含水不飽和聚酯樹脂合成方法

＊唐小磊 江校 張斐

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1.含水不飽和聚酯樹脂的制備方法

我國的含水不飽和聚酯樹脂的大致分類可分為水溶型和乳波型兩大類。同時其中乳液型又可以仔細(xì)分為油包水型和水包油型以及微乳液型幾類。通過加入一些堿性物質(zhì)生成鹽、加入表面活性劑進(jìn)行乳化、在聚酯鏈中引人極性基團(tuán)等方法均可以制得這些含水不飽和聚酯樹脂。

（1）聚酯成鹽法。不飽和聚酯樹脂的端部通常會具有一類羧基，通過這種特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)就可以很容易的與堿性物質(zhì)發(fā)生一系列的中和反應(yīng)并能夠使之生成聚酯鹽。聚酯鹽是一種常見的含有離子鍵的化合物，聚酯鹽的極性非常高，親水能力非常強(qiáng)，并且在使用聚酯鹽合成法的同時，聚酯鹽不僅能夠很快的溶于水，而且還可以對樹脂的交聯(lián)劑具有非常強(qiáng)的乳化作用，進(jìn)而還可以使不飽和的聚酯樹脂的性能，使水能與聚酯鹽形成乳液。最早的出現(xiàn)的時候是在1967年由Horie等人首先報道了使用氫氧化鈉、氫氧化鈣、胺類、羥胺類、氨水和肼等一系列的堿性原材料來制備WCP。

（2）乳化法。這種方法表面所使用的活性劑主要就是由親水基團(tuán)和親油基團(tuán)兩部分所組成，既能夠親水又能夠親油。這種方法既可以降低油水表面之間的張力，又能夠使互不相溶的兩種物質(zhì)相互分散而形成均勻的分散體系。在外面加入表面活性劑是一種較為常用的制取乳液的方法。表面活性劑主要分為陽離子型、陰離子型和非離子型三大類別，在WCP的制備使用中主要是后兩者的單獨(dú)或者是混合使用。

（3）聚酯改性法。聚酯改性法這一類方法主要是在聚酯分子鏈中加入了需要的親水基團(tuán)，同時還增加了聚酯樹脂的水溶性，再加上聚酯樹脂本身又具有很強(qiáng)的親油性，這種聚酯改性后的聚酯性能既親水又親油。這樣既具有了表面活性劑的乳化性的性能，同時也還能夠使不溶于水的交聯(lián)劑和水一起形成一類乳液又或者是形成微乳液體系中具有這類含水不飽和聚酯樹脂的性能。也可以使用這種極性非常高的單體合成聚酯法也可以增加聚酯的水溶性。如周菊興等實驗人員通過對此進(jìn)行詳細(xì)的研究了這種磺化的形成方法。他們首先使用了通常所用的化學(xué)合成方法來合成UP，并且還將UP同時能夠溶解在有機(jī)相二甲苯當(dāng)中，在這些東西完成了溶解以后，緊接著再加入NaHS03，同時在滿足其他條件不再發(fā)生改變的條件下還可以在濃度為0.8%的三乙基芐基氯化銨中還需要在催化劑的使用條件下可以生成聚酯磺酸鹽。在生成聚酯磺酸鹽的情況下，此過程中所產(chǎn)生的一種基團(tuán)是磺酸基團(tuán)，這種基團(tuán)最大的特點(diǎn)是既能夠產(chǎn)生親油能力，又能夠產(chǎn)生一定的親水能力。使得這種所形成的聚酯磺酸鹽成為了一種呈現(xiàn)為陰離子型的離子表面催化劑。在作為一種新的表面催化劑的同時，還有一種很好的方式，還能夠使這類產(chǎn)品與水和苯乙烯形成一種乳液。當(dāng)使用物質(zhì)自身所帶著的離子基團(tuán)時，這種可以直接的合成含水不飽和聚酯。這些情況對聚酯的改性的使用情況會更好。

2.含水不飽和聚酯樹脂的性能研究

（1）含水不飽和聚酯樹脂的固化性。含水不飽和聚酯樹脂的固化性，就是不飽和聚酯樹脂是由雙鍵的不飽和的聚酯和交聯(lián)劑組成的混合物，這是一種具有油性的樹脂，這種性質(zhì)使聚酯在水中不能有效的分散，如果混合少量的水還會影響它的固化性。主要是使用乳化法制備出含水不飽和聚酯樹脂，研究它的儲存性和固化性能，并且含水不飽和聚酯樹脂的應(yīng)用也較為廣泛，適用于玻璃鋼，塑料產(chǎn)品和一些加工使用的膩?zhàn)臃鄣?。通常我們會使用測定乳液體系在25℃穩(wěn)定的溫度下來探究凝膠的時間，在不同含水量的條件下，觀察含水不飽和聚酯樹脂的固化性能。在實驗?zāi)M中由樹脂A來配制的含水樹脂，可以隨著體系中的含水量的不斷增加，凝膠的時間也逐漸延長；當(dāng)TEA的用量增加，凝膠時間也會明顯延長。樹脂B所配制的含水樹脂，會隨著體系中的含水量不斷增加，但凝膠時間略有延長，在此過程中TEA用量增加，對體系的凝膠時間幾乎沒有影響。分析認(rèn)為，因為樹脂B本身的活性比較高，而且系統(tǒng)中的苯乙烯的含量也是比較多，所以會對體系中自由基的捕獲能力較大，并且水和TEA對體系的固化性的影響也大大降低。我們可以判斷出來樹脂本身的活性對于含水不飽和聚酯樹脂的合成影響較大。

（2）含水不飽和聚酯樹脂的穩(wěn)定性。含水不飽和聚酯樹脂使用的澆鑄體的穩(wěn)定性，合成材料的穩(wěn)定性是一個關(guān)系到合成物實用性的重要方面，并且影響到了含水聚酯樹脂穩(wěn)定性的主要因素是所測試試樣的尺寸及其含水量的變化。所以，在合成不飽和聚酯樹脂時應(yīng)該主要考察到含水樹脂試樣的尺寸及含水量隨時間的變化情況。通過一些實驗的測試，含水聚酯樹脂澆鑄體試樣的尺寸隨時間改變的變化不大，并且外觀也沒有太大明顯的變化。所以，可以說含水聚酯樹脂具有良好的尺寸穩(wěn)定性能。而所測的試樣的含水量卻隨著時間的延長而逐漸降低，特別是在前幾天的失水量較大。通過這些實驗，我們可以發(fā)現(xiàn)含水量的不穩(wěn)定性是這類工藝合成的一個缺點(diǎn)所在，但是目前我國還沒有發(fā)現(xiàn)能夠解決材料內(nèi)部的方法。只能通過使用一些措施來加以避免，如在進(jìn)行制作時，很好的控制好工藝中含水量的變化。

（3）含水不飽和聚酯樹脂合成時澆鑄體的阻燃性。一些數(shù)據(jù)表明，在含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的聚酯樹脂澆鑄體的試樣均可以達(dá)到GB2408-80I級，當(dāng)含水量為20%的澆鑄體的試樣可以達(dá)到GB2408-80ll級。這一現(xiàn)象表明含水不飽和聚酯樹脂具有著良好的阻燃性。同時也由于試樣內(nèi)含有大量的水分，也使得試樣難以點(diǎn)燃、難以燃燒，而且燃燒時并不會產(chǎn)生有毒氣體，煙霧也是比較少的。含水不飽和聚酯樹脂是一種優(yōu)良的阻燃性材料，并且，這種材料的阻燃性伴隨著含水量的增加而提高。含水不飽和聚酯樹脂玻璃鋼的性能，含水不飽和聚酯樹脂在力學(xué)方面的性能可以在使用玻璃纖維增強(qiáng)后得到很大的提高。雖然同一般的FRP相比，含水的FRP的力學(xué)性能要低一些，但是對于使用相同成本的一些制品，使用這種材料可使材料壁的厚度增大，剛性提高；從重量減小這一方面來考慮可以制作出重量輕的FRP制品，并且含水不飽和聚酯樹脂的工藝性能還好，F(xiàn)RP制品的整體成本可進(jìn)行進(jìn)一步的降低，因此含水不飽和聚酯樹脂F(xiàn)RP也有較高的應(yīng)用價值。

（4）乳液的固化和貯存穩(wěn)定性。對于含水UPR的固化情況研究，通常是使用氧化還原的反應(yīng)體系，一般來說是使用過氧化酮-鈷鹽體系，并且配合叔胺共促進(jìn)劑。有的為了防止乳化，在液貯存的過程中使用凝膠，必須確保在使用水溶性和油溶性兩種阻聚劑的時候不能過量，使用過量的阻聚劑不僅會使UP變色，并且還會妨礙UPR的固化。有些報道提出，乳液中要求的油相的阻聚劑的含量高于水相，水相和油相都要有過剩的阻聚劑才可以防止樹脂凝固。

3.結(jié)語

含水不飽和聚酯樹脂這類特殊的新品種是不飽和聚酯樹脂的中一個品種，伴隨著我國科技經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，同時在對于合成聚酯樹脂這一方面的研究也在不斷加深，同時還可以不斷的提高在不飽和聚酯樹脂上的研究技術(shù)，提高這一類型中的研究成果。不斷投入使用新的制作設(shè)備，培養(yǎng)相關(guān)的技術(shù)人員，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用效果，生產(chǎn)出更綠色化的產(chǎn)品，降低對環(huán)境的污染情況。制造出含水不飽和聚酯樹脂，使這種工藝的使用范圍更廣泛，使用效果更好。