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不飽和樹脂(UPR)內(nèi)在影響因素的分析

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-03-13  瀏覽次數(shù):100

      不飽和聚酯樹脂內(nèi)在性能的影響因素有幾何?
      不飽和聚酯樹脂(UPR)具有常溫可加工性能以及其它各項優(yōu)異性能,被廣泛地應用于國民經(jīng)濟的各個領域,目前已成為熱固性樹脂領域發(fā)展最快、需求量最大的樹脂品種。市場上銷售的不飽和聚酯樹脂牌號眾多,因為沒有統(tǒng)一的命名體系,單從商品牌號上很難分清是哪種類型和哪種用途的樹脂,不同廠家生產(chǎn)的同一牌號樹脂,在性能上也有很大差別。樹脂的工藝性能大部分是可調(diào)的,同一配方的樹脂可通過調(diào)節(jié)粘度、膠凝時間等液體性能指標,來滿足用戶不同成型工藝的要求。而不飽和聚酯樹脂的內(nèi)在性能,則與樹脂的內(nèi)在分子結構有關,不同的原材料、投料配比、合成工藝都會影響樹脂固化后的內(nèi)在性能。各種樹脂的內(nèi)在性能指標,是以拉伸強度、拉伸模量、斷裂延伸率、彎曲強度、彎曲彈性模量、熱變形溫度、氧指數(shù)、介電性能等測試值來表現(xiàn)出來的,而測試值的準確與否又受樹脂制樣方法、測試條件,與測試方法等諸多因素影響。這位專家論述了不飽和聚酯樹脂內(nèi)在性能的影響因素,和樹脂內(nèi)在性能測試值的影響因素。
       不飽和聚酯樹脂內(nèi)在性能的影響因素,首先是原材料。通用的不飽和聚酯樹脂的合成工藝,由二元酸與二元醇經(jīng)縮聚反應生成聚酯(UP),聚酯再溶解于有聚合能力的單體中(一般為苯乙烯),形成不飽和聚酯樹脂(UPR)。通用的二元酸組分包括不飽和二元酸(或酐)和飽和二元酸(或酐),不飽和二元酸(或酐)為分子鏈提供可交聯(lián)的不飽和雙鍵,飽和二元酸(或酐)使不飽和雙鍵間有一定間隔。二元醇的羥基可與二元酸的羥基發(fā)生酯化反應,使聚酯分子鏈增長成為有一定分子量的線型大分子。交聯(lián)單體是可以使不飽和聚酯分子溶解,而成為可流動的液體,以滿足施工工藝的要求,同時又提供了可交聯(lián)的雙鍵,可以在引發(fā)劑的作用下,使樹脂固化成為體型高分子聚合物,以實現(xiàn)樹脂的實用價值。不同的原材料有不同的個性,這些個性引入樹脂分子結構中,形成不同牌號的樹脂、賦予樹脂一定的內(nèi)在性能。用于不飽和聚酯樹脂的原材料還有很多,本文介紹的僅是其中一部分??傊恳环N原料由于具有獨特的分子結構,被引入聚酯分子鏈中都會賦予樹脂獨特的性能,在進行配方設計時,要綜合考慮產(chǎn)品的內(nèi)在性能、工藝性能、合成難易程度以及原料成本等因素,進行合理的選擇。
      分子結構是其次的影響因素。不飽和聚酯樹脂的內(nèi)在性能,除受原材料固有的分子結構影響外,線型聚酯分子結構中平均分子量的大小、分子量的分布,以及分子結構中每種官能團的位置,對樹脂固化后內(nèi)在性能的影響也不小。關于分子量的大小,顯然分子量較小的聚酯分子鏈與單體交聯(lián)固化后形成的高分子聚合物,難以實現(xiàn)其優(yōu)異的性能。一般來講不飽和聚酯的數(shù)均分子量介于1000~2500,樹脂的各項性能指標中大部分指標,隨著分子量的增大而提高。分子量的大小不僅受反應程度、醇酸比的影響,還與合成工藝有關。當采用特殊工藝合成不飽和聚酯樹脂時,聚酯的數(shù)均分子量可達5000~8000,此時樹脂的物理機械性能也相應得到很大提高。分子量的增大會增加聚酯分子在反應釜內(nèi)膠凝的危險性,也直接影響工藝性能指標中粘度等指標的調(diào)節(jié)。所以在設計配方時要合理的設計分子量,要使聚酯的分子量控制在一定范圍內(nèi);關于分子量的分布,高分子聚合物實際上是由化學組成相同、聚合度不等的同系物組成的混合物,這種現(xiàn)象稱為高分子化合物的多分散性。分子量大小不等就有分子量分布的問題,分子量大小不等的分子鏈不同程度上影響樹脂內(nèi)在性能。
       另外還需考察分子結構的排布順序。,線型UP分子中每個分子鏈含有大約十幾個不飽和鏈節(jié),這些不飽和鏈節(jié)通過自由基引發(fā)與乙烯基單體發(fā)生交聯(lián)。線型聚酯分子鏈中的不飽和鏈結的分布,影響著固化過程的動力學,并最終影響著固化的UPR樹脂的內(nèi)在性能。由于三維網(wǎng)絡中空間位阻的原因,相互接近的不飽和雙鍵的鏈段可能具有較低的固化反應活性,因此當聚酯分子中不飽和鏈節(jié)分布較集中時,所得樹脂具有較低反應活性,其制品具有較低的機械性能。關于分子結構中雙鍵的順反結構,不飽和聚酯樹脂通過分子鏈中的不飽和雙鍵與乙烯基單體(如苯乙烯)交聯(lián)。在縮聚反應階段,一部分雙鍵的順式結構(馬來酸酯)會隨著反應的進行而異構化。在聚酯分子鏈中反式結構含量越高,樹脂的固化反應活性越高,最終制品的機械性能指標越高。這是由于在樹脂固化過程中,反式結構的雙鍵除了與苯乙烯共聚交聯(lián)外,自身也可以發(fā)生自聚反應,提高了交聯(lián)反應密度,因而提高了樹脂產(chǎn)品的最終性能。一般可通過提高反應溫度、加入催化劑、改善合成工藝等方法來提高分子結構中反式結構的比例。
 
關鍵詞: 不飽和樹脂 UPR
 
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