不饱和聚酯的原料为乙二醇、马来酸酐和邻苯二甲酸酐。他们分别起什么作用?他们的比例调整的原理是什么?
总的来说,乙二醇只是作为一种反应原料,马来酸酐含有双键,可以让不饱和树脂含有双键,可以通过后续方法固化,至于加入部分的邻苯二甲酸酐,则是减少马来酸酐的比例,进而降低双键的含量,从而控制固化以后的交联密度。
生产一吨不饱和聚酯树脂需要多少乙二醇
生产聚酯树脂的主要原料有:苯酐、顺酐、富马酸、丙二醇、乙二醇、二乙二醇、苯乙烯等。
聚酯树脂是不饱和聚酯胶粘剂的简称。不饱和聚酯胶粘剂主要由不饱和聚酯树脂、引发剂、促进剂、填料、触变剂等组成。主链中含有-CH=CH-双键的一种线型结构聚酯树脂,能与烯类单体,如苯乙烯、丙烯酸酯、乙酸乙烯酯等混合后,在引发剂和促进剂的作用下,于常温下聚合成不溶、不熔产物。不饱和聚酯的英文缩写为UP。 主要用于生产卷材涂料。
聚酯树脂由二元醇或二元酸或多元醇和多元酸缩聚而成的高分子化合物的总称。
聚酯树脂是分为饱和聚酯树脂和不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯胶粘剂主要由不饱和聚酯树脂、颜填料、引发剂等助剂组成。胶粘剂粘度小、易润湿、工艺性好,固化后的胶层硬度大、透明性好、光亮度高、可室温加压快速固化、耐热性较好,电性能优良。缺点是收缩率大、胶粘韧度不高,耐化学介质性和耐水性较差,用于非结构胶粘剂。主要用于胶粘玻璃钢、硬质塑料、混凝土、电气罐封等。
合成饱和聚酯树脂的原料主要是二元醇、二元酸和三元醇,个别的还有一元醇或一元酸。最常用的醇是新戊二醇,其酯化物的耐水性大大优于乙二醇和丙二醇。三元醇主要是三羟甲基丙烷、三羟乙基乙烷。最常用的芳香族二元酸是间苯二甲酸,由于间苯二甲酸的耐盐雾性、耐化学性和耐水性比邻苯二甲酸更优越,所以间苯二甲酸在聚酯树脂中的应用更为普遍。合成聚酯树脂中也使用脂肪族二元酸,如己二酸、壬二酸和癸二酸,以己二酸应用更为普遍。大多数树脂都含芳香族二元酸和脂肪族二元酸,芳香族二元酸与脂肪族二元酸的摩尔比是控制树脂Tg的主要因素。
聚合 最早的工业产品是在第二次世界大战期间生产的。典型产品是由1,2-丙二醇、顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐缩聚先得到不饱和聚酯,再加入苯乙烯单体(使单体含量为18%~40%),在引发剂作用下,苯乙烯与不饱和聚酯中的双键发生共聚交联反应,从原来的可流动的粘稠液体变为不溶、不熔热固性树脂。由于交联程度过高时树脂会变脆,在合成中常加入饱和的二元酸来控制交联程度。也可用己二酸代替邻苯二甲酸酐,可得韧性较好的制品。不饱和二元酸也可用反丁烯二酸、衣康酸等。二元醇最常用的是1,2-丙二醇,有时也用乙二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,3-丁二醇等。但用乙二醇时,制得的不饱和聚酯与苯乙烯的混溶性能很差,因此要与其他的二元醇混合使用,以降低聚酯的结晶性,改进其与苯乙烯的混溶性。共聚单体也可用甲基丙烯酸甲酯,能得耐候性较好的聚酯制品。
具体过程是将1,2-丙二醇、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐三者以1.1:0.67:0.33的摩尔比混合,在氮或二氧化碳的气氛中,于 150~200℃
进行缩合聚合十几小时,直到生成低酸值的聚酯(分子量为1000~2500)。冷却至90℃左右,用含有对苯二酚阻聚剂(占树脂总量的0.01%)的苯乙烯稀释,其用量以摩尔计为不饱和酸的1.5~2.0倍。在室温下可贮存数月到一年以上。
固化 有室温固化和热固化两种:①室温固化,向上述制得的不饱和聚酯溶液中分别加入引发剂(例如过氧化苯甲酰、环己酮过氧化物等)和促进剂(如N,N-二甲基苯胺、钴盐),使聚酯液在室温下先形成凝胶,再进行固化。②热固化,可以只加过氧化苯甲酰引发剂,加热至100℃左右而固化。无论是室温固化还是热固化,其反应都是首先由引发剂分解产生的初级自由基引发苯乙烯聚合,形成低聚体的活性自由基,然后再连接到不饱和聚酯主链上的双键上,进行共聚交联反应。此外,也可用紫外线、电子束、γ射线等辐照固化。
应用 主要是制作玻璃钢制品,用于造船、建筑材料、运输器材、化工设备等。非增强的不饱和聚酯树脂主要用于涂料、装饰铸塑件、电器铸塑、聚酯腻子和胶泥等。
辅助材料:交联剂、引发剂和促进剂
交联剂:烯类单体,既是溶剂,又是交联剂。能溶解不饱和聚酯树脂,使其双键间发生共聚合反应,得到体型产物,以改善固化后树脂的性能。常用的交联剂:苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丙烯酯、乙烯基甲苯等。
引发剂:一般为有机过氧化物,在一定的温度下分解形成游离基,从而引发不饱和聚酯树脂的固化。常用的引发剂:过氧化二异丙苯
[C6H5C(CH3)2]2O2、过氧化二苯甲酰(C6H5CO)2O2。
促进剂:把引发剂的分解温度降到室温以下。
苯乙烯中主要的阻聚剂是对苯二酚,可以通过减压蒸馏除去。先用10%NaOH洗一到两次,再用水洗直至检测到水为中性,用无水硫酸镁干燥一夜,过滤以后再减压蒸馏。用水泵一直抽,温度大约为68-70度。纯的苯乙烯是无色液体,如果聚了会变成淡黄色,并且液体黏度也会变大,所以需要低温保存。健康危害: 对眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。急性中毒:高浓度时,立即引起眼及上呼吸道粘膜的刺激,出现眼痛、流泪、流涕、喷嚏、咽痛、咳嗽等,继之头痛、头晕、恶心、呕吐、全身乏力等严重者可有眩晕、步态蹒跚。眼部受苯乙烯液体污染时,可致灼伤。慢性影响:常见神经衰弱综合症,有头痛、乏力、恶心、食欲减退、腹胀、忧郁、健忘、指颤等。对呼吸道有刺激作用,长期接触有时引起阻塞性肺部病变。皮肤粗糙、皲裂和增厚。
环境危害: 对环境有严重危害,对水体、土壤和大气可造成污染。
燃爆危险: 本品易燃,为可疑致癌物,具刺激性。