯甲酰
过氧苯甲酰为白色粉末，性能极不稳定摩擦、撞击、遇热、或与还原剂接触，都能引起爆炸。现在多用于树脂的中、高温固化成型工艺。应用于不饱和树脂常温固化时，把过氧化苯甲酰制成二丁酯糊状物，含量为50%，就是常说的[Ⅱ]号固化剂，应用时与[Ⅱ]号促进剂配伍。
3.3过氧化甲乙酮
过氧化甲乙酮是不饱和聚酯树脂应用最广泛的常温固化剂。纯态过氧化甲乙酮很不稳定，易分解以致爆炸，有氧化着火危险，常用邻苯二甲酸二甲酯稀释后使用，这就是常说的V号固化剂。其价格低、易与树脂混溶、使用方便、固化效果好。与钴促进剂连用，适于室温固化，使用温度范围15～25℃。缺点是：对水敏感，因为水会使促进剂失去活性；
不同厂家生产的产品在质量上都有差别，总活性氧含量在9～11%之间，有的甚至更高。由于过氧化甲乙酮很不稳定，即使在室温下也会缓慢分解出气体，有着火危险。故国际上规定过氧化甲乙酮活性氧含量不得超过10%。
过氧化甲乙酮主要组分变异和过氧化环己酮类似，也是多组分的混合体。控制甲乙酮与过氧化氢的摩尔比，可得到不同结构的产物。不同的异构体有不同的性能。氢过氧基(-O-OH)使活性增大，羟基(-OH)使活性减小。过氧化甲乙酮主要有以下三种结构：
㈠甲乙基二过氧化氢
㈡二(1-氢过氧基，甲乙基)过氧化物
㈢过氧化氢
过氧化甲乙酮的不同结构在树脂固化时具有不同的作用：
①过氧化氢决定树脂的凝胶时间；
②甲乙基二过氧化氢决定树脂初始固化速度；
③二(1-氢过氧基，甲乙基)过氧化物决定整个固化及后期固化；
过氧化氢含量过高，尽管凝胶时间短，但会有许多负面影响，过氧化甲乙酮在使用中的反常现象主要是由过氧化氢的反常分解造成的。在实际使用时我们有时会发现，预促进树脂加入过氧化甲乙酮后有许多泡沫产生，这就是过氧化甲乙酮中过量的过氧化氢大量分解的结果。当其分解自由基速度比被不饱和双键吸收速度快时，大量过量自由基会互相结合而失去活性，进而导致树脂因自由基不足而固化不完全的严重后果。
3.4促进剂
促进剂与过氧化物的常用配伍
促进剂过氧化物说明
环烷酸钴或异辛酸钴过氧化甲乙酮或过氧化环己酮、过氧化乙酰丙酮可室温温固化，促进剂用量为０５－２％
环烷酸锰或异辛酸锰同上不单独使用与钴盐并用可延长使用期温度达6０℃，促进作用比钴大10倍，
异辛酸钾同上不单独使用与钴盐并用有明显促进效果，与钴、钙并用可使产品无色。
异辛酸钙同上不单独使用，与钾、钙并用可使产品无色
磷酸钒异丙苯过氧化氢、酮过氧化物可得浅色制品
二甲基苯胺二酰基过氧化物（如BPO）与ＢＰＯ配伍，可在低温固化，不怕水。如加入到钴系促进剂中，固化时间明显缩短
二乙基苯胺同上凝胶时间长，固化时间短
二甲基对甲苯胺同上凝胶快但固化慢
促进剂是能降低引发剂分解温度或加速引发剂与树脂反应速度的一类物质。选用促进剂是为了控制不同温度下的固化速度，特别是常温固化。常温固化时Ⅰ号引发剂只能选用Ⅰ号促进剂，Ⅱ号引发剂只能选用Ⅱ号促进剂。因为钴盐与过氧化氢类引发剂起作用而不与过氧化物起作用；叔胺类化合物与过氧化物起作用而不能与过氧化氢物起作用。为了快速固化，可用双组分促进剂。如在钴盐中加入少量叔胺类化合物，可使树脂凝胶时间大大缩短，特别是在低温和含水情况下，应用双组分促进剂效果特别明显。
值得注意的是，少量水份、游离的二元醇或其他金属盐类可与钴盐形成络合物，降低钴盐的促进效果。水同Co２+形成络合物的速度大于同过氧化氢物发生氧化还原反应的速度，因而水干扰了Ｃｏ２+促进过氧化氢物分解形成自由基，结果凝胶时间和固化时间都会延长；这就是水影响过氧化甲乙酮和过氧化环己酮固化效果的原因。在芳叔胺存在下叔胺上的氮原子能与Ｃｏ２＋络合，降低了同水的络合能力，有利于过氧化氢物分解形成自由基。有机羟基化合物如甲醇、乙醇、乙二醇等也能和Ｃｏ２＋形成络合物，使凝胶和固化时间延长。碱金属和碱土金属的离子化合物对Ｃｏ２＋促进剂具有协同效应，可以配制多种复合促进剂，以改善固化效果。促进剂与过氧化物的常用配伍见上
表。
3.5常温固化体系
过氧化物与合适的促进剂搭配形成氧化－还原固化体系是常用的常温固化体系，能收到优良的固化效果。
3.5.1过氧化环己酮、过氧化甲乙酮与环烷酸钴或异辛酸钴配伍的氧化-还原体系是目前不饱和树脂固化应用最广泛的常温固化引发体系。但应注意少量水份、游离二元醇或其他金属盐类可与钴盐形成络合物，降低钴盐的促进效果。
在过氧化酮类-钴盐体系中，加入少量二甲基苯胺有明显促进作用，这是因为过氧化酮的分子中既有ROOH的结构，又有ROOR的结构，二甲基苯胺可与ROOR反应加速其分解。如在酮-钴体系中加入锰盐，可降低树脂的固化速度延长使用期。钾、钙、钒等离子的引入可以配制许多不同性能和不同效果的促进剂。
目前环烷酸钴已经很少使用，大都采用异辛酸钴配置促进剂。这是因为环烷酸是环烷烃的羧基衍生物，分子量不固定(180-350），其钴含量难以计算的十分准确，影响促进效果。再有，环烷酸颜色较深，不能配制无色促进剂。
3.5.2 过氧化苯甲酰-二甲基苯胺的氧化-还原体系也是大量采用的常温固化系统，目前多用于特殊场合。其特点是：①有水份存在时，并不影响树脂固化性能，可以在潮湿条件下进行施工；②温度低于15℃，甚至在-5℃时亦能引发固化。这一体系的缺点是：①固化后树脂的耐光性差，易变色泛黄；②与钴盐体系相比，树脂的充分固化困难；③发热量大，浇铸体易开裂。
3.6 不饱和聚酯树脂常温固化应用
常温固化大都选用过氧化甲乙酮–异辛酸钴固化体系，称作Ⅴ号固化体系。Ⅴ号固化剂活性氧含量一般为10%以下，天津巨星公司销售的M-50固化剂活性氧含量为9.9%，是天津阿克苏诺贝尔公司生产的一种高品质的常温固化剂；天津巨星公司生产的1-B、1-C两种
促进剂钴含量为0.8～1%，是异辛酸钴与钾、钙、锰配伍的复合促进剂。和市售的Ⅴ号固化体系比较具有优良的固化效果。我们用M-50固化剂/1-B促进剂体系与当前市场上销售的V ﹟固化剂/1﹟促进剂体系进行试验对比，结果如下表。
不同固化体系的对比 (室温26℃)
组号固化体系类型凝胶时间min 2小时巴柯硬度 20小时巴柯硬度
1 M-50固/1-B促 8.7 20 35
2 V﹟固/1﹟促 15 0 10
3 M-50固/1﹟促 17.5 10 20
4 V﹟固/1-B促 8.4
5 20
注：196树脂100克，M-50固化剂、1-B促进剂、V﹟固化剂、1﹟促进剂的用量均为树脂量的1%。
实验分析：
①从凝胶时间分析：
1组与2组比较，1组明显优于2组。2组整体效果差。
1组与3组比较，说明1﹟促进剂效果较差。
1组与4组比较，V﹟固化剂与M-50前期效果相当。
②从巴柯硬度分析：
1组与2组比较，1组明显优于2 组。2组整体效果差。
1组与3组比较，说明1﹟促进剂效果较差。
1组与4组比较，说明V﹟固化剂影响后期固化。
从上述实验可以看出，市售的V号固化剂/1号促进剂体系，固化效果较差。在使用过程中刚加入V号固化剂树脂体系就泛起大量泡沫。这种现象表明该固化剂过氧化氢含量过高，水含量过大，虽然能够引发固化，但后期固化效果差，甚至会永久的欠固化。1号促进剂的加入不但影响凝胶时间，也影响后固化。经测试，1号促进剂钴含量只有0.24%，而且采用的溶剂以甲醇为主，这就大大消弱了钴的促进作用。
从这一例子可以看出，市售的固化体系鱼龙混杂，品质不一。我们在使用时一定要认真选择，并且事先作固化实验。
参考文献：
[1]黄发荣，焦扬声，郑安呐：塑料工业手册---不饱和聚酯树脂
[2]沈开猷：不饱和聚酯树脂及其应用
[3]周菊兴，董永祺：不饱和聚酯树脂
[4]徐绍刚：不饱和聚酯树脂固化用过氧化物
[5]栢孝达，肖淑红：不饱和聚酯树脂的固化
不饱和聚酯树脂的合成
不饱和聚酯树脂的合成 [1]主要原料 (一)二元醇 乙二醇是结构最简单的二元醇，由于其结构上的对称性，使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性，这便限制了它同苯乙烯的相容性，因此一般不单独使用，而同其它二元醇结合起来使用，如将60%的乙二醇和40%的丙二醇混合使用，可提高聚酯树脂与苯乙烯的相容性；如果单独使用，则应将生成树脂的端基乙酰化或丙酰化，以改善其相容性。 1，2丙二醇由于结构上的非对称性，可得到非结晶的聚酯树脂，可完全同苯乙烯相溶，并且它的价格相对讲也较低，因此是目前应用最广泛的二元醇。 其它可用的二元醇有： 一缩二乙二醇——可改进聚酯树脂的柔韧性； 一缩二丙二醇——可改进树脂柔韧性和耐蚀性； 新戊二醇——可改进树脂的耐蚀性，特别是耐碱性和水解稳定性。 以上几种二元醇，或由于树脂柔韧性太大而失去强度，或应改善树脂与苯乙烯相溶性，它们一般不单独使用，应和其它二元醇混合使用。具有高度耐用化学腐蚀的聚酯树脂，常常用双酚A或氢化双酚A作原料，为生成一种适合与二元酸反应的二元醇，双酚A应预先同环氧丙烷或环氧乙烷反应，生成两端具有醇羟基的二元醇，如D-33二元醇。 用氯化或溴化的二元醇，不仅表现出阻燃性，也改善了耐蚀性。 加入少量的多元醇，如丙三醇和季戊四醇，可较大程度地改善树脂的耐热性。 不饱和聚酯树脂的耐化学腐蚀性取决于树酯的化学结构。在聚酯树脂中酯键是最薄弱的环节，易受酸和碱的作用而发生水解。酯键周围空间的不同的化学结构对于酯键有着不同的空间位阻保护作用，而使制品表现出不同的耐蚀性。酯键的空间位阻保护作用： PO-BPA>NPG>PG>EG
（二）不饱和二元酸 不饱和聚酯树脂中的双键，一般由不饱和二元酸原料提供。树脂中的不饱和酸愈多，双键比例愈大，则树脂固化时交联度愈高，由此使树脂具有较高的反应活性，树脂的固化物有较高的耐热性，在破坏时有较低的延伸率。 为改进树脂的反应性和固化物性能，一般把不饱和二元酸和饱和二元酸混合使用。 1，顺丁烯二酸酐（马来酸酐）和顺丁烯二酸（马来酸）是最常用的不饱和酸。由于顺丁烯二酸酐具有较低的熔点，并反应时可少缩合出一分子水，故用得更多。 2，反丁烯二酸（富马酸）是顺酸的反式异构体，虽然顺酸在高于180°C缩聚时，几乎完全可以异构化而变成反式结构，但用反丁烯二酸制备的树脂有较高的软化点和较大的结晶倾向性。 3，其他的不饱和酸，如氯化马来酸、衣康酸和柠康酸也可以用，但价格较贵，使用不普遍。此外，用衣康酸制造的树脂，也会出现树脂与苯乙烯混溶稳定性的问题，尽管氯化马来酸含26%的氯，但要作为阻燃树脂使用，含氯量仍是不够的，还必须加入其它阻燃成分。 （三）饱和二无酸 加入饱和二元酸的主要作用是有效地调节聚酯分子链中双键的间距，此外还可以改善与苯乙烯的相容性。 1，为减少或避免树脂的结晶问题，可将邻苯二甲酸酐作为饱和二元酸来制备不饱和聚酯树脂，所得的树脂与苯乙烯的相溶性好，有较好的透明性和良好的综合性能。此外，邻苯二甲酸酐原料易得，价格低廉，因此是应用最广的饱和二元酸。 2，间苯二甲酸与邻苯二甲酸酐相比，改进了邻苯型聚酯中由于两个酯基相靠太近而引起的相互排斥作用所带来的酯基稳定性问题，从而提高了树脂的耐蚀性和耐热性，此外还提高了树脂的韧性。间苯二甲酸可用于合成中等耐蚀的不饱和聚酯树脂。对苯二甲酸与间苯二甲酸相似，用对苯二甲酸制得的聚酯树脂有较好的耐蚀性和韧性，但这种酸活性不大，合成时不易反应，应用不多。 3，含氯和含溴的饱和二元酸，可以用来制造阻燃树脂。a, 氯菌酸酐（HET
不饱和聚酯树脂的固化
不饱和聚酯树脂的固化 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
不饱和聚酯树脂的固化机理 引言 不饱和聚酯树脂（UPR）的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题，但是因为影响固化反应的因素相当复杂，而在UPR的各种应用领域中，制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。所以，我们有对UPR的固化进行较深入探讨的必要。（探讨不饱和聚酯树脂的固化，首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义）。 2．与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义 固化的定义 液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合，形成三向交联的不溶不熔的体型结构。这个过程称为UPR的固化。 固化剂 不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应，如何能使反应启动是问题的关键。单体一旦被引发，产生游离基，分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。 饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂，由于化学键发生断裂所需的能量不同，对于C—C键，其键能E=350kJ/mol，需350-550℃的温度才能将其激发裂解。显然，在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质，这就是有机过氧化物。一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。我们可以利用有机过氧化物的这一特性，选择其中的一些作为树脂的引发剂，或称固化剂。
固化剂的定义：不饱和聚酯树脂用的固化剂，是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物，又称为引发剂或催化剂。 这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。在传统的观念上，“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的，它们在促进反应的同时，本身并没有消耗。而在UPR固化反应中，过氧化物必须在它“催化”反应以前，改变它本身的结构，因此对于用于UPR固化的过氧化物来说，一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。 说到过氧化物我们要有必要了解的两个概念是活性氧含量和临界温度。其中“活性氧”或“活性氧含量”是一个与固化剂有密切关系并常常被误会的概念。 活性氧含量：活性氧含量简单来说就是过氧化物中氧和过氧化物分子总量的百分比。 从这个概念本身来说，一个具有较低的分子量的过氧化物的活性氧含量可能相对较高。但这并不意味着活性氧含量高的过氧化物比活性氧含量低的过氧化物具有更多或更快的活性。（因为我们很多应用厂家是用活性氧含量作为考核固化剂的一个指标）事实上，活性氧含量仅仅是作为一个恒量任何一个特定的过氧化物的浓度和纯度的一个尺度。人们发现许多具有较高的活性氧含量的过氧化物并不适合用于固化树脂，因为它们在标准的固化温度下会很快地分解或“耗尽”，也就是它分解游离基的速度过快。由于游离基总是有一种彼此间相互结合的强烈倾向，当游离基产生的速度比它们被不饱和双键利用的速度快时，它们会重新组合或者终止聚合链，从而产生低分子量的聚合物而导致不完全固化的结果。（典型的例子就是过氧化氢）。
不饱和聚酯树脂
不饱和聚酯树脂 20031015——用于改善复合材料耐水性的硅烷偶联剂。 用于改善复合材料包括不饱和聚合材料耐水性的硅烷偶联剂是由氨基硅烷(R40)3—6SiR2R3bNH(R1NH)aSiR2R3b (0R4)3—6与甲基丙烯酸2-异氰酸乙酯反应而制成的，其中R1＝C1—8羟苯基；R2＝C3—9羟苯基；R3＝C1—6羟苯基；R4＝Cl—3羟苯基；a、b＝0~2。 (CAl32：23497) 20031016——多层着色的阻燃树脂屋顶材料。 该屋顶材料包含一层背层、一玻璃纤维层、一装饰性纸层和一表面层。表面层的组分为阻燃剂磷酸三酯l0%~30%，固化剂2%~4%，助催化剂3%~8%和不饱和聚酯树脂No.182至100%，最佳配比为，磷酸三酯20%，固化剂3%，助催化剂5%和不饱和聚酯树脂 No．182 至 l00%。背层由阻燃剂Al(0H)320%~50%、氯丁橡胶10%~30%、固化剂2%~4%、助催化剂3%~8%和不饱和聚酯树脂No．191至l00%，最佳配比为Al(OH)340%，氯丁橡胶10%，固化剂3%，助催化剂5%和不饱和聚酯树脂No．191至100%。(CAl 32：208902) 20031017——+含有苯乙烯聚合物的低收缩不饱和聚酯组成物。 不饱和聚酯组成物包含5%~30%(以聚酯为基准)3—维苯乙烯聚合物搀合物和1%~l0%(以聚酪为基准)非交联的聚苯乙烯，其平均分子质量为70000。该组成物在固化过程中显示了较低的收缩性，提供固化物颜色的均匀性。例如，100份的组成物包含100份的980：472：473：157：104的马来酸酐-氢化双酚A-丙二醇-—缩二丙二醇-新戊二醇共聚物和75份苯乙烯与15份3维聚苯乙烯(SGP 70 C)；3份非交联的聚苯乙烯(Himer SB150)，1份硬化剂(Perbuty lZ)，300份A1(OH)3，玻璃纤维和其他添加剂，其在模具中固化得到一半透明的试片，该试片表面光滑、减少颜色的不均匀性。(CAl32：309217) 20031018——具有优良阻燃性的含三价磷无卤树脂。 用于镀铜板的树脂含有五价磷和C＝C双键但无磷酸酯键。例如，三羟丙基氧化膦，马来酸酐，琥珀酸酐(T＝酸酐)，甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的反应物50 g，含有YDl28环氧树脂的甲基丙烯酸和苯乙烯的乙基酯树脂50g和1．25g Percumy)，1H(氢过氧化枯烯)的混合物在模具中固化得到试片，其试片的弯曲模量为3．50GPa，玻璃化转变温度155℃。(CA132：309464) 20031019——用于提高玻璃纤维增强不饱和聚酯耐热性和耐水性的硅烷偶联剂。 由NH2(R1M-1)2R2SiR3b(0R4)3—6与氰乙烯基苄基氯和甲基丙烯酸2-异氰酸乙酯反应制备硅烷偶联剂，其中R1＝C1—8含羟基苯基，R2＝C3—9含羟基苯基，R3＝C1—6含羟基苯基，R4＝Cl—3羟基，a＝0~2，b＝0~2。首先N-β-(胺乙基)-γ-胺丙基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸-2-异氰酸乙酯(Karenzu Mo1)40℃时反应2h，再与乙烯基苄基氯在MeOH下60℃反应6h得到硅烷化合物，将玻璃织布(WEA 7628)在其中浸渍，再浸渍不饱和聚酯树脂(Ripoxy。 R 806B)。堆叠、固化得到—板式制品，其在260℃时20 s不起泡，280℃时不起白斑。(CAl32：23472) 20031020——纤维增强塑料的配件、管件及其制备。 具有优异耐水性能的配件和管件是由缠绕长纤维如粗纱浸于热固性树脂中绕一金属芯，进一步缠绕织物或针织纤维带在长纤维上，然后固化树脂而制备。例如，一种由不饱和聚酯浸渍粗砂和玻璃纤维带制成的管件，其装有20 kg／cm2
关于不饱和聚酯树脂
关于不饱和聚酯树脂 通过阅读与不饱和聚酯树脂相关方面的书籍，使我对不饱和聚酯树脂有一个更为直观的了解： 不饱和聚酯树脂，一般是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。通常，聚酯化缩聚反应是在190～220℃进行，直至达到预期的酸值（或粘度），在聚酯化缩反应结束后，趁热加入一定量的乙烯基单体，配成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。 物理性质 不饱和聚酯树脂的相对密度在1.11～1.20左右，固化时体积收缩率较大，固化树脂的一些物理性质如下： ⑴耐热性。绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在50～60℃，一些耐热性好的树脂则可达120℃。红热膨胀系数α1为（130～150）×10-6℃。 ⑵力学性能。不饱和聚酯树脂具有较高的拉伸、弯曲、压缩等强度。 ⑶耐化学腐蚀性能。不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好，耐有机溶剂的性能差，同时，树脂的耐化学腐蚀性能随其化学结构和几何开关的不同，可以有很大的差异。 ⑷介电性能。不饱和聚酸树脂的介电性能良好。 化学性质 不饱和聚酯是具有多功能团的线型高分子化合物，在其骨架主链上具有聚酯链键和不饱和双键，而在大分子链两端各带有羧基和羟基。 主链上的双键可以和乙烯基单体发生共聚交联反应，使不饱和聚酯树脂从可溶、可熔状态转变成不溶、不熔状态。
主链上的酯键可以发生水解反应，酸或碱可以加速该反应。若与苯乙烯共聚交联后，则可以大大地降低水解反应的发生。 在酸性介质中，水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介质的侵蚀；在碱性介质中，由于形成了共振稳定的羧酸根阴离子，水解成为不可逆的，所以聚酯耐碱性较差。 聚酯链末端上的羧基可以和碱土金属氧化物或氢氧化物[例如MgO，CaO，Ca(OH)2等]反应，使不饱和聚酯分子链扩展，最终有可能形成络合物。分子链扩展可使起始粘度为0.1～1.0Pa·s粘性液体状树脂，在短时间内粘度剧增至103Pa·s以上，直至成为不能流动的、不粘手的类似凝胶状物。树脂处于这一状态时并未交联，在合适的溶剂中仍可溶解，加热时有良好的流动性。 结构性能 迄今，国内外用作复合材料基体的不饱和聚酯（树脂）基体基本上是邻苯二甲酸型（简称邻苯型）、间苯二甲酸型（简称间苯型）、双酚A型和乙烯基酯型、卤代不饱和聚酯树脂等。 邻苯型不饱和聚酯和间苯型不饱和聚酯 邻苯二甲酸和间苯二甲酸互为异构体，由它们合成的不饱和聚酯分子链分别为邻苯型和间苯型，虽然它们的分子链化学结构相似，但间苯型不饱和聚酯和邻苯型不饱和聚酯相比，具有下述一些特性：①用间苯型二甲酸可以制得较高分子量的间苯二甲酸不饱和聚酯，使固化制品有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能；②间苯二甲酸聚酯的纯度高，树脂中不残留有间苯二甲酸和低分子量间苯二甲酸酯杂质；③间苯二甲酸聚酯分子链上的酯键受到间苯二甲酸立体位阻效应的保护，邻苯二甲酸聚酯分子链上的酯键更易受到水和其它各种腐蚀介质的侵袭，用间苯二甲酸聚酯树脂制得的玻璃纤维增强塑料在71℃饱和氯化钠溶液中浸泡一年后仍具有相当高的性能。 双酚A型不饱和聚酯 双酚A型不饱和聚酯与邻苯型不饱和聚酸及间苯型不饱和聚酯大分子链的化学结构相比，分子链中易被水解遭受破坏的酯键间的间距增大，从而降低了酯键密度；双酚A不饱和聚酯与苯乙烯等交联剂共聚固化后的空间效应大，对酯基起屏蔽保护作用，阻碍了酯键的水解；而在分子结构中的新戊基，连接着两个苯环，保持了化学瓜的稳定性，所以这类树脂有较好的耐酸、耐碱及耐水解性能。
不饱和聚酯树脂的防腐性能原理
不饱和聚酯树脂的防腐性能原理 【中国油漆网】2013年9月7日讯： 目前耐腐蚀玻璃钢的应用在我国玻璃钢工业应用中居首位。 以不饱和聚酯树脂为树脂基体的玻璃钢其腐蚀机理可分为物理腐蚀和化学腐蚀。物理腐蚀主要是因为不饱和聚酯树脂分子中的羟基、羧基等极性基团与极性分子之间的相互吸引而发生材料的溶胀；而化学腐蚀则是指高分子链发生断裂与破坏。在不饱和聚酯树脂分子中，其耐腐蚀性能取决于聚酯的结构、酯基浓度、双键含量及位置等因素，而其中酯基浓度是最主要的因素，其极易受到水、酸、碱等介质的侵蚀发生水解、皂化，从而破坏大分子的结构。根据不同腐蚀机理可以通过降低酯键的密度、封闭聚酯键端的羧端基，引入难水解的结构单元等方法来提高不饱和聚酯树脂的耐腐蚀性。 不饱和聚酯在室温下是一种粘流体或固体，易燃，难溶于水，而在适当加热情况下，可熔融或使粘度降低，它的相对分子质量大多在1000-3000 范围内，没有明显的熔点，它能溶于与单体具有相同结构的有机溶剂中。 不饱和聚酯分子结构中含有不饱和的双键而具有双键的特性———在高温下，会发生双键打开、相互交联而自聚；通过双键的加成反应，而与其它烯类单体发生共聚；在一定条件下，双键还易被氧化，致使聚酯质量劣化。 聚酯中的酯键易被酸、碱水解而破坏其应有的物理、化学性能，聚酯本身发生降解。不饱和聚酯与交联剂（稀释剂）混和而成不饱和聚酯树脂，它有如下特点： 物理性质：不饱合聚脂树脂的相对密度在1.11－1.20左右，固化时体积收缩率较大，固化树脂的一些物理性质如下。 （1）耐热性：绝大多数不饱合树脂的热变形温度都在50－60度间，一些耐热性较好的树脂则可达到120度，线热膨胀系数为（130－150）*0.0000006度力学性能。不饱合聚脂树脂具有较高的拉伸、弯曲。压缩等强度。 （2）耐化学腐蚀性能。不饱合聚脂树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好，耐有机溶剂的性能差，同时，树脂的耐化学腐蚀性能随其化学结构和几何形状的不同，可以有很大的差异。（3）介电性能。不饱合聚脂树脂的耐热性能良好。 化学性质：不饱合聚脂树脂具有多功能团的线型高份子化合物，在其骨架主链上具有聚脂链键和不饱和双键，而在大分子链两端各带有羧基和羟基。 （1）主链上的双键可以和乙烯基单体发生共聚交联发应，使不饱和聚脂树脂从可溶。可熔状态转变成不溶、不溶状态。 （2）主链上的酯键可以发生水解反应，酸或碱可以加速该反应，使不饱合聚脂树脂从可溶状态变成不溶状态。若与苯乙烯共聚交联后，则可大大降低水解反应的发生。在酸性介质中，水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介质的侵蚀，在碱性介质中，由于形成了共振稳定的羧酸根阴离子，水解成为不可逆的，所以聚酯耐碱性较差。 （3）树脂处于这一状态时并未交联，在合适的溶剂中仍可溶解，加热时良好的流动性。 不饱和聚酯树脂还有如下特性：
对不饱和聚酯树脂改性的认识及研究进展分析
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。不饱和聚酯树脂在固化过程中，反应放热使体系温度升高，当放热与散热达到平衡时体系处于最高温度，之后体系温度逐渐下降，在降温过程中，分子链段热运动逐渐减弱，"自由体积"逐渐减校最终可归结为占有体积和"自由体积"的减小，前者占27.5%,后者占72.5%。 2对不饱和聚酯树脂改性的认识及研究进展分析 2.1阻燃改性 合成UPR的原料多是石油化工产品，且UPR的氧指数仅为19，这是其易燃的主要原因。易燃特性使其在应用时常有火灾发生，给生命和财产造成巨大损失，因此制备出高阻燃型的UPR显的尤为迫切。目前，阻燃改性有两条途径，一是在UPR制品成型过程中加入阻燃剂，属物理方法；另一种是用含阻燃元素的原料合成UPR，属化学方法。用炭黑作为阻燃剂合成阻燃型UPR。通过高温分析实验看出，由于炭黑在聚酯中具有很好的扩散性，可以很好的与聚酯相互贯穿形成阻燃型聚酯。欧荣庆用二溴新戊二醇改性UPR，反应得到二溴新戊二醇不饱和聚酯，固化得到FR-2000树脂。制作的FR-2000树脂的玻璃钢制品阻燃性能优良，机械性能优异，透光率高，耐水性，耐自然老化性能好，避免了添加型阻燃透明玻璃钢中常常出现的制品发糊的现象。 2.2不饱和聚酯树脂收缩性改性 在不饱和聚酯树脂固体化的过程中，其体积收缩率在6%以上，10%以内，由于收缩比例较大，导致不饱和聚酯树脂的内应力影响其性能，进而限制了不饱和聚酯树脂的应用范围。通过在不饱和聚酯树脂界面位置，设置一些微裂纹结构，能够促使不饱和聚酯树脂的体积出现膨胀，进而将不饱和聚酯树脂固体化的收缩量弥补，降低内应力的产生。使用这类改性方式，能够降低不饱和聚酯树脂在固体化过程中的收缩率，使得不饱和聚酯树脂的强度、刚度、反应速度得到全面提升。但在应用中，聚苯乙烯只应用在高温压制成型的不饱和聚酯树脂制造中，在固体化的不饱和聚酯树脂制造中应用性不强。目前，日本已经研制出来一种新型的不饱和聚酯树脂低收缩添加剂，能够提升弹性链与不饱和聚酯树脂两者间的相容性。将其应用在不饱和聚酯树脂制作中，最终得到的成品具备很好的色泽性，同时收缩率也明显降低。 2.3耐热改性 UPR会在高温下使用，但高温下易发生降解，失去其优良的物理机械性能，故未进行耐热改性的UPR不能满足高温使用要求，因此不少研究者开展了一些耐热改性方面的研究。用有机硅改性UPR，将配方量的原料投入到四口烧瓶中，在给定的工艺条件下进行缩合反应，制成有机硅改性UPR。研究结果表明，该树脂耐热性好，表观分解温度达320℃，高低温电气性能优良。用N-苯马来酰亚胺(NPMI)改性UPR，将定量NPMI加入UPR中，再加入固化剂、促进剂，浇注标准试样。结果表明NPMI的引入可以有效提高UPR的耐热性，当NPMI用量在1%～9%，UPR的热变形温度可提高4.5℃。由邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、丙二醇、环己醇合成了环己醇封端改性的UPR，封端改性后树脂浇注体的力学性能与通用型191#树脂的力学性能基本相当，但耐热性能有所提高，同时树脂浇注体的耐水和耐酸性能均有明显提高。二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMD)作为共聚单体与UPR进行共聚改性，实验表明BMD具有耐高温的特性，而且能与苯乙烯生成交替共聚物，所以这一共聚体系的热稳定性得到了明显的提高，也为改善UPR的耐热性提供了一种具有实用价值的方法。用一种新型的经铝处理的玻璃纤维改性UPR，分析结果是经铝处理过的玻璃纤维反应得到的UPR的耐热性比非金属改性玻璃纤维所得聚酯提高了26%，比未经改性的聚酯高658%。由于其耐热强度明显提高，从而进一步拓宽了UPR在高温领域中的应用。 结语 从上述研究工作中可以看出，围绕UPR的改性许多研究者做了大量工作，这些工作对完善或改进UPR的性能有着重要的意义，但笔者也应看到对UPR的改性研究工作也有不足。其中，笔者认为在UPR改性方法上缺乏突破性，在此提出以下几点改进和完善UPR性能的建议。其一，由于合成UPR原料的原因与树脂本身结构的缺陷造成UPR性能上的问题，因此研究工作有必要探索选用不同的原料、质构化试剂和质构化方法，从根本上解决UPR性能缺陷问题；其二，研究所用的改性剂，虽然可带来一些性能的改善，但由于改性剂自身的安全性问题，给UPR的应用安全性带来隐患，所以研究者在研究改性效果时，不能仅从改善某一性能这一角度出发，而使改性后的UPR综合性能下降；最后，要注意聚酯的生物降解性能。目前对合成高分子的最终处理法主要是焚烧处理，这样不仅浪费大量的能源，同时还会对大气造成二次污染，因此可降解UPR的研究就显得日益重要。总的来说改性方法应以保证UPR综合性能为基础，在各种性能之间找到最佳平衡点，而不能为突出某项性能，以损失其他性能为代价。随着越来越多高性能、多功能、环保型UPR研究开发成功，其应用领域将更加广
不饱和聚酯树脂常用配方
不饱和聚酯树脂种类、性能及常用配方 耐水性、耐候性好。 聚酯树脂玻璃钢材料用量/(Kg/10m2) 1、189#聚酯树脂100 过氧化环己酮二丁酯糊（50%）1-4 耐酸钴苯乙烯（10%）1-4 5-10（耐水性好33#胶衣增强表面性能） 2、189#聚酯树脂100 I号引发剂与I好促进剂系统 3含胶量：表面毡及短切毡70%——75% 无捻粗纱方格布50%——55%
4、玻璃纤维厚度规格：0.2 0.4 0.6 0.8 5、偶联剂型号：KH-570 6、196#树脂为柔性不饱和聚酯树脂。 7、短切毡（450 g/m2 230 g/m2）表面毡（60g/m2厚30 g/m2）粗纱（570 g/m2）使用时可增 加防腐、抗渗、防水功能。同时提高表面光亮度。 8、3.5mm厚玻璃钢要铺4层0.6mm和2层0.2mm厚玻璃纤维方格布。 9、197#双酚A型聚酯树脂耐酸、耐碱、耐水、耐高温。防腐电解槽工业烟气防腐衬里等。 一般厚度2-3mm..。还可用氯化不饱和聚酯树脂、环氧乙烯基酯树脂等防腐树脂。一般适用温度70℃。玻璃鳞片胶泥的适用可使温度达到200℃ 10、脱模剂可改为模具表面涂黄油后黏贴一层聚酯涤纶薄膜0.04mm厚。可取代脱模蜡、抛 光及涂聚乙烯醇脱模剂两道工序。易清洗、不污染、不迁移、适用于喷漆。 11、胶衣树脂：其厚度一般为0.25-0.4mm左右，相当于450g/m2. 12、被覆树脂：玻璃钢加工完成后最后覆盖上去的一层树脂。 13、耐化学树脂：不饱和聚酯树脂主要有间苯型和双酚A型两种，双酚A型特别在耐碱条 件下适用。乙烯基树脂耐酸。 14、呋喃树脂：耐强酸号称塑料王但不耐硝酸及硫酸耐氯气及饱和盐水长期浸泡。并能在 120-180℃下长期适用。 15填料：可降低玻璃钢成本10%左右。会影响树脂凝胶时间。增强玻璃钢的耐磨抗冲击强度减少收缩。但不是玻璃钢生产的必须材料。 16、腻子常用配方 一般腻子的配比 涂料腻子的配比 （1）、底面调整（砂纸80#-120#、丙酮清洗）（2）、底涂层（喷两遍聚酯涂料）（3）、打腻子（聚酯腻子）（4）、研磨（水砂纸180#）（5）、中间涂层（聚酯系列溶剂涂料或两遍聚氨酯涂料）（6）、研磨（水砂纸300#-600#）（7）、表面涂层(混合漆、固化剂、丙酮调至黏度15-21白)（8）、特殊涂装、（贴压条纹带、固定带后涂清漆）。 18、促进剂环烷酸钴对聚酯固化的影响（I号促进剂-引发剂系统）
不饱和聚酯树脂的合成-主要原料
不饱和聚酯树脂的合成-主要原料 文章摘要：不饱和聚酯树脂的合成主要原料二元醇乙二醇是结构最简单的二元醇，由于其结构上的对称性，使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性，这便限制了它同苯乙烯的相容性，因此一般不单独使用，而同其它二元醇结合起来使用，如将60%的乙二醇和40%的丙二醇混合使用，可提高聚酯树脂与苯乙烯的相容性；如果单独使用，则应将生成树脂的端基乙酰化或丙酰化，以改善其相容性。1，2丙二醇由于结构上的非对称性，可得到非结晶的聚酯树脂，可完...... 不饱和聚酯树脂的合成 主要原料 二元醇 乙二醇是结构最简单的二元醇，由于其结构上的对称性，使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性，这便限制了它同苯乙烯的相容性，因此一般不单独使用，而同其它二元醇结合起来使用，如将60%的乙二醇和40%的丙二醇混合使用，可提高聚酯树脂与苯乙烯的相容性；如果单独使用，则应将生成树脂的端基乙酰化或丙酰化，以改善其相容性。 1，2丙二醇由于结构上的非对称性，可得到非结晶的聚酯树脂，可完全同苯乙烯相溶，并且它的价格相对讲也较低，因此是目前应用最广泛的二元醇。 其它可用的二元醇有： 一缩二乙二醇——可改进聚酯树脂的柔韧性； 一缩二丙二醇——可改进树脂柔韧性和耐蚀性； 新戊二醇——可改进树脂的耐蚀性，特别是耐碱性和水解稳定性。 以上几种二元醇，或由于树脂柔韧性太大而失去强度，或应改善树脂与苯乙烯相溶性，它们一般不单独使用，应和其它二元醇混合使用。具有高度耐用化学腐蚀的聚酯树脂，常常用双酚A或氢化双酚A 作原料，为生成一种适合与二元酸反应的二元醇，双酚A应预先同环氧丙烷或环氧乙烷反应，生成两端具有醇羟基的二元醇，如 D-33二元醇。 用氯化或溴化的二元醇，不仅表现出阻燃性，也改善了耐蚀性。 加入少量的多元醇，如丙三醇和季戊四醇，可较大程度地改善树脂的耐热性。 不饱和聚酯树脂的耐化学腐蚀性取决于树酯的化学结构。在聚酯树脂中酯键是最薄弱的环节，易受酸和碱的作用而发生水解。酯键周围空间的不同的化学结构对于酯键有着不同的空间位阻保护作用，而使制品表现出不同的耐蚀性。酯键的空间位阻保护作用： PO-BPA>NPG>PG>EG 不饱和二元酸 不饱和聚酯树脂中的双键，一般由不饱和二元酸原料提供。树脂中的不饱和酸愈多，双键比例愈大，则树脂固化时交联度愈高，由此使树脂具有较高的反应活性，树脂的固化物有较高的耐热性，在破坏时有较低的延伸率。 为改进树脂的反应性和固化物性能，一般把不饱和二元酸和饱和二元酸混合使用。 顺丁烯二酸酐（马来酸酐）和顺丁烯二酸（马来酸）是最常用的不饱和酸。由于顺丁烯二酸酐具有较低的熔点，并反应时可少缩合出一分子水，故用得更多。 反丁烯二酸（富马酸）是顺酸的反式异构体，虽然顺酸在高于180°C缩聚时，几乎完全可以异构化而变成反式结构，但用反丁烯二酸制备的树脂有较高的软化点和较大的结晶倾向性。 其他的不饱和酸，如氯化马来酸、衣康酸和柠康酸也可以用，但价格较贵，使用不普遍。此外，用衣康酸制造的树脂，也会出现树脂与苯乙烯混溶稳定性的问题，尽管氯化马来酸含26%的氯，但要作为阻燃树脂使用，含氯量仍是不够的，还必须加入其它阻燃成分。
不饱和聚酯树脂酸值测定实验指导书
实验一 不饱和聚酯树脂酸值测定（参照GB2895—82） 一、 实验目的 熟悉并掌握不饱和聚酯树脂酸值测定的方法。 二、 实验原理 不饱和聚酯树脂酸值定义为中和1 g 不饱和聚酯树脂试样所需要KOH 的毫克数。它是不饱和聚酸树脂的一个重要参数，表征树脂中游离羧基的含量或合成不饱和聚酯树脂时聚合反应进行的程度，并在制备复合材料时有重要的工艺意义。 本实验以酚酞作指示剂，用KOH 溶液分别滴定不饱和聚酯树脂和混合溶剂，以两者消耗的KOH 之差来计算不饱和聚酯树脂酸值。 三、 实验仪器及材料 电子天平、锥形瓶、移液管、滴定管、不饱和聚酯树脂、酚酞、KOH 、无水乙醇、甲苯、邻苯二甲酸氢钾、蒸馏水。 四、 实验步骤 1、取1g 酚酞与99ml 无水乙醇混合配成滴定终点指示剂。 2、取甲苯和乙醇以体积比1：1配成混合溶剂。 3、称取5．6gKOH 试剂溶于约1000ml 蒸馏水中，然后称取0．1g(精确到0．2 mg)左右的邻苯二甲酸氢钾标定准确的KOH 溶液的浓度（mol/L ），以酚酞溶液作指示剂，粉红色15s 不褪为终点。 4、取适量（1g ～2g ）不饱和聚酯树脂于250ml 锥形瓶中，分别用20ml 移液管取混合溶剂注入树脂试样瓶中和空白锥形瓶中，摇动使树脂完全溶解。 5、分别各取2～3滴酚酞指示剂，并用KOH 溶液分别滴定，以15s 粉红色不褪为终点，分别记录所耗KOH 溶液的毫升数V 和V 0。 6、再重复测试一次。 7、按下式计算不饱和聚酯树脂酸值： 酸值＝m N V V )(1.560-? 式中：m －树脂试样的质量，g ； V －试样所耗KOH 毫升数；
V －空白试样所耗KOH毫升数； N－KOH标准溶液的浓度，mol/L； 56．1－KOH的分子质量 该测定酸值的方法在合成不饱和聚脂和饱和聚酯时可以作为监控反应程度的一种方法。在掺入苯乙烯交联剂后的不饱和聚酯产品的酸值测定时也适用。
不饱和聚酯树脂地固化机理
不饱和聚酯树脂（UPR）的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题，但是因为影响固化反应的因素相当复杂，而在UPR的各种应用领域中，制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。所以，我们有对UPR 的固化进行较深入探讨的必要。（探讨不饱和聚酯树脂的固化，首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义）。 2．与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义 2.1 固化的定义 液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合，形成三向交联的不溶不熔的体型结构。这个过程称为UPR的固化。 2.2固化剂 不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应，如何能使反应启动是问题的关键。单体一旦被引发，产生游离基，分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。 饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂，由于化学键发生断裂所需的能量不同，对于C—C键，其键能E=350kJ/mol，需350-550℃的温度才能将其激发裂解。显然，在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质，这就是有机过氧化物。一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。我们可以利用有机过氧化物的这一特性，选择其中的一些作为树脂的引发剂，或称固化剂。 固化剂的定义：不饱和聚酯树脂用的固化剂，是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物，又称为引发剂或催化剂。 这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。在传统的观念上，“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的，它们在促进反应的同时，本身并没有消耗。而在UPR固化反应中，过氧化物必须在它“催化”反应以前，改变它本身的结构，因此对于用于UPR固化的过氧化物来说，一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。 说到过氧化物我们要有必要了解的两个概念是活性氧含量和临界温度。其中“活性氧”或“活性氧含量”是一个与固化剂有密切关系并常常被误会的概念。
不饱和聚酯树脂苯乙烯MSDS
不饱和聚酯树脂化学品安全技术说明书 组分：聚合物的溶液（混合物） 对人类健康的危害：可燃，会刺激皮肤、眼和呼吸道 作用方式及症状 -吸入：咳嗽、头痛、头昏、困倦、意识模糊、恶心和呕吐 -误服：喉咙剧痛、胃痛、头疼、头昏、呕吐、麻木 -接触皮肤病：皮肤干裂、变红 -接触眼睛：疼痛、变红 急救措施 -吸入：立即移至有新鲜空气处，休息；半立直姿势，解开衣扣以利于呼吸如果呼吸困难应立即进行人工呼吸。中毒严重者应立即送医院救治。-误服：注意：千万不可催吐以免因呼吸不当对人身造成危害。可用清水漱口或去医院治疗。 -接触皮肤：立即用大量肥皂水冲洗，脱掉所有被污染的衣物，情况来严重的送医院治疗。 -接触眼睛：立即用大量清水冲洗，把眼睑向上翻，尽量与眼球分工以确保残余有害物质被冲洗干净，然后心须送医院治疗 灭火介质 -适用的灭火器种类：干粉、二氧化碳、泡沫、水（仅限于大面积失火） -有害热分解产物：燃烧会产生有毒气体 -灭为者的保护：穿防护服并使用自备呼吸装置 个人防护措施：佩带合适的个人防护器械，避免吸入有害气体。 保护环境措施和清洗方法：防止污染物进下水道、表面水、地下水和土壤。尽可能将有害物质收集到一个干净的容器内等待处理，用惰性吸附剂
覆盖在残余的有害物质上。根据地方的有关法规处理。 操作：远离热源、远离点火源。严禁吸烟。避免吸入有害气体。避免接触到眼睛和皮肤，采取措施，防止静电。 储存：应储存在温度较低、通风良好的地方，避免接触过氧化物，采取措施防止静电，当含有苯乙烯的不饱和聚酯树脂暴露到光线下时，其储存期将显著缩短，存放在100%不透光的容器内，置于阴暗处。 工作环境中有害物质含量的极限值 有害组分名称 TLV/PEL 1）苯乙烯 TGG 8uun107mg/m3(荷兰，2000) 个人防护设施 -呼吸系统工程：工作环境中有害物质含量决不能超过极限值，可以使用局部的通风系统或在通风橱内操作。为了更好的保护脸部建议使用防毒面罩。皮肤和身体：化学防护服；耐化学防护鞋。 手部：耐化学防护手套（丁基合成橡胶，聚会乙烯醇） -眼睛：有防护边的安全眼镜。 物理状态有外观：液体 颜色：淡黄 气体：典型 沸点：已知最低值145℃（293℉）（苯乙烯） 熔点：-30℃（-22.9℉）开始向固态转变（基于苯乙烯的物性数据） 体积密度：1.1g/cm3 蒸汽密度：已知最高值3.6（空气-1）（苯乙烯） 蒸汽压：已知最高值0.6KPa(4.5mmHg,20℃) （苯乙烯） 溶解性：不溶于冷水 辛醇/水溶解系：不适用 PH值：不适用 闪点：封闭的杯子：33℃（91.4℉） 自燃点：已知最低温度490℃（914℉）（苯乙烯）
不饱和聚酯树脂改性研究新进展
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不饱和聚酯树脂改性研究新进展 作者：祝晚华， 刘琦焕， 范春娟， Zhu Wanhua， Liu Qihuan， Fan Chunjuan 作者单位：祝晚华,Zhu Wanhua(桂林电器科学研究院,广西桂林,541004)， 刘琦焕,Liu Qihuan(北京新福润达绝缘材料责任有限公司,北京,101111)， 范春娟,Fan Chunjuan(中国石油化工股份有 限公司润滑油滨海分公司,天津,300454) 刊名： 绝缘材料 英文刊名：INSULATING MATERIALS 年，卷(期)：2011,44(2) 参考文献(33条) 1.薛忠明;夏雨;王继辉低轮廓不饱和聚酯树脂一维固化应力的研究[期刊论文]-武汉理工大学学报 2005(11) 2.李忠恒;张宁;陶国良SBS改性SMC复合材料的研究[期刊论文]-玻璃钢/复合材料 2007(04) 3.印琦;黄文艳;蒋正彪低收缩不饱和聚酯及其染色性研究[期刊论文]-塑料工业 2010(02) 4.宫文娟;戚嵘嵘;史子兴DSC法研究UP树脂及增韧改性UP树脂的固化行为[期刊论文]-工程塑料应用 2008(12) 5.Hegedus C R;Kloiber K A Aqueus acrylic Polyurethane Hybrid Disersions and their Use in Industrial Coating 1996 6.Chuayjuljit S;Siridan rong P;Pinpan V Grafting of Natural Rubber for Prepcomtion of Appliecl Polester resi Miscible Blends[外文期刊] 2004(04) 7.Aual M L;Frontini D M Liguid Rubber Modified Vinylester Resins:Fracture and Mechanical Behavior[外文期刊] 2001(08) 8.朱立新;王小萍;贾德民不饱和聚酯的增韧性改性及机理[期刊论文]-绝缘材料 2004(01) 9.宫大军;魏伯荣;柳丛辉不饱和聚酯树脂增韧改性的研究进展[期刊论文]-绝缘材料 2009(06) 10.刘华;钱建华;杨文玮异氰酸酯与不饱和聚酯的嵌段共聚改性[期刊论文]-热固性树脂 2010(05) 11.李忠恒;张宁;陶宇PNBR增韧改性SMC的研究[期刊论文]-橡胶工业 2008(04) 12.Ludovic Valette;Chih-Pin Hsu Polyurethane and Unsaturated Polyester Hybrid Networks:Influence of Hard Domain on Mechnical Properties 1999 13.齐双春;赵英强纳米Al2O3改性不饱和聚酯树脂的研究[期刊论文]-河北师范大学学报（自然科学版） 2007(03) 14.周建红;金玉林;郭焱纳米ZrO2谢谢粒子改性不饱和树脂的研究[期刊论文]-稀有金属 2008(01) 15.齐双春;赵英强;吕海燕纳米CaCO3粒子对不饱和聚酯树脂性能影响研究[期刊论文]-玻璃钢/复合材料 2007(04) 16.陆昶;彭宜海;刘继纯不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料制备及性能研究[期刊论文]-塑料工业 2008(03) 17.封禄田;宋昱;李国松改性蒙脱石及其不饱和聚酯树脂纳米复合材料[期刊论文]-沈阳化工学院学报 2009(03) 18.Tran Vinh Dieu;Nguyen Thanh Liem;Tran Thi Mai Study on Fribrication of BMC Laminates based on Unsturated Polyester Resin Reinforce by Hybricl Barnbool Glass Fibers 2004(40) 19.张林;周莉;张建中短切玻璃纤维毡增强不饱和聚酯树脂复合材料的性能研究[期刊论文]-当代化工 2010(06) 20.钟意;王明军;刘建文碳酸钙晶须增强BMC模塑料的研究[期刊论文]-绝缘材料 2010(04) 21.龚兵;李玲;董凤云不饱和聚酯改性研究进展[期刊论文]-绝缘材料 2006(04) 22.李敬平;邹林;王小龙阻燃技术现状及应用进展[期刊论文]-热固性树脂 2010(05) 23.胡小平;李俊江;汪关才海泡石的剥离改性及阻燃不饱和聚酯[期刊论文]-材料科学与工艺 2010(04) 24.贾锋超;吕建氢氧化铝含量对聚酯/玻璃纤维复合材料阻燃性能和力学性能的影响[期刊论文]-塑料科技 2009(03)
不饱和聚酯树脂的分类和用途(优质严选)
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。 UPR的玻璃钢制品广泛地应用于下述领域： 建筑领域：制冷却塔，8立方米/小时～3000立方米/小时的横流、逆流、喷射式塔及风筒、风机、收水器等辅件。门、窗、轻型采光建筑、格栅、活动房、冷库、公园亭、台、报亭等。 玻璃钢管、罐、槽等防腐产品及工程：包括大、中、小口径管道、管件、阀门、贮罐、贮槽、格栅、填仓板、塔器、烟囱、防腐地面及建筑防腐等。 玻璃钢车辆：火车双层客车及零部件、窗框、汽车车身、保险杠、火车通风道、弹簧板等。 玻璃钢船艇：包括游艇、救生艇、交通艇、渔船、快艇、舢舨、养殖船、冲锋舟等。 玻璃钢游乐设备：包括大型游艺机、大型水上乐园、儿童乐园。 玻璃钢交通设备、劳保及保安用品：包括公路牌、路标、人行桥、灯具、电缆盒、测量标尺、头盔、收亭、防爆器材、井盖等。 玻璃钢卫生设备：浴缸、洗漱台、便器、镜架、整体卫生间、垃圾箱。 节能玻璃钢产品：包括轴流风机、离心风机、太阳能热水器、风力发电机等。 玻璃钢食品容器：高位水箱、食品运输罐、饮料罐。 玻璃钢工艺品：城市雕塑、字体、工艺品和贴骨工艺。 玻璃钢家具：包括座椅、快餐桌、成套家具、电话亭、柜台等。 玻璃钢机电、矿用、轻纺产品：包括防护罩、格栅、干式变压器、互感器、高压拉杆、计算机房、电器开关、SMC卫星天线、铜箔板、服装模特、通风管道、棉条筒等。
_不饱和聚酯树脂及其新发展
玻璃钢2008年第2期不饱和聚酯树脂及其新发展 张小苹 （上海玻璃钢研究院，上海 201404） 摘要 不饱和聚酯树脂（UPR）是热固性树脂中用量最大的，也是玻璃钢复合材料制品生产中用得最多的树脂，所以是玻璃钢复合材料行业最为关心的基体树脂。本文对UPR优缺点、配方设计、固化特性等作一介绍，并对UPR的新发展进行展望，以供读者参考。 关键词：不饱和聚酯树脂（UPR）优缺点配方设计固化特性新发展 1前言 不饱和聚酯树脂（UPR）工业于1942年首先在美国实现了工业化生产，用玻璃纤维布增强制得第一批聚酯玻璃钢雷达天线罩，其重量轻、强度高、透波性能好、制造简便，迅速用于战争。此后，英国（1947年）、日本（1953年）、德国、法国、意大利、荷兰等也相继投产。 不饱和聚酯的发现可以追溯到1847年，瑞典科学家伯齐利厄斯（Berzelivs）用酒石酸和甘油反应生产聚酒石酸甘油酯，是一种块状树脂。以后，1894年和1901年又出现了乙二醇和顺丁烯二酸合成的聚酯和用苯二甲酸酐和甘油反应得苯二甲酸甘油酯。1934年以后出现了过氧化苯甲酰固化（引发）剂。1937年布雷德利（Bradley）发现利用游离基引发剂可使线型聚酯变为不溶的固体。随后不久，发现不饱和聚酯和苯乙烯单体可以发生交联反应，其反应速度比没有交联单体时的反应要快30倍左右，这是现代不饱和聚酯（UP）的起点。 我国于1958年开始不饱和聚酯树脂生产。60年代初期常州建材二五三厂（现为常州天马集团公司）引进了英国斯高特——巴德尔（scott—Bader）公司的工艺与设备，对推动我国聚酯工业和玻璃钢工业的发展起了一定的作用。到70年代初期，玻璃钢制品开始由军工到民用，得到较快的推广。经过四十多年的发展，我国的UPR工业的发展速度居世界领先地位。1976年我国UPR总产量不足3000吨，而美国当年产量为43万吨。经过三十年的发展，美、日、欧等发达国家中发展最快的美国UPR产量翻了一番，2004年达到87.5万吨，而我国则于2003年达到73万吨。2006年已达103万吨，居世界首位。目前，我国UPR产量、消费量均居世界首位，生产能力已达200万吨/年，今年产量达120多万吨。 · 23 ·