UPR文集之概述二合成2UPR文集之概述二合成2徐晓吉
2022-10-19 02:36:16
UPR文集之概述(二)合成(2),UPR文集之概述(二)合成(2)
不饱和聚酯树脂——中文名称:不饱和聚酯树脂;英文名称:unsaturated polyester resin;英文缩写:upr。定义:主链带有碳碳双键的线型聚酯树脂。可由不饱和二元羧酸(或酸酐)、饱和二元羧酸(或酸酐)与二元醇(一般为饱和二元醇)缩聚而成,与乙烯基单体共聚可形成网状体型结构的材料 应用学科:材料科学技术;高分子材料;塑料 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布。不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂,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。不饱和聚酯树脂是热固性树脂中最常用的一种,它是由饱和二元酸、不饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线形聚合物,经过交联单体或活性溶剂稀释形成的具有一定黏度的树脂溶液;常用于物体表面加厚、固化,使用时如同刷油漆一般,层层加叠,固化过程释放苯乙烯等有害气体。
在国外,有关使用2-甲基-1,3-丙二醇(UPR)作为二元醇来合成UPR的报道日益增多。MPD中的两个伯羟基比1,2-丙二醇中一个伯羟基和一个仲羟基反应速率更快,并且MPD中的甲基可以阻止预聚物的结晶,使它们更易溶于苯乙烯,从而改善了树脂的加工性能。Nalampang等[6]用马来酸酐(MA)、邻苯二甲酸酐(PA)、间苯二甲酸(IA)、MPD等为原料,在180℃-210℃的条件下,通过均聚和共聚两种方法合成UPR,并通过动力学实验比较了PA和IA与MPD的反应活性。在200℃下,在均聚反应中,PA比IA有更高的反应活性;对于共聚反应,PA和IA能相互催化,PA的速度比IA快1.25倍。反应活性的不同会影响产物的链长及最终产品的性能。
2、功能化UPR的合成
2.1、气干性UPR
为解决普通UPR在常温固化过程中,因受空气中氧的阻聚而出现表面发粘、不干等现象,人们发展了合成气干性UPR的方法。一般来说,在合成UPR时引入分子中含有气干性基团(如烯丙基醚CH2=CH-CH2-O-)结构的化合物,就能合成气干性UPR。干性油(如桐油、亚麻仁油)和半干性油(如豆油、葵花油)的不饱和脂肪酸结构、环状烯结构(如四氢苯酐系列、二环戊二烯系列)、缩醛环结构(如季戊四醇二烯丙基醚)、烯丙基醚结构[7]等均含有气干性基团。
于春洋等[8]以四氢苯酐、反丁烯二酸、二缩二乙二醇为主要原料,加入干性油不饱和脂肪酸和环烯烃,制成了气干性UPR,其表干时间为8min,实干时间为70min。陈勤、陈运泉[9]分别用三羟甲基丙烷二烯丙基醚、四氢苯酐、亚麻油和松香作为提供气干性基团的反应物,合成出气干性UPR,其中使用四氢苯酐和烯丙基醚共同作为气干性反应物,与富马酸、二元醇合成的UPR气干性较好;由于烯丙基醚的用量大幅下降,使UPR的成本下降了近6.5元/kg。使用不同结构的气干性物质协同增强,以获得性能更为优良、成本更低廉的UPR,这是合成气干性UPR的一个重要途径。
庞明红、谢子汝[10]用三羟甲基丙烷二烯丙基醚对传统的UPR进行改性,合成了气干性UPR,当烯丙基醚用量≥20%(质量百分含量)时,UPR的气干性较好。周菊兴,高峰[11]比较了用对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸或邻苯二甲酸分别与三羟甲基丙烷二烯丙基醚、丙二醇等合成的气干性UPR的性能差别,对苯二甲酸二甲酯与丙二醇的反应速度远远大于邻苯二甲酸和间苯二甲酸与丙二醇的反应速度;对苯型树脂对各种介质的耐腐蚀性普遍优于间苯型和邻苯型,尤其是耐碱性突出[12];当烯丙基醚与对苯二甲酸二甲酯的物质的量比为0.30时,树脂的综合性能最佳。
于同福、肖淑红[13]用双环戊二烯(DCDP)对通用UPR进行了改性,采用封端法合成了气干性UPR。这种合成UPR的方法消耗DCDP的量较大,但对DCDP纯度要求不高,合成工艺简单,成本低廉,合成的各项性能优良。
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