A. 如何鑒別酯基
你說的應該是基酯吧
MFE乙烯基酯樹脂的性能及其在防腐蝕領域的應用研究 華東理工大學 周潤培 侯銳鋼 王曉東 雷 浩 劉坐鎮 一. 前言 乙烯基酯指的是分子二端含有乙烯基團,中間骨架為環氧樹脂的那一類不飽和聚酯。它們是由不飽和有機一元羧酸(最常用的為丙烯酸和甲基丙烯酸)和環氧樹脂進行開環酯化反應而得,故也可稱為不飽和酸環氧酯 (1)。乙烯基酯是個外來詞,其含義並不確切,比較確切的名稱應該是環氧乙烯基酯。前蘇聯文獻將這類化合物稱為環氧丙烯酸酯、環氧甲基丙烯酸酯等。我國早期的文獻曾將這類化合物稱為甲基丙烯酸環氧酯、丙烯酸環氧酯等,或統稱為不飽和酸環氧酯。 乙烯基酯樹脂的開發研究起始於上世紀六十年代。1964年美國Shell化學公司首先開發了一種商品名為Epicryl的雙酚A型環氧乙烯基酯樹脂,以後美國Dow化學公司相繼開發了多種牌號為Derakane的同類產品。日本隨後也開發了一系列商品名為Ripoxy的乙烯基酯樹脂(2)。我國對這類樹脂的開發研究起始於上世紀七十年代初期,華東理工大學(原名華東化工學院)、四川晨光化工研究院、上海樹脂廠和天津合成材料研究所等單位最早報道了這方面的工作並進行了應用研究。乙烯基酯樹脂的應用領域是多方面的,其中最廣泛也是最重要的是在防腐蝕領域。華東理工大學是國內耐腐蝕乙烯基酯樹脂最早的研究單位之一,也是在防腐蝕工程中應用 乙烯基酯樹脂最早的單位。早在1975年,由上海化工學院(即現在華東理工大學)研製的甲基丙烯酸環氧酯樹脂(ME型乙烯基酯樹脂)就已成功地應用於當時新建的上海石化總廠維尼綸廠的醛化浴(內含30%H2SO4和甲醛)防腐蝕工程(3)。 1980年和1981年第一個商品名為MFE-2的乙烯基酯樹脂相繼在我校協作廠和自辦企業正式投產。二十多年來的開發和應用研究使華東理工大學華昌聚合物有限公司已成為國內主要的環氧乙烯基酯樹脂科研生產基地,擁有系列化的MFE乙烯基酯樹脂品牌,積累了豐富的工程應用和施工經驗。環氧乙烯基酯樹脂從面世以來已有近四十年的歷史,期間出現了無數品牌商品、專利和文獻。據筆者所知,目前國內外研究和生產的乙烯基酯樹脂大致可分為以下幾類: 由甲基丙烯酸(M)和雙酚A環氧樹脂(E)為主要原料的ME型乙烯基酯;由丙烯酸(A)和雙酚A環氧樹脂為主要原料的AE型乙烯基酯;由甲基丙烯酸和酚醛多環氧樹脂(F)為主要原料的MF型;丙烯酸和酚醛多環氧樹脂為主要原料的AF型;由甲基丙烯酸、富馬酸(F)和雙酚A環氧樹脂為主要原料的MFE型以及由甲基丙烯酸和含溴雙酚A環氧樹脂為主要原料的MEX型等(表1)。此外尚有許多異氰酸酯、橡膠等改性劑改性的乙烯基酯樹脂。即使是同樣原料組成的乙烯基酯樹脂,由於原料配比不同、生產工藝不同和固化條件不同等因素,其固化產品(澆鑄體)也會具有不同的物理和化學性能。 表1 耐腐蝕環氧乙烯基酯樹脂的分類(按化學組成) 乙烯基酯類型 主要原料 特點 不飽和酸 環氧樹脂 ME 甲基丙烯酸(M) E型環氧 通用型 AE 丙烯酸(A) E型環氧 韌性 MF 甲基丙烯酸(M) F型環氧 耐高溫 MFE 甲基丙烯酸(M)、富馬酸(F) E型環氧 通用型 AF 丙烯酸(A) F型環氧 韌性、耐高溫 AFE 丙烯酸(A)、 富馬酸(F) E型環氧 韌性 MEX 甲基丙烯酸(M) EX型環氧 阻燃 從乙烯基酯的發展史來看,ME型乙烯基酯是較早開發成功的商品樹脂,一些廠商把這類樹脂稱之為標准型乙烯基酯樹脂,但卻不見其典型配方。事實上ME型乙烯基酯樹脂也是多品種的,筆者早期也集中在這一類型乙烯基酯樹脂的合成和性能研究(4),究竟怎樣配方的ME型樹脂是標准?目前尚無公認的典型配方。在不飽和聚酯樹脂大家庭里公認的標准樹脂是聚鄰苯二甲酸/反丁烯二酸丙二醇酯,其典型配方為鄰苯二甲酸酐: 順丁烯二酸酐:丙二醇=1:1:2.15(摩爾比)。標准樹脂並不等於最好的樹脂,當年最好的樹脂並不等於永遠是最好的,這已為不飽和聚酯樹脂的發展史所證實。 總之,科學在發展,技術在進步,今後會有更多新的品種加入到乙烯基酯樹脂的行列中,老的品種也會不斷改進提升品質。 二. 分子結構及性能 1. 環氧乙烯基酯的分子結構 (1) ME和AE型環氧乙烯基酯分子的化學結構如下: (2) MFE和AFE型環氧乙烯基酯分子的化學結構如下: 由此可見,ME型和MFE型乙烯基酯的分子結構非常相近,只是由於擴鏈劑富馬酸的存在使MFE型乙烯基酯的分子量比ME型的擴大了幾乎1倍。華昌公司生產的MFE型乙烯基酯樹脂的紅外光譜與Dow化學公司生產的Derakane- 411樹脂的紅外光譜相雷同也證明了這一點(見圖1)。一些作者指責MFE乙烯基酯不是真正意義上的乙烯基酯,我們不明白真正的乙烯基酯該是怎樣的分子結構?紅外光譜不能鑒別是否是乙烯基酯,難道真的只有用一些人發明的「凝膠前是否發生自發性冒泡」來分辨真假乙烯基酯嗎? 2. 分子結構與耐化學腐蝕性 高分子物理學告訴我們:高分子化合物無論是線型的還是網狀的,其分子結構都是多層次的,一次結構為分子的化學結構;二次結構為分子的形態結構;三次(或稱高次)結構為分子的聚集態結構。本文不準備對此作詳細的闡說,只想指出分子的化學組成既不能代替分子的化學結構,更不等同於分子結構,因此單憑化學組成不能決定高分子化合物的性能。舉例來說,同樣化學組成的聚丙烯,無規聚丙烯的力學性能很差,不能作為材料使用,只有用定向聚合法得到的聚丙烯才是有用的工程材料。 環氧乙烯基酯由於化學結構的特點:酯基密度小且都處於可交聯雙鍵的鄰近,因此與疏水的苯乙烯發生共聚交聯反應生成網狀結構後具有高度的水解穩定性。影響環氧乙烯基酯樹脂水解穩定性的因素有:酯基密度、酯基相鄰基團的空間保護作用和交聯劑苯乙烯的含量(5)。 (1) 酯基密度 環氧乙烯基酯和不飽和聚酯一樣,可水解的基團為其分子結構中含有的酯基(—C=O—O—),因此酯基相對含量(以酯基密度mol/100g表示)的多少將直接影響它們的水解穩定性。 最簡單的環氧乙烯基酯為甲基丙烯酸與雙酚A環氧樹脂按摩爾比2:1反應而得,其分子化學結構的示意式為: M—E—M 式中:M代表甲基丙烯酸 E代表E型環氧樹脂 如果E取平均分子量為392的E-51,則上述分子結構的環氧乙烯基酯的平均分子量為564。由於分子中平均含有二個酯基,故其平均酯基當量為282,即平均每282g環氧乙烯基酯中含有1摩爾酯基,或換算成平均酯基密度為0.355mol/100g。 目前我國市場上最常見的環氧乙烯基酯為反丁烯二酸改性的甲基丙烯酸環氧酯,其分子結構示意式為: M—E—F—E—M 式中F代表反丁烯二酸,M和E的含義同上。 如果參與反應的環氧樹脂也為E-51,則該MFE型環氧乙烯基酯的平均分子量為1072,由於該分子結構中含有四個酯基,故該環氧乙烯基酯的平均酯基當量為268,換算成平均酯基密度為0.373mol/100g,比上述最簡單的ME型環氧乙烯基酯的酯基密度高出5%。 以此類推可以計算出由D-33與反丁烯二酸按摩爾比1:1合成的雙酚A型不飽和聚酯的平均酯基密度為0.472mol/100g,由丙二醇、順酐、苯酐按摩爾比2:1:1合成的鄰苯型191樹脂的平均酯基密度為1.105mol/100g。 由上述計算結果可見,MFE型環氧乙烯基酯樹脂的酯基密度約為鄰苯型191聚酯的1/3,但實驗事實表明(6),MFE型環氧乙烯基酯樹脂的水解穩定性優於鄰苯型191樹脂的遠遠超過3倍,這就告訴我們分子結構中的酯基密度不是影響水解穩定性的唯一因素,也不是主要因素。 (2) 酯基相鄰基團的空間保護作用 有機化學告訴我們:酯基在酸或鹼催化下可發生下列水解反應: ① 酸式水解: ② 鹼式水解: 酯基的相鄰基團R和R』都對酯基的水解速度產生影響,其中尤以R的影響更為明顯。 據報道(7),乙酸乙酯在20℃水中的鹼式水解速率常數k0=4.8l/mol?min,而與其同系的相差一個次甲基的丙酸乙酯在20℃水中的鹼式水解速率常數k1=2.3l/mol?min,後者的水解速率常數約為前者的1/2。以此結果延伸到甲基丙烯酸環氧酯(ME型)與丙烯酸環氧酯(AE型)的水解穩定性對比上,無疑前者的水解穩定性要優於後者,但必須指出的是,無論ME型抑或AE型環氧乙烯基酯,它們在固化前的水解穩定性都是很差的,玻璃鋼行業的同仁都有這樣一個共識,只有當樹脂(環氧乙烯基酯樹脂也不例外)充分交聯固化後,它們的優秀性能(包括物理性能、耐化學品性能)才顯現出來。 因此筆者認為:環氧乙烯基酯分子結構中酯基相鄰的可交聯雙鍵,在苯乙烯參與下固化形成三維交聯網路,它對酯基形成的空間保護作用才是環氧乙烯基酯樹脂獲得高的水解穩定性的最主要原因(6)。如圖2所示:固化後受空間網路大分子保護的基團。 (3) 交聯劑苯乙烯的含量 與不飽和聚酯一樣,環氧乙烯基酯最常用交聯劑和稀釋劑仍是苯乙烯,它的含量通常占環氧乙烯基酯樹脂總量的40%左右。由於苯乙烯及其聚合物對水解作用的惰性,因此它的存在和含量最直接的作用是降低了環氧乙烯基酯樹脂中的酯基密度。此外,當它以聚苯乙烯鏈段的形式參與環氧乙烯基酯樹脂固化交聯成三維網路後,對樹脂澆鑄體的耐熱性、力學性能和耐水解穩定性都起到重要作用。 總之,環氧乙烯基酯樹脂固化網路的水解穩定性不能單純以組成網路的環氧乙烯基酯的化學組成來判斷,必須同時考慮到由苯乙烯鏈段參與的固化網路的分子結構對耐水性的影響。 再來回顧一下歷史,由最初開發成功的商品樹脂,即以甲基丙烯酸與E型環氧樹脂按摩爾比2:1合成的ME型環氧乙烯基酯樹脂,至今已有三十餘年。三十多年來商品樹脂品種不斷增加,各種改性樹脂相繼出現。反丁烯二酸改性的MFE型環氧乙烯基酯樹脂和以丙烯酸代替甲基丙烯酸合成的AE型環氧乙烯基酯樹脂3200#早在上世紀八十年代初期我國已開始商品化生產(8)。AE型環氧乙烯基酯樹脂雖然在化學結構上缺少α-甲基對相鄰酯基的空間保護作用,但只要苯乙烯用量得當,形成的網路結構合理,同樣可以具有,甚至超過某些ME型環氧乙烯基酯樹脂所具有的高度的水解穩定性,這一點已為多年來應用實踐所證實。 華昌聚合物有限公司近期推出的高韌性、低收縮型MFE-5乙烯基酯樹脂屬AE型乙烯基酯樹脂,但它卻具有極佳的水解穩定性。試驗結果表明,MFE-5乙烯基酯樹脂澆鑄體在80~100℃下浸泡於10%NaOH中歷時2個月,其外觀不變、透明度不變,僅輕微失重(9)。說明該樹脂具有優良的耐鹼性。 3. 分子結構與物理力學性能 乙烯基酯經固化交聯後形成三維網狀結構,影響網狀結構韌性的因素為交聯密度和交聯點間分子鏈段的柔韌性。 交聯密度與樹脂分子的雙鍵密度由直接關系,以ME型乙烯基酯樹脂分子的雙鍵密度為例,如果仍以參與分子組成的環氧樹脂為E-51計算,由於每一分子中含有二個雙鍵,即平均每564gME乙烯基酯含有2摩爾雙鍵,故其分子的平均雙鍵密度為0.355mol/100g。MFE型乙烯基酯樹脂的每一分子含有三個雙鍵,即平均每1072gMFE乙烯基酯含有3摩爾雙鍵,可計算出其分子的平均雙鍵密度為0.280mol/100g,比ME型乙烯基酯分子的平均雙鍵密度降低了27%。由此可見MFE型乙烯基酯分子固化後形成三維網狀結構並非如某些人所說的存在高交聯密度,相反比ME型乙烯基酯交聯密度低。 影響乙烯基酯樹脂固化網路韌性的另一個重要因素為網路交聯點間分子鏈段的柔韌性。眾所周知丙烯酸及其酯在化工行業中被稱為軟單體,而甲基丙烯酸及其酯則被稱為硬單體。這是由於丙烯酸酯聚合後主鏈可自由旋轉,而甲基丙烯酸酯聚合後由於α-甲基的空間位阻,使分子主鏈的內旋轉受到阻滯。 由此可見,AE型乙烯基酯樹脂的澆鑄體一般地較ME型乙烯基酯樹脂具有更好的韌性,但也非絕對如此。與上節討論水解穩定性時一樣,畢竟乙烯基酯樹脂的固化網路只是乙烯基酯分子的化學結構,不能完全決定乙烯基酯樹脂澆鑄體的物性。
B. 塑料的成份,類別和區別
塑料由許多材料配製而成的。其中高分子聚合物(或稱合成樹脂)是塑料的主要成分,此外,為了改進塑料的性能,還要在高分子化合物中添加各種輔助材料,如填料、增塑劑、潤滑劑、穩定劑、著色劑、抗靜電劑等,才能成為性能良好的塑料。
通過觀察塑料的外觀,可初步鑒別出塑料製品所屬大類:熱塑性塑料,熱固性塑料或彈性體。
一般熱塑性塑料有結晶和無定形兩類。結晶性塑料外觀呈半透明,乳濁狀或不透明,只有在薄膜狀態呈透明狀,硬度從柔軟到角質。無定形一般為無色,在不加添加劑時為全透明,硬度從硬於角質橡膠狀(此時常加有增塑劑等添加劑)。
熱固性塑料通常含有填料且不透明,如不含填料時為透明。彈性體具橡膠狀手感,有一定的拉伸率。
(2)不飽和聚酯樹脂物性擴展閱讀
塑料的成型加工是指由合成樹脂製造廠製造的聚合物製成最終塑料製品的過程。加工方法(通常稱為塑料的一次加工)包括壓塑(模壓成型)、擠塑(擠出成型)、注塑(注射成型)、吹塑(中空成型)、壓延等。
塑料包裝材料具有重量輕、強度大、抗沖擊性好、透明、防潮、美觀、化學性能穩定、韌性好且防腐蝕等優點,在包裝領域廣泛取代了金屬、木材、紙張、玻璃、皮革等,因此,塑料包裝對減輕我國的資源、能源壓力起到了不可替代的作用。
但是,塑料包裝材料有一個致命的弱點,即其自然降解時間長,有的長達100年以上。塑料的不易降解性,導致其廢棄物長期存在下去。
C. 各種塑料的密度及收縮比例越詳細越好
低密度聚乙烯,0.910~0.9259/cm3
中密度聚乙烯MDPE0.926~0.9409/cm3
甚低密度聚乙烯VLDPE在0.910g/cm3 以下
密度/(g/cm3) 材料 密度/(g/cm3) 材料
0.80 硅橡腔(可用二氧化硅填充到1。25) 1.19~1.35 增塑聚氯乙烯(大約含有40%增塑劑)
0.83 聚甲基戊烯 1.20~1.22 聚碳酸酯(雙酚A型)
0.85~0.91 聚丙烯 1.20~1.26 交聯聚氨酯
0.89~0.93 高壓(低密度)聚乙烯 1.26~1.28 苯酚甲醛樹脂(未填充)
0.91~0.92 1-聚丁烯 1.26~1.31 聚乙烯醇
0.9~0.93 聚異丁烯 1.25~1.35 乙酸纖維素
0.92~1.00 天然橡膠 1.30~1.41 苯酚甲醛樹脂(填充有機材料:紙,織物)
0.92~0.98 低壓(高密度)聚乙烯 1.30~1.40 聚氟乙烯
1.01~1.04 尼龍12 1.34~1.40 賽璐珞
1.03~1.05 尼龍11 1.38~1.41 聚對苯二甲酸乙二醇酯
1.04~1.06 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) 1.38~1.50 硬質PVC
1.04~1.08 聚苯乙烯 1.41~1.43 聚氧化甲烯(聚甲醛)
1.05~1.07 聚苯醚 1.47~1.52 脲-三聚氰胺樹脂(加有有機填料)
1.06~1.10 苯乙烯-丙烯腈共聚物 1.47~1.55 氯化聚氯乙烯
1.07~1.09 尼龍610 1.50~2.00 酚醛塑料和氨基塑料(加有無機填料)
1.12~1.15 尼龍6 1.70~1.80 聚偏二氟乙烯
1.13~1.16 尼龍66 1.80~2.30 聚酯和環氧樹脂(加有玻璃纖維)
1.10~1.40 環氧樹脂,不飽和聚酯樹脂 1.86~1.88 聚偏二氯乙烯
1.14~1.17 聚丙烯腈 2.10~2.20 聚三氟-氯乙烯
1.15~1.25 乙醯丁酸纖維素 2.10~2.30 聚四氟乙烯
1.161.20 聚甲基丙烯酸甲酯
1.17~1.20 聚乙酸乙烯酯
1.18~1.24 丙酸纖維素
ABS苯乙烯-丁二烯-丙烯酯塑料1.05克/立方厘米
PE塑料(聚乙烯)0.94-0.96克/立方厘米
PP塑料(聚丙烯)0.9-0.91克/立方厘米
PMMA聚甲基丙烯甲酯1.17~1.20克/立方厘米
PC聚碳酸酯1.2克/立方厘米
CR39烯丙基二甘碳酸酯1.32克/立方厘米
AS苯乙烯-丙烯腈共聚物1.075~1.1克/立方厘米
D. 請問VINYL是什麼意思是什麼材料
VINYL是乙烯基意思。
英語音標:[ˈvaɪnl],美語音標:[ˈvaɪnl]
n.乙烯基
用作名詞 (n.)
A heat resistant vinyl ester resin was studied. 研究了一種耐高溫乙烯基酯樹脂。
乙烯基樹脂結構穩定,可以用於製作耐腐蝕FRP製品,如玻璃鋼槽罐、管道、塔器以及耐腐蝕格柵等。乙烯基樹脂有較好的可改良的工藝特性,它被大量的應用於各種重防腐玻璃鱗片塗料,鱗片膠泥等。
乙烯基布料用途
環氧丙烯酸類乙烯基樹脂是一種高性能的樹脂。
熱固性液體樹脂,兼具環氧樹脂的優異機械特性與不飽和聚酯樹脂的易加工、快速固化性,且它在耐化性上的表現遠。
優於環氧樹脂與一般不飽和聚酯樹脂,更因它的高比強度及耐疲勞特性,使得環氧丙烯酸類乙烯基酯樹脂廣泛用於防蝕、地板、管件、汽車、船舶、軍事、運動器材等領域。
E. 我要一份全面介紹環氧樹脂的資料
先給你些基本介紹入門,再需要什麼資料再找我,把需要的資料名寫上,再留下郵箱。
環氧樹脂的性能及應用特點
環氧樹脂、酚醛樹脂及不飽和聚酯樹脂被稱為三大通用型熱固性樹脂。它們是熱固性樹脂中用量最大、應用最廣的品種。環氧樹脂中含有獨特的環氧基,以及輕基、醚鍵等活性基團和極性基團,因而具有許多優異的性能。與其他熱固性樹脂相比較,環氧樹脂的種類和牌號最多,性能各異。環氧樹脂固化劑的種類更多,再加上眾多的促進劑、改性劑、添加劑等,可以進行多種多樣的組合和組配。從而能獲得各種各樣性能優異的、各具特色的環氧固化體系和固化物。幾乎能適應和滿足各種不同使用性能和工藝性能的要求。這是其他熱固性樹脂所無法相比的。
1、環氧樹脂及其固化物的性能特點 (1)力學性能高。環氧樹脂具有很強的內聚力,分子結構緻密,所以它的力學性能高於酚醛樹脂和不飽和聚酯等通用型熱固性樹脂。 (2)粘接性能優異。環氧樹脂固化體系中活性極大的環氧基、羥基以及醚鍵、胺鍵、酯鍵等極性集團賦予環氧固化物以極高的粘接強度。再加上它有很高的內聚強度等力學性能,因此它的粘接性能特別強,可用作結構膠。 (3)固化收縮率小。一般為1%~2%。是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一(酚醛樹脂為8%~10%;不飽和聚酯樹脂為4%~6%;有機硅樹脂為4%~8%)。線脹系數也很小,一般為6×10-5/℃。所以其產品尺寸穩定,內應力小,不易開裂。 (4)工藝性好。環氧樹脂固化時基本上不產生低分子揮發物,所以可低壓成型或接觸壓成型。配方設計的靈活性很大,可設計出適合各種工藝性要求的配方。 (5)電性能好。是熱固性樹脂中介電性能最好的品種之一。 (6)穩定性好。不合鹼、鹽等雜質的環氧樹脂不易變質。只要貯存得當(密封、不受潮、不遇高溫),其貯存期為1年。超期後若檢驗合格仍可使用。環氧固化物具有優良的化學穩定性。其耐鹼、酸、鹽等多種介質腐蝕的性能優於不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂等熱固性樹脂。 (7)環氧固化物的耐熱性一般為80~100℃。環氧樹脂的耐熱品種可達200℃或更高。 (8)在熱卧性樹脂中,環氧樹脂及其固化物的綜合性能最好。
2、環氧樹脂的應用特點 (1)具有極大的配方設計靈活性和多樣性。能按不同的使用性能和工藝性能要求,設計出針對性很強的最佳配方。這是環氧樹脂應用中的一大特點和優點。但是每個最佳配方都有一定的適用范圍(條件),不是在任何工藝條件和任意使用條件下都宜採用。也就是說沒有「萬能」的最佳配方。必須根據不同的條件,設計出不同的最佳配方。由於不同配方的環氧樹脂固化體系的固化原理不完全相同,所以環氧樹脂的固化歷程,即固化工藝條件對環氧固化物的結構和性能影響極大。相同的配方在不同的固化工藝條件下所得產品的性能會有非常的大的差別。所以正確地作出最佳材料配方設計和工藝設計是環氧樹脂應用技術的關鍵,也是技術機密所在。要能生產和開發出自己所需性能的環氧材料,就必須設計出相應的專用配方及其成型工藝條件。因此,就必須深入了解和掌握環氧樹脂及其固化劑、改性劑等的結構與性能、它們之間的反應機理以及對環氧固化物結構及性能的影響。這樣才能在材料配方設計和工藝設計中得心應手,運用自如,取得最佳方案,生產和開發出性能最佳、成本最低的環氧材料和製品。 (2)不同的環氧樹脂固化體系分別能在低溫、室溫、中溫或高溫固化,能在潮濕表面甚至在水中固化,能快速固化、也能緩慢固化,所以它對施工和製造工藝要求的適應性很強。環氧樹脂可低壓成型或接觸壓成型,因此可降低對成型設備和模具的要求,減少投資,降低成本。 (3)在三大通用型熱固性樹脂中,環氧樹脂的價格偏高,從而在應用上受到一定的影響。但是,由於它的性能優異,所以主要用於對使用性能要求高的場合,尤其是對綜合性能要求高的領域。
F. 塑膠原料物性大全的塑料、樹脂縮寫代號
英文簡稱英文全稱中文全稱
ABA Acrylonitrile-butadiene-acrylate 丙烯腈/丁二烯/丙烯酸酯共聚物
ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene 丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物
AES Acrylonitrile-ethylene-styrene 丙烯腈/乙烯/苯乙烯共聚物
AMMA Acrylonitrile/methyl Methacrylate 丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物
ARP Aromatic polyester 聚芳香酯
AS Acrylonitrile-styrene resin 丙烯腈-苯乙烯樹脂
ASA Acrylonitrile-styrene-acrylate 丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸酯共聚物
CA Cellulose acetate 醋酸纖維塑料
CAB Cellulose acetate butyrate 醋酸-丁酸纖維素塑料
CAP Cellulose acetate propionate 醋酸-丙酸纖維素
CE Cellulose plastics, general 通用纖維素塑料
CF Cresol-formaldehyde 甲酚-甲醛樹脂
CMC Carboxymethyl cellulose 羧甲基纖維素
CN Cellulose nitrate 硝酸纖維素
CP Cellulose propionate 丙酸纖維素
CPE Chlorinated polyethylene 氯化聚乙烯
CPVC Chlorinated poly(vinyl chloride) 氯化聚氯乙烯
CS Casein 酪蛋白
CTA Cellulose triacetate 三醋酸纖維素
EC Ethyl cellulose 乙烷纖維素
EEA Ethylene/ethyl acrylate 乙烯/丙烯酸乙酯共聚物
EMA Ethylene/methacrylic acid 乙烯/甲基丙烯酸共聚物
EP Epoxy, epoxide 環氧樹脂
EPD Ethylene-propylene-diene 乙烯-丙烯-二烯三元共聚物
EPM Ethylene-propylene polymer 乙烯-丙烯共聚物
EPS Expanded polystyrene 發泡聚苯乙烯
ETFE Ethylene-tetrafluoroethylene 乙烯-四氟乙烯共聚物
EVA Ethylene/vinyl acetate 乙烯-醋酸乙烯共聚物
EVAL Ethylene-vinyl alcohol 乙烯-乙烯醇共聚物
FEP Perfluoro(ethylene-propylene) 全氟(乙烯-丙烯)塑料
FF Furan formaldehyde 呋喃甲醛
HDPE High-density polyethylene plastics 高密度聚乙烯塑料
HIPS High impact polystyrene 高沖聚苯乙烯
IPS Impact-resistant polystyre ne 耐沖擊聚苯乙烯
LCP Liquid crystal polymer 液晶聚合物
LDPE Low-density polyethylene plastics 低密度聚乙烯塑料
LLDPE Linear low-density polyethylene 線性低密聚乙烯
LMDPE Linear medium-density polyethylene 線性中密聚乙烯
MBS Methacrylate-butadiene-styrene 甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物
MC Methyl cellulose 甲基纖維素
MDPE Medium-density polyethylene 中密聚乙烯
MF Melamine-formaldehyde resin 密胺-甲醛樹脂
MPF Melamine/phenol-formaldehyde 密胺/酚醛樹脂
PA Polyamide (nylon) 聚醯胺(尼龍)
PAA Poly(acrylic acid) 聚丙烯酸
PADC Poly(allyl diglycol carbonate) 碳酸-二乙二醇酯? 烯丙醇酯樹脂
PAE Polyarylether 聚芳醚
PAEK Polyaryletherketone 聚芳醚酮
PAI Polyamide-imide 聚醯胺-醯亞胺
PAK Polyester alkyd 聚酯樹脂
PAN Polyacrylonitrile 聚丙烯腈
PARA Polyaryl amide 聚芳醯胺
PASU Polyarylsulfone 聚芳碸
PAT Polyarylate 聚芳酯
PAUR Poly(ester urethane) 聚酯型聚氨酯
PB Polybutene-1 聚丁烯-[1]
PBA Poly(butyl acrylate) 聚丙烯酸丁酯
PBAN Polybutadiene-acrylonitrile 聚丁二烯-丙烯腈
PBS Polybutadiene-styrene 聚丁二烯-苯乙烯
PBT Poly(butylene terephthalate) 聚對苯二酸丁二酯
PC Polycarbonate 聚碳酸酯
PCTFE Polychlorotrifluoroethylene 聚氯三氟乙烯
PDAP Poly(diallyl phthalate) 聚對苯二甲酸二烯丙酯
PE Polyethylene 聚乙烯
PEBA Polyether block amide 聚醚嵌段醯胺
PEBA Thermoplastic elastomer polyether 聚酯熱塑彈性體
PEEK Polyetheretherketone 聚醚醚酮
PEI Poly(etherimide) 聚醚醯亞胺
PEK Polyether ketone 聚醚酮
PEO Poly(ethylene oxide) 聚環氧乙烷
PES Poly(ether sulfone) 聚醚碸
PET Poly(ethylene terephthalate) 聚對苯二甲酸乙二酯
PETG Poly(ethylene terephthalate) glycol 二醇類改性PET
PEUR Poly(ether urethane) 聚醚型聚氨酯
PF Phenol-formaldehyde resin 酚醛樹脂
PFA Perfluoro(alkoxy alkane) 全氟烷氧基樹脂
PFF Phenol-furfural resin 酚呋喃樹脂
PI Polyimide 聚醯亞胺
PIB Polyisobutylene 聚異丁烯
PISU Polyimidesulfone 聚醯亞胺碸
PMCA Poly(methyl-alpha-chloroacrylate) 聚α-氯代丙烯酸甲酯
PMMA Poly(methyl methacrylate) 聚甲基丙烯酸甲酯
PMP Poly(4-methylpentene-1) 聚4-甲基戊烯-1
PMS Poly(alpha-methylstyrene) 聚α-甲基苯乙烯
POM Polyoxymethylene, polyacetal 聚甲醛
PP Polypropylene 聚丙烯
PPA Polyphthalamide 聚鄰苯二甲醯胺
PPE Poly(phenylene ether) 聚苯醚
PPO Poly(phenylene oxide) deprecated 聚苯醚
PPOX Poly(propylene oxide) 聚環氧(丙)烷
PPS Poly(phenylene sulfide) 聚苯硫醚
PPSU Poly(phenylene sulfone) 聚苯碸
PS Polystyrene 聚苯乙烯
PSU Polysulfone 聚碸
PTFE Polytetrafluoroethylene 聚四氟乙烯
PUR Polyurethane 聚氨酯
PVAC Poly(vinyl acetate) 聚醋酸乙烯
PVAL Poly(vinyl alcohol) 聚乙烯醇
PVB Poly(vinyl butyral) 聚乙烯醇縮丁醛
PVC Poly(vinyl chloride) 聚氯乙烯
PVCA Poly(vinyl chloride-acetate) 聚氯乙烯醋酸乙烯酯
PVCC chlorinated poly(vinyl chloride)(*CPVC) 氯化聚氯乙烯
PVI poly(vinyl isobutyl ether) 聚(乙烯基異丁基醚)
PVM poly(vinyl chloride vinyl methyl ether) 聚(氯乙烯-甲基乙烯基醚)
RAM restricted area molding 窄面模塑
RF resorcinol-formaldehyde resin 甲苯二酚-甲醛樹脂
RIM reaction injection molding 反應注射模塑
RP reinforced plastics 增強塑料
RRIM reinforced reaction injection molding 增強反應注射模塑
RTP reinforced thermoplastics 增強熱塑性塑料
S/AN styrene-acryonitrile copolymer 苯乙烯-丙烯腈共聚物
SBS styrene-butadiene block copolymer 苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物
SI silicone 聚硅氧烷
SMC sheet molding compound 片狀模塑料
S/MS styrene-α-methylstyrene copolymer 苯乙烯-α-甲基苯乙烯共聚物
TMC thick molding compound 厚片模塑料
TPE thermoplastic elastomer 熱塑性彈性體
TPS toughened polystyrene 韌性聚苯乙烯
TPU thermoplastic urethanes 熱塑性聚氨酯
TPX ploymethylpentene 聚-4-甲基-1戊烯
VG/E vinylchloride-ethylene copolymer 聚乙烯-乙烯共聚物
VC/E/MA vinylchloride-ethylene-methylacrylate copolymer 聚乙烯-乙烯-丙烯酸甲酯共聚物
VC/E/VCA vinylchloride-ethylene-vinylacetate copolymer 氯乙烯-乙烯-醋酸乙烯酯共聚物
PVDC Poly(vinylidene chloride) 聚(偏二氯乙烯)
PVDF Poly(vinylidene fluoride) 聚(偏二氟乙烯)
PVF Poly(vinyl fluoride) 聚氟乙烯
PVFM Poly(vinyl formal) 聚乙烯醇縮甲醛
PVK Polyvinylcarbazole 聚乙烯咔唑
PVP Polyvinylpyrrolidone 聚乙烯吡咯烷酮
S/MA Styrene-maleic anhydride plastic 苯乙烯-馬來酐塑料
SAN Styrene-acrylonitrile plastic 苯乙烯-丙烯腈塑料
SB Styrene-butadiene plastic 苯乙烯-丁二烯塑料
Si Silicone plastics 有機硅塑料
SMS Styrene/alpha-methylstyrene plastic 苯乙烯-α-甲基苯乙烯塑料
SP Saturated polyester plastic 飽和聚酯塑料
SRP Styrene-rubber plastics 聚苯乙烯橡膠改性塑料
TEEE Thermoplastic Elastomer,Ether-Ester 醚酯型熱塑彈性體
TEO Thermoplastic Elastomer, Olefinic 聚烯烴熱塑彈性體
TES Thermoplastic Elastomer, Styrenic 苯乙烯熱塑性彈性體
TPEL Thermoplastic elastomer 熱塑(性)彈性體
TPES Thermoplastic polyester 熱塑性聚酯
TPUR Thermoplastic polyurethane 熱塑性聚氨酯
TSUR Thermoset polyurethane 熱固聚氨酯
UF Urea-formaldehyde resin 脲甲醛樹脂
UHMWPE Ultra-high molecular weight PE 超高分子量聚乙烯
UP Unsaturated polyester 不飽和聚酯
VCE Vinyl chloride-ethylene resin 氯乙烯/乙烯樹脂
VCEV Vinyl chloride-ethylene-vinyl 氯乙烯/乙烯/醋酸乙烯共聚物
VCMA Vinyl chloride-methyl acrylate 氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物
VCMMA Vinyl chloride-methylmethacrylate 氯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物
VCOA Vinyl chloride-octyl acrylate resin 氯乙烯/丙烯酸辛酯樹脂
VCVAC Vinyl chloride-vinyl acetate resin 氯乙烯/醋酸乙烯樹脂
VCVDC Vinyl chloride-vinylidene chloride 氯乙烯/偏氯乙烯共聚物
G. 樹脂怎麼選擇
不飽和樹脂的參數一般看其酸價,一般酸價低的樹脂質量較好;二是黏度,黏度越大,說明分子含量高。三固化時間,可以反映樹脂的活性。四、固體含量,五、放熱峰值;
H. 如何加速使液體樹脂快速凝固且不變形無氣泡
配方工藝調整下,固化用量很關鍵
不飽和聚酯樹脂中阻聚劑及其他添加劑的影響
為了不飽和聚酯樹脂的穩定,常在其中加入阻聚劑或緩聚劑。這是一種能與鏈自由基反應形成非自由基或不能再引發的低活性自由基,使交聯固化速率降低為零的物質。因此,低反應活性的樹脂有可能因為其中加入的阻聚劑量很少而顯得反應活性很高,而高反應活性的樹脂也可能因其中加入了過量的阻聚劑而變得不甚活潑。另外其他添加劑例如:阻燃劑、色漿、低收縮劑、各種填料的加入,引入了磷、鹵、金屬離子或其他因素,都會影響樹脂交鏈反應活性。
(6)固化劑、阻聚劑用量的影響
用JX-196樹脂作固化實驗,不同固化劑、阻聚劑用量的影響如下:
組號 BPO TBC HQ N-Cu 凝膠時間min 放熱峰溫度℃ 固化時間min
1 0.3 0 0 0 3.7 178 1.7
2 0.3 0.02 0.07 0.07 12.9 143 3.05
3 0.3 0.02 0.07 0.02 12.3 167 2.7
4 0.3 0.04 0.04 0.04 11.3 164 2.6
5 0.6 0.02 0.07 0.07 8.3 181 1.7
6 0.6 0.02 0.07 0.02 6.4 184 1.5
7 0.6 0.04 0.04 0.04 7.6 185 1.3
8 0.9 0.04 0.04 0.04 4.2 191 1.2
從上述實驗可以看出:三組不同固化劑用量固化結果形成三個階梯,用量越大,固化越快,放熱峰越高。不同的阻聚劑和不同的用量固化效果也為不相同。因此在樹脂製造和使用過程中,掌握好阻聚劑、固化劑的合理匹配十分重要。
2 不飽和聚酯樹脂固化網路結構分析
2.1不飽和聚酯樹脂交聯網路結構
不飽和聚酯中的雙鍵與交聯劑中的雙鍵聚合形成不溶不熔的交聯網路結構,網路中含有兩種聚合物分子鏈結構。網路主體由不飽和聚酯分子鏈的無規線團組成,苯乙烯共聚分子鏈穿插其中,將不飽和聚酯分子鏈連接和固定起來,形成一個巨大的網。在網中不飽和聚酯分子鏈平均分子量為1000-3000。連接在不飽和聚酯分子鏈間苯乙烯分子鏈的長度為1-3個,而從某個引發點開始,聚酯分子 → 苯乙烯 鏈 → 聚酯分子 → 苯乙烯鏈 → 這樣的連續重復,最多也只有7-8個交替,這樣苯乙烯共聚物分子鏈平均分子量可達8000-14000。整個網路結構平均分子量為10000-30000。如果網路分子量小於10000會直接影響製品的力學性能 ,如強度、彈性和韌性等。
2.2 不飽和聚酯樹脂交聯網路的長壽命自由基
不飽和聚酯樹脂交聯網路在固化過程中,不飽和聚酯和苯乙烯各自雙鍵的聚合進程及殘留率的變化具有一定的特色。實驗表明不管聚酯樹脂交聯網路完善與否,都會產生一些自由基無法終止的空間位阻的死點,形成長壽命自由基。這些長壽命自由基又只會存在於不飽和聚酯鏈上,而不會出現在只有兩個官能度的小分子的交聯劑上。由於長壽命自由基的存在,不飽和聚酯樹脂固化後交聯反應仍能進行。溫度的升高,特別是接近樹脂玻璃化溫度時,分子的可動性大大增加,長壽命自由基得以活動,可以和殘余的交聯劑單體繼續進行交聯反應,這就是樹脂後固化可以提高固化度的原因。
2.3 聚酯樹脂網路結構中的微相分離現象
實驗分析表明,在交聯良好的不飽和聚酯樹脂中也存在著一種微相分離結構。這種微相分離很可能是在聚合過程中,由於不同分子鏈的相互排斥作用,聚酯鏈和交聯劑以某種方式分別斂集在一起而產生了分相。固化初期的放熱峰使兩相相互溶合在一起,這是不飽和聚酯樹脂形成均勻網路的重要條件。但放熱峰後相分離的過程又在隨著時間的延續不斷進行和發展。低溫的處理可加速該微相分離的發展,相反,熱處理可以消除這種微相分離。當溫度升高時首先可以使斂集較松的分相區破壞,溫度再升高又可使斂集較緊的分相區破壞,最後,玻璃化溫度以上的高溫就可使所有分相區消除。相區一經破壞,再重新聚集分相就不象聚合時單體運動、排列自如,而要受到網路的限制。而在兩相玻璃化溫度以上的高溫處理導致在網路均勻狀態下進一步的聚合和交聯,可從根本上消除這種微相分離。
微相分離現象的存在對材料的性能有相當大的影響。實驗表明,同一條件下聚酯澆鑄體樣品,25℃室溫固化30天,固化度達到90.2%,其巴柯硬度為38.5。而經高溫處理後,雖然固化度提高不大為92.6%,但由於消除了相分離的影響,巴柯硬度竟達到44.4。可見微相分離對樹脂的硬度影響很大。同時也可以理解高溫後處理試樣剛度大大超過室溫固化試樣的原因所在。因此,我們要十分強調不飽和樹脂玻璃鋼製品,尤其是防腐蝕、食品用等玻璃鋼設備,一定要經過高溫後處理,消除微相分離現象再投入使用。
2.4交聯劑對網路結構的影響
上面已經說到,兩種單體交聯固化時,競聚率在影響不飽和聚酯樹交聯網路的均勻性方面起著關鍵性的作用。因此在選擇交聯劑時必須注意競聚率,使交聯劑與不飽和聚酯能很好的交替共聚,形成均勻的網路結構。此外交聯劑分子量要小一點,官能度要低,與聚酯要有優良的相容*聯劑用量的選擇上,一般說來交聯劑用量過少,不飽和聚酯的雙鍵不能完全反應,用量過多又必然形成大量的塑性鏈,這兩種情況都不能使樹脂形成均勻緊密地網路。實驗表明,交聯劑苯乙烯的用量通常為35%左右,即與聚酯雙鍵之比在1:1.6-2.4之間。
2.5不飽和聚酯分子量對交聯網路的影響
聚酯分子量越大,分子鏈越長,分子量越小,分子鏈越短。實驗表明,隨著聚酯分子量的增加,形成完整網路的概率也越大,分子量小,形成完整網路就較困難。隨著分子量增加,網路中端基減少,節點增加,耐熱性越好。因此分子量大的樹脂耐熱性能較高。
2.6 不飽和聚酯分子結構對網路性能的影響
不飽和聚酯交聯點間分子結構對網路熱性能有直接的影響。不飽和聚酯分子結構單元由雙鍵、酯鍵、醚鍵、亞甲撐、芳環類等集團組成。一般情況下,雙鍵之間的鏈節越短,樹脂的熱變性溫度就越高。雙鍵間鏈節延長會使熱變性溫度降低。
彎曲強度是材料拉伸強度和抗壓強度的綜合體現,是材料性能重要的指標。樹脂的交聯密度越高,承受負荷的分子鏈越多,彎曲強度也應越高。但有時實際上卻非如此。這是因為樹脂網路是極不均勻的,而且均勻*聯密度的增加而下降。因此在外力的作用下,各分子鏈的受力也不均勻。再有,高交聯密度樹脂其分子張緊而難以運動,變性量很小,在外力作用下寧折不彎。可見高交聯樹脂由於均勻性差,分子鏈難以鬆弛雙重原因會造成他們彎曲強度不高。一個有高溫使用價值的樹脂,其理想的分子結構應該是在雙鍵間主鏈中引入一連串非對稱的芳雜環結構,最好能帶有少量的極性鍵。
2.7 引發劑及固化條件對樹脂網路結構的影響
(1)引發劑種類不同 ,樹脂交聯固化性能也不同。以過氧化環己酮(HCH)/環烷酸鈷(CoN)和過氧化苯甲醯(BPO)/二甲基苯胺(DMA)兩種氧化-還原體系為例進行固化實驗可以看到:以BPO/DMA體系引發以苯乙烯為交聯劑的樹脂,固化達80h的過程中用丙酮萃取的百分率緩慢下降至24.9%,而以HCH/CoN體系引發同樣以苯乙烯為交聯劑的樹脂固化至4.5h後即下降至24.5%,可見以HCH/CoN體系引發固化不飽和聚酯樹脂要比BPO/DMA體系引發更為有效。同時發現,以HCH/CoN引發體系固化的樹脂網路中長壽命自由基的數量10個月後仍然不低於固化80天後的數量。相比之下,以BPO/DMA引發體系固化的樹脂網路中長壽命自由基的數量卻很快消失殆盡了,充分說明該體系對樹脂網路的形成有很大影響。尤其固化後期要達到較高的固化程度比較困難。
(2)固化條件不同樹脂固化網路的性能也將有很大差異。以天津巨星公司JX-196樹脂為例:取JX-196樹脂,加入HCH/CoN引發體系後分成兩份,分別置於25℃恆溫水浴和25℃空氣浴中,記錄下每一試樣在固化過程中溫度的變化情況。可以看到,在固化前期樹脂的溫度情況水浴與
空氣浴基本一致,但是在凝膠以後,在空氣浴中固化樣品放熱峰較高,而在水浴中固化樣品放熱峰溫度比前者要低20-30℃。再將兩種樣品進行後固化處理以後測定,在空氣浴中固化的試樣各種性能參數都明顯優於在水浴中固化的試樣。這說明同一樹脂在經歷不同固化條件時,起始的固化度有明顯差別。雖然只要有足夠的引發劑存在並經高溫後處理,最終固化度將趨於一致,可是固化性能卻有顯著差別。這就是說,初始的固化條件奠定了交聯網路結構基礎,因而也就在相當大的程度上確定了材料的物性。所以在固化工藝中有一種所謂成夾生飯無法再煮熟之說。樹脂固化以後分子就難以穿插運動了,因此影響網路結構的關鍵時刻是凝膠時刻的一段時間,在這段時間,為了保證樹脂網路結構的均勻性和連續性,要求交聯劑繼續滲透和溶脹,而此時出現的放熱峰起到了這種作用,雖然交聯產物最終固化度未見得更高,但性能卻要比無放熱峰者為好。
JX-196樹脂在空氣浴與水浴中固化性能比較
凝膠時間min 放熱峰溫度℃ 巴柯硬度 彎曲強度KPa
空氣浴℃ 9.7 184 43 211
水浴℃ 11.6 163 30 188