1629不饱和聚酯树脂的合成及性能研究

魏凡书，谷东杰

(天津市华北地质勘查局核工业二四七大队，天津 300270)

1629不饱和聚酯树脂的合成及性能研究

魏凡书，谷东杰

(天津市华北地质勘查局核工业二四七大队，天津 300270)

通过对1629不饱和聚酯树脂(UPR)的合成研究确定了其合成条件：反应温度210～220℃，馏头温度105～108℃，终点酸值(30±2)mgKOH/g。利用浸泡法研究了1629不饱和聚酯树脂耐酮酸洗液的腐蚀性能。实验结果表明：在实验条件下，1629间苯型UPR耐酮酸洗液腐蚀。

不饱和聚酯树脂；合成；耐腐蚀性；酮酸洗液

不饱和聚酯树脂(UPR,unsaturated polyesterresins)是由二元醇与饱和的和不饱和的二元酸缩聚而成的聚合物在活性单体中的溶液[1-3]。它具有良好的力学性能和优良的耐腐蚀性能，成型工艺简便，近年来国内外发展非常迅速，是热固性树脂发展较快的品种之一。不饱和聚酯树脂被广泛应用于船舶、卫生洁具、城市供水设施和污水处理设备等行业，难免会被腐蚀和老化，影响其使用性能[4-6]。本实验通过1629不饱和聚酯树脂的合成，并研究其耐酮酸洗液和紫外老化，为研究者们提供一些参考。

1 实验部分

1.1 原材料

苯甲酸，间苯二甲酸，顺丁烯二酸酐，丙二醇，苯乙烯，固化剂—过氧化甲乙酮(MEKP)，促进剂—环烷酸钴，酮酸洗液工业品，上述药品原料均由衡水市冀衡有限公司提供。

1.2 间苯型UPR的合成过程

在三口瓶中加入1.2 mol丙二醇升温至150℃，加入0.5mol间苯二甲酸，通入氮气，升温进行缩聚反应，反应至最高温度220℃左右，体系的酸值小于10 mg KOH/g时降温至160℃，补加丙二醇，再加入0.5 mol(49 g)顺丁烯二酸酐，升温至最高温度210℃，进行缩和反应。反应后期抽真空脱水至体系酸值小于30 mg KOH/g时停止抽真空，降温至210℃，加入0.1mol苯甲酸，反应至酸值达到50 mg KOH/g，减压反应至酸值小于30 mg KOH/g时降温，然后加入苯乙烯，搅拌混合均匀即得产品。

1.3 耐腐蚀实验

将不饱和树脂制成试块，按照标准GB/T3857-2005浸泡试样在20，40，60，80℃下恒温回流浸泡14 d。浸泡结束后，取出试样，用自来水反复冲洗干净，再用滤纸擦干试样上的液体，最后自然晾干试样。并观察记录试样的表面状态。

1.4 数据测量

按照标准GB/T3857-2005测量数据。将上述实验前后的试块用液压式万能试验机测试弯曲强度，然后用巴氏硬度计测试样中心硬度三次取平均值。WGG-60光泽度仪测试涂层的光泽度。

2 结果与讨论

2.1 不同温度的酮酸洗液对1629不饱和聚酯树脂浇铸体性能的影响

如图1所示。

随着温度的增加，1629间苯型不饱和聚酯树脂的硬度、弯曲强度保留率均成下降趋势。这是因为1629UPR中间苯二甲酸的两个羧基处于间位，酯键密度较小。酮酸洗液成分中含有三价铁离子和氢质子，Fe3+和H+是聚酯降解反应的催化剂，加速破坏酯键，使聚酯降解。随着温度和Fe3+、H+浓度的升高，聚酯降解速度加快。经上分析得出结论：随着温度和浓度的上升，浸泡后1629UPR试块的质量、厚度保留率均呈上升趋势，弯曲强度、硬度保留率均有所下降。

图1 酮酸洗液对1629UPR弯曲强度和硬度的影响

2.2 扫描电镜分析

图2 为经紫外曝露和紫外照射下的SEM图

从扫描电镜上可以看出浸泡14 d后UPR上出现颗粒，粉尘的物质，也有凸起，这可能是由于酮酸洗液浸泡，Fe3+和H+是聚酯降解反应的催化剂，加速破坏酯键，使聚酯降解。由于树脂的降解脱落使试块纤维外露，才会出现上述情况。

2.3 光泽度分析

图3是在80℃下浸泡14d的失光率图。

随着浸泡时间的延长，PUR的失光率逐渐升高，这也和扫描电镜的分析相温和吻合，在浸泡14 d后PUR的失光率达到了36.8%，这是由于树脂表面被腐蚀性介质侵入，损坏了原有的平整致密的表面，导致样品光泽度下降，失光率上升。光泽度下降也说明了PUR被损坏了，但是在80℃下浸泡14d还能保持63.2%的光泽度，说明聚酯型PUR耐腐性良好。

图3 涂层失光率

2.4 红外分析

图4 是在80℃下浸泡14d的PUR的红外光谱图。

图4 紫外光暴露下红外光谱图

各主要特征峰峰位归属[7-10]：3400 cm-1处为-OH吸收峰，2960～2850 cm-1处为甲基和亚甲基的伸缩振动吸收峰，1730 cm-1处是-C=O吸收峰，1600 cm-1到1580 cm-1处有一个中强峰，对应为苯环的特征吸收峰。经分析可以看到老化后苯环吸收峰略有减弱，是由于紫外光氧化过程中苯环结构发生了变化，部分苯环转化为醌式或偶氮结构，这种基团会使UPR更容易发生色变，这也是经过紫外暴露后UPR黄变的原因，与色差和黄色指数相呼应。其余官能团变化很小，不是老化降解的主要官能团。

3 结论

(1)实验确定了1629间苯型UPR合成条件：反应温度为210～220℃，馏头温度为105～108℃，终点酸值为30 mgKOH/g。

(2)根据UPR浸泡实验和老化数据可得：1629间苯型不饱和聚酯树脂在实验条件范围内均耐酮酸洗液腐蚀。

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(本文文献格式：魏凡书，谷东杰.1629不饱和聚酯树脂的合成及性能研究[J].山东化工,2017,46(7):68-70.)

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《山东化工》自创刊以来，荣获化工部优秀期刊、山东省优秀科技情报成果奖，曾获得全国石油和化工行业优秀期刊一等奖、华东地区优秀期刊、山东省优秀科技期刊等荣誉，在国内外享有相当高的声誉。已是《美国化学文摘》(CA)、中国核心期刊(遴选)数据库收录期刊，《中国学术期刊(光盘版)》、“万方数据-数字化期刊群”全文收录期刊以及中国学术期刊综合评价数据库来源期刊等。

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The Synthesis of 1629 Unsaturated Polyester Resin and Its Performance Study

WeiFanshu,GuDongjie

(The Nuclear Industy 247 Brigade of Tianjin North China Geological Exploration Bureau,Tianjin 300270 ,China)

Through the synthesis of 1629 isolated unsaturated polyester resin (UPR), we determine 1629 isolated UPR synthetic conditions: reaction temperature is 210～220℃, distillation head temperature is 105 ～ 108℃, finishing acid value is (30±2) mgKOH/g. Soaking method was used to study the anti-corrosion property of 1629 isolated unsaturated polyester resin in keto acid lotion.We draw a conclution: 1629 isolated unsaturated polyester resin is all resistant to corrosion in keto acid lotion.

UPR;synthesize;corrosion resistance;keto acid lotion

2017-02-13

魏凡书(1989—)，男，从事化学分析检测及研究；谷东杰(1990—)，女，河北承德人，助理工程师，从事化学分析检测及研究。

TQ323.4+2

A

1008-021X(2017)07-0068-03