封端不饱和聚酯树脂的合成及性能研究

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1、20工程塑料应用2009年,第37卷,第2期封端不饱和聚酯树脂的合成及性能研究刘世香王晓轩张颖李玉满(济南大学化学化工学院,济南250022)摘要在合成通用型不饱和聚酯(UP)树脂的基础上,反应后期分别用环己醇、苯甲酸及环己醇/苯甲酸进行封端处理,得到封端改性UP树脂。对封端前后UP树脂的性能进行了研究,发现封端后UP树脂的性能与通用型UP树脂的性能基本相当,但耐腐蚀性明显提高,其中酸值50mgKOH/g时封端的UP树脂的耐腐蚀性比酸值80mgKOH/g时封端强,而采用环己醇/苯甲酸同时封端后耐腐蚀性提高得更为明显。关键词不饱和聚酯树脂

2、环己醇苯甲酸耐腐蚀性不饱和聚酯(UP)树脂是热固性树脂的主要品苯甲酸:武汉有机合成化工厂;种之一,也是复合材料的三大基体树脂之一。由于对苯二酚:天津市大茂化学试剂厂;其具有优良的力学性能、电性能和耐化学药品性能,苯乙烯:天津市大茂化学试剂厂;且可常温固化成型,加工工艺简单,固化时间短,制KOH:天津市天达净化材料精细化工厂;[1]品表面光亮丰满、硬度高、耐磨性好,因而得到了甲苯:北京化工厂;广泛应用。通用型UP树脂一般是指邻苯型UP树无水乙醇:天津市天达净化材料精细化工厂;脂,即采用邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、乙二醇、丙95%乙醇:莱阳

3、市康德化工有限公司;二醇等常用原料合成聚酯,然后溶解于交联单体苯丙酮:莱阳市康德化工有限公司;[2]乙烯中而得到,其分子结构式如下:以上试剂均为分析纯。1.2仪器及设备电子天平:JY3002型,上海良平仪器仪表有限式中:R1、R2、R3分别为二元醇、不饱和酸和饱和酸公司;中除活性端基以外的基团。电热鼓风干燥箱:101FAB-0型,上海树立仪这种UP树脂分子的端基为极性的端羟基或端器仪表有限公司;羧基,因而能与极性介质分子相互吸引、吸附、吸收液压式压力试验机:YE-30型,济南试验机厂;[3]并向聚酯内部渗透与扩散,从而造成材料腐蚀。简支

4、梁冲击试验机:XCJ-4型,河北承德试验为提高UP树脂的耐腐蚀性能,可在反应后期加入机厂;[4-7][8]封端剂,利用羧基与端羟基或端羧基发生酯电子万能材料试验机:Instron5569型,美国In2化反应,从而达到封闭端基的作用,以提高UP树脂stron公司。的耐水、耐酸、耐碱等性能。常用的端基封闭剂有松1.3试样制备[9-10][4,11]香、双环戊二烯,以及一元羧酸、酸酐类化将物质的量比为0.88∶0.4∶0.4的丙二醇、邻苯[12]合物。二甲酸酐、顺丁烯二酸酐加入4口瓶中升温,通氮笔者分别以环己醇、苯甲酸及环己醇/苯甲酸为气。升

5、温至160℃保温1h,然后继续升温到190℃,封端剂,合成了封端改性UP树脂,并对其耐水、耐当体系的酸值达到80mgKOH/g(或50mgKOH/g)碱、耐酸等性能进行了研究。时停止实验,将此组分作为空白样。分别向上述空1实验部分白样中加入环己醇、苯甲酸、环己醇/苯甲酸封端剂1.1原材料后使温度保持在190～200℃,当酸值趋于稳定时降邻苯二甲酸酐:天津市秋竹科技开发有限公司;温到140℃,分别加入占树脂总量0.02%的对苯二顺丁烯二酸酐:天津市科密欧化学试剂开发中酚,然后加入苯乙烯,搅拌混合均匀即得封端UP树心;脂。将不同封端剂封端的

6、UP树脂制成试样。1,22丙二醇:天津市申泰化学试剂有限公司;环己醇:天津市科密欧化学试剂开发中心;收稿日期:2008211211刘世香,等:封端不饱和聚酯树脂的合成及性能研究211.4性能测试由表1可以看出,利用不同的封端剂封端后UP酸值按GB/T2895-1982测定;树脂的酸值均降低,其中用环己醇封端后其酸值最粘度按GB/T7193.1-1987用涂-4杯测定;低,而用苯甲酸封端后其酸值最高,使用环己醇和苯固体含量按GB/T7193.3-1987测定;甲酸同时封端后其酸值介于两者之间。其主要原因压缩强度按SN/T0308-1993

7、测试;是:封端时间一般在5h以上,在此期间大分子链端拉伸强度按GB/T2568-1995测试;基除了与封端剂反应外,分子链端基之间也互相反冲击强度按GB/T2571-1995测试;应,因此降低了最终产物的羧基浓度,随之酸值也就巴氏硬度按GB/T3854-2005测试;降低;另外,用环己醇封端时,环己醇只与分子链两耐腐蚀性按GB/T7194-1987测试,试验介质端的羧基反应,而用苯甲酸封端时由于苯甲酸本身分别为10%的NaOH、50%的硫酸和水。酸值很高,所以开始阶段体系的酸值先提高,而后酸2结果与讨论值才降低到较低水平。2.1酸值2.

8、2粘度在反应温度190～200℃条件下,UP树脂的合用涂-4杯对不同封端剂封端后的UP树脂进成反应进程可利用测定酸值来判断,当酸值不再降行粘度测定,结果如表2所示。低或酸值降低速率很慢时表明反应已基本结束。