不饱和聚酯树脂分子结构与理化性能的关系

      不饱和聚酯树脂是饱和及不饱和多元酸或酸酐与多元醇经缩聚反应生成聚酯后溶解于稀释剂中而制备的，因而我们可在生产过程中选用不同的原料品种；控制不同的原料比例，控制相应的反应参数；选择特种助剂，特种稀释剂等方法生产出具有特定理化性能的不饱和聚酯树脂。

      1．分子结构与化学性能

      不饱和聚酯树脂的化学性能是产品的应用性能，它为产品的使用提供了应用参数。常用外观、酸值、粘度、胶凝时间、固化时间等质量指标来评定。根据施工要求，不饱和聚酯树脂的化学性能可通过改变分子结构和原料组份得到调节及满足。

       1.1外观

       不饱和聚酯树脂外观质量的优劣反映了产品内在质量的好坏。一般考核外观质量的指标为色泽、透明度。通常有下列因素影响产品的外观质量：①原材料质量及品种；②反应过程的控制；  ③包装质量。

       为得到色浅透明的不饱和聚酯树脂可以采用以下措施：

       (1)选择符合要求的原料来生产树酯，一般情况下，进口原包装原料所产树脂外观色泽较浅而稳定，尤其是醇类原料更为明显。另外，对苯二甲酸作为饱和酸时所生产的树脂透明度较差，在选择上要加以注意。稀释剂与聚酯的良好相溶性，也是树脂能保持透明的关键。因而设计配方时要确保所产聚酯与稀释剂混溶。

    （2）严格按工艺规程操作，控制最高反应温度，防止物料在高温区域氧化变色。为此可添加特定的高温抗氧剂，同时反应过程中采用惰性气体保护来隔绝空气，以防止物料在反应过程中高温氧化，这样能保证生产的树脂色浅透明。另外，可在产品中添加助剂使产品接近无色。

       1.2酸值

       酸值反映了不饱和聚酯树脂生产过程中的反应程度，反映了树脂分子量的大小，间接体现了产品的机械性能，通常在配方固定的前提下，酸值越低，树脂分子量越大，产品的机械性能越好。

      1.3粘度

       粘度是树脂粘性和流动性能的特性值，粘度的高低直接影响产品的浸润性和施工性。一般影响粘度的因素有下列两点①聚酯的分子量；②稀释剂的加入量。

       通常可通过修改配方及控制反应终点酸值高低来调节粘度，配方中，醇过量数低，不饱和酸量少，反应终点酸值低，聚酯分子量就高，树脂的粘度也随之升高；反之，则降低。另外稀释剂的加量减少，粘度就升高；反之则降低。

       1.4胶凝时间

       胶凝时间是产品固化性能的指标之一，它是产品应用时，作业时间的控制参数。通常影响胶凝时间的因素有以下几点：①分子结构；②反应程度；③阻聚剂的加量。

        因而可以从以下几方面来调节胶凝时间：

       (1)通过调整配方，优化分子结构设计，如增加不饱和酸的用量，以增加分子链中双键含量．提高树脂交联固化时的反应活性，缩短胶凝时间；反之，延长胶凝时间。

       (2)降低反应终点酸值，提高反应程度，胶凝时间缩短；升高反应温度，树脂胶凝时间缩短。
 
       (3)阻聚剂用量的多少对调节胶凝时间的作用最明显，一般在配方确定，分子结构、工艺规程确定后，通常用调节阻聚剂量的办法来调节胶凝时间。

       1.5固化时间

       固化时间也是产品固化性能的指标之一，它反映了树脂制成最终产品的生产周期。通常影响固化时间的因素有：①分子结构；②反应程度。

       所以，可以从以下两方面调节固化时间：

      (1)通过分子结构的优化设计，如增加不饱和酸或酸酐的用量，或用富马酸代替顺酐，提高树脂的反应活性，可缩短固化时间。
      (2)提高反应程度，增加聚酯的平均分子量；升高反应温度都能缩短树脂的固化时间。

      2．分子结构与物理性能

      不饱和聚酯树脂的物理性能是产品内在质量的最终体现，是产品的关键性能，通过调整配方，优化分子结构设计，控制反应参数能使不饱和聚酯树脂分别具有韧性、刚强、耐热、耐蚀等特性。

       2.1韧性

      为了赋予不饱和聚酯树脂良好的柔韧性，分子结构中要增加脂肪链，醚键的含量，减少双键的含量。一般采用一缩乙二醇、己二醇、己二酸等原料，降低不饱和酸对饱和酸的比例来生卢此类树脂。

       2.2刚性及强度

       不饱和聚酯树脂作成最终产品时，其机械强度至关重要。为得到机械强度高的不饱和聚酯树脂，通常从以下几方面对分子结构进行设计，以求得性能的实现。

       (1)提高不饱和酸对饱和酸的比例，增加分子中不饱和键的含量，提高交联密度。
       (2)确定合适的稀释剂加入量，以保证交联性能的充分实现；采用活性较高的混合稀释剂以增加交联点。
       (3)采用笨环结构的芳香族原料，减少分子中的醚键。
       (4)降低反应终点酸值，提高反应程度，增加聚酯分子量。

       2.3耐热性

      分子结构中加入间苯二甲酸或对苯二甲酸结构，同时增加双键含量，提高交联程度是提高不饱和聚酯树脂耐热性的有效途径。
      (1)生产过程中采用二步法，以确保反应活性较差的间苯二甲酸或对苯二甲酸能充分反应，并使分子结构中双键排列有序，确保耐热性能的实现。
      (2)使用反应极难进行的对苯二甲酸生产不饱和聚酯时，第一步可采用催化剂加速反应，缩短反应时间，达到反应程度，以确保耐热性能的充分实现。

       2.4而腐蚀性

       合成此类不饱和聚酯树脂时，分子结构中易受腐蚀介质侵蚀的酯基含量低，基团的空间位阻大，树脂的耐腐蚀性就好。目前耐腐蚀性不饱和聚酯树脂有以下三大类。

       (1)采用分子量大的、空间位阻大的D-33二醇作为部分二元醇合成的双酚A型不饱和聚酯树脂。该类树脂具有良好的耐酸、耐碱性。
       (2)采用二甲苯甲醛树脂代替部分二元醇合成的二甲苯型不饱和聚酯树脂。该类产品成本低，耐酸、耐碱性好。
       (3)采用环氧树脂与丙烯酸反应生产的乙烯基不饱和聚酯树脂。该类树脂耐酸性、耐碱性好，尤其是其具有良好的耐油性。
 
     3．结束语

     不饱祁聚酯树脂的理性化性能可通过分子结构的设计来实现、改善和提高。