封端不飽和聚酯樹脂的合成及性能研究

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1、20工程塑料應用2009年,第37卷,第2期封端不飽和聚酯樹脂的合成及性能研究劉世香王曉軒張穎李玉滿(濟南大學化學化工學院,濟南250022)摘要在合成通用型不飽和聚酯(UP)樹脂的基礎上,反應后期分別用環(huán)己醇、苯甲酸及環(huán)己醇/苯甲酸進行封端處理,得到封端改性UP樹脂。對封端前后UP樹脂的性能進行了研究,發(fā)現(xiàn)封端后UP樹脂的性能與通用型UP樹脂的性能基本相當,但耐腐蝕性明顯提高,其中酸值50mgKOH/g時封端的UP樹脂的耐腐蝕性比酸值80mgKOH/g時封端強,而采用環(huán)己醇/苯甲酸同時封端后耐腐蝕性提高得更為明顯。關鍵詞不飽和聚酯樹脂

2、環(huán)己醇苯甲酸耐腐蝕性不飽和聚酯(UP)樹脂是熱固性樹脂的主要品苯甲酸:武漢有機合成化工廠;種之一,也是復合材料的三大基體樹脂之一。由于對苯二酚:天津市大茂化學試劑廠;其具有優(yōu)良的力學性能、電性能和耐化學藥品性能,苯乙烯:天津市大茂化學試劑廠;且可常溫固化成型,加工工藝簡單,固化時間短,制KOH:天津市天達凈化材料精細化工廠;[1]品表面光亮豐滿、硬度高、耐磨性好,因而得到了甲苯:北京化工廠;廣泛應用。通用型UP樹脂一般是指鄰苯型UP樹無水乙醇:天津市天達凈化材料精細化工廠;脂,即采用鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、乙二醇、丙95%乙醇:萊陽

3、市康德化工有限公司;二醇等常用原料合成聚酯,然后溶解于交聯(lián)單體苯丙酮:萊陽市康德化工有限公司;[2]乙烯中而得到,其分子結(jié)構(gòu)式如下:以上試劑均為分析純。1.2儀器及設備電子天平:JY3002型,上海良平儀器儀表有限式中:R1、R2、R3分別為二元醇、不飽和酸和飽和酸公司;中除活性端基以外的基團。電熱鼓風干燥箱:101FAB-0型,上海樹立儀這種UP樹脂分子的端基為極性的端羥基或端器儀表有限公司;羧基,因而能與極性介質(zhì)分子相互吸引、吸附、吸收液壓式壓力試驗機:YE-30型,濟南試驗機廠;[3]并向聚酯內(nèi)部滲透與擴散,從而造成材料腐蝕。簡支

4、梁沖擊試驗機:XCJ-4型,河北承德試驗為提高UP樹脂的耐腐蝕性能,可在反應后期加入機廠;[4-7][8]封端劑,利用羧基與端羥基或端羧基發(fā)生酯電子萬能材料試驗機:Instron5569型,美國In2化反應,從而達到封閉端基的作用,以提高UP樹脂stron公司。的耐水、耐酸、耐堿等性能。常用的端基封閉劑有松1.3試樣制備[9-10][4,11]香、雙環(huán)戊二烯,以及一元羧酸、酸酐類化將物質(zhì)的量比為0.88∶0.4∶0.4的丙二醇、鄰苯[12]合物。二甲酸酐、順丁烯二酸酐加入4口瓶中升溫,通氮筆者分別以環(huán)己醇、苯甲酸及環(huán)己醇/苯甲酸為氣。升

5、溫至160℃保溫1h,然后繼續(xù)升溫到190℃,封端劑,合成了封端改性UP樹脂,并對其耐水、耐當體系的酸值達到80mgKOH/g(或50mgKOH/g)堿、耐酸等性能進行了研究。時停止實驗,將此組分作為空白樣。分別向上述空1實驗部分白樣中加入環(huán)己醇、苯甲酸、環(huán)己醇/苯甲酸封端劑1.1原材料后使溫度保持在190～200℃,當酸值趨于穩(wěn)定時降鄰苯二甲酸酐:天津市秋竹科技開發(fā)有限公司;溫到140℃,分別加入占樹脂總量0.02%的對苯二順丁烯二酸酐:天津市科密歐化學試劑開發(fā)中酚,然后加入苯乙烯,攪拌混合均勻即得封端UP樹心;脂。將不同封端劑封端的

6、UP樹脂制成試樣。1,22丙二醇:天津市申泰化學試劑有限公司;環(huán)己醇:天津市科密歐化學試劑開發(fā)中心;收稿日期:2008211211劉世香,等:封端不飽和聚酯樹脂的合成及性能研究211.4性能測試由表1可以看出,利用不同的封端劑封端后UP酸值按GB/T2895-1982測定;樹脂的酸值均降低,其中用環(huán)己醇封端后其酸值最粘度按GB/T7193.1-1987用涂-4杯測定;低,而用苯甲酸封端后其酸值最高,使用環(huán)己醇和苯固體含量按GB/T7193.3-1987測定;甲酸同時封端后其酸值介于兩者之間。其主要原因壓縮強度按SN/T0308-1993

7、測試;是:封端時間一般在5h以上,在此期間大分子鏈端拉伸強度按GB/T2568-1995測試;基除了與封端劑反應外,分子鏈端基之間也互相反沖擊強度按GB/T2571-1995測試;應,因此降低了最終產(chǎn)物的羧基濃度,隨之酸值也就巴氏硬度按GB/T3854-2005測試;降低;另外,用環(huán)己醇封端時,環(huán)己醇只與分子鏈兩耐腐蝕性按GB/T7194-1987測試,試驗介質(zhì)端的羧基反應,而用苯甲酸封端時由于苯甲酸本身分別為10%的NaOH、50%的硫酸和水。酸值很高,所以開始階段體系的酸值先提高,而后酸2結(jié)果與討論值才降低到較低水平。2.1酸值2.

8、2粘度在反應溫度190～200℃條件下,UP樹脂的合用涂-4杯對不同封端劑封端后的UP樹脂進成反應進程可利用測定酸值來判斷,當酸值不再降行粘度測定,結(jié)果如表2所示。低或酸值降低速率很慢時表明反應已基本結(jié)束。