自交联不饱和聚酯分子结构探索及其树脂的制备与固化性能研究

摘要

不饱和聚酯是最常用的热固性塑料之一,成型过程中常使用挥发性的交联单体共聚固化成型,污染环境。自交联不饱和聚酯是不添加交联剂,利用不饱和碳碳双键自由基均聚或者与其他官能团反应来实现交联固化的树脂,可以有效地解决交联剂使用所带来的污染环境问题。
　　本文从不饱和聚酯的分子结构入手,设计制备了以下两类自交联不饱和聚酯,分别是:侧链含羟基的自交联不饱和聚酯;末端含不饱和碳碳双键的自交联不饱和聚酯。同时研究这些树脂的反应机理、固化机理、固化工艺和固化后树脂的热性能。具体研究内容如下:
　　1、以衣康酸酐和缩水甘油为原料,制备了一系列不同聚合度的侧链含羟基的不饱和聚酯(IG-UP),其原料配比分别为1:2、2:3和3:4。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、氢核磁共振谱(1H-NMR)分析表征了此系列的自交联不饱和聚酯的分子结构,探索了衣康酸酐和缩水甘油的反应机理。
　　2、成功地实现了IG-UP自交联固化。固化工艺为:145℃下固化2h,160℃下固化2h,180℃下固化4h。固化过程中存在两种固化反应:羟基(-OH)与不饱和碳碳双键(C=C)的加成反应;羟基(-OH)与环氧键的开环加成反应。自交联固化后的树脂与马来酸酐和缩水甘油制备的自交联不饱和聚酯固化后的树脂相比,具有良好的耐热性。
　　3、研制了末端含不饱和碳碳双键的自交联不饱和聚酯(EA-UP),其原料ERL-4221和丙烯酸摩尔配比为1:2。在加入自由基引发剂BPO存在情况下,树脂通过不饱和碳碳双键的自由基聚合发生自交联固化,其固化工艺参数为:90℃下固化30min,120℃下固化2h。在不加入BPO情况下,EA-UP自交联固化,固化中存在羟基(-OH)与不饱和碳碳双键(C=C)的加成反应,其固化工艺参数为:145℃下固化1h,160℃下固化3h。固化后EA-UP树脂拉伸性能良好。
　　4、研制了末端含不饱和碳碳双键自交联不饱和聚酯(TGG-UP),其原料偏苯三酸酐、乙二醇和丙烯酸的摩尔配比为1:3:3。在不加入引发剂BPO的条件下, TGG-UP并未实现固化。在加入引发剂(BPO)的条件下,成功实现了交联固化反应,固化工艺为:100℃下固化30min,140℃下后固化3h。与EA-UP固化后树脂热性能比较中发现,这两种末端含不饱和碳碳双键自交联不饱和聚酯的热性能良好。固化后TGG-UP树脂拉伸性能一般。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1引言

1.2不饱和聚酯的历史

1.3不饱和聚酯的介绍

1.4不饱和聚酯的合成机理

1.5不饱和聚酯的固化

1.6不饱和聚酯树脂的发展方向

1.7 本论文的选题意义及其研究内容

第二章 侧链含羟基不饱和聚酯的制备

2.1引言

2.2 IG-UP的制备

2.3结果与分析

2.4本章小结

第三章 侧链含羟基不饱和聚酯的固化机理和固化性能研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与分析

3.4本章小结

第四章 末端含不饱和碳碳双键自交联不饱和聚酯的制备及其固化性能的研究

4.1引言

4.2实验仪器及试剂

4.3 末端含不饱和碳碳双键自交联不饱和聚酯的制备及固化实验

4.4末端含不饱和碳碳双键自交联不饱和聚酯的实验结果及分析

4.5末端含不饱和碳碳双键自交联不饱和聚酯的热稳定性

4.6本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

个人简历