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热固性聚酯
不饱和聚酯的用途极广,它具有刚性、回弹性、柔性、抗腐蚀、耐候或耐燃胜。可以不加填料,也可加填料、可增强或是加入颜料。可以在常温或高温下加工。因此不饱和聚酯已广泛应用于船艇、淋浴间、文体器材、汽车车体外部制件、电气部件、仪器设备、人造大理石、钮扣、耐腐蚀罐槽和附件、波纹板和平板。汽车修补料、矿柱、仿木家具部件、保龄球、热成型有机玻璃板的增强夹板、聚合物混凝土和涂料。
化学与性能
商品不饱和聚酯树脂是由溶解于交联单体中的不饱和聚酯所组成,并加人阻聚剂防止树脂在使用前发生交联反应。这些组份的选择将决定树脂的性能。
不饱和聚酯是不饱和二元酸(一般为马来酸配)和二元醇的缩合产物。通过加入饱和二元酸如苯二甲酸酐、间苯二酸或已二酸来调节树脂的不饱和度。二元醇一般是丙二醇、乙二醇、二甘醇。二丙二醇或新成二醇或是上述二元醇的混合物。
最常用的交联单体为苯乙烯,也有用乙烯基甲苯、甲基丙烯酸甲酯、α-甲基苯乙烯和邻苯二甲酸二烯丙酯。最常用的阻聚剂是氢醌、对苯醌、叔丁基邻苯二酚。
添加氯桥酸酐、四溴苯二甲酸酐和二溴新戊二醇可使树脂具有阻燃性。使用间苯二酸、新戊二醇、三甲基戊二醇和氢化双酚 A可使树脂具有耐化学品性能。使用新戊二醇、甲基丙烯酸甲酯和紫外线吸收剂如二苯甲酮类和苯并三唑类化合物,可使树脂具有耐候性。
在加工厂中是利用自由基加成反应使树脂发生聚合。自由基来自有机过氧化物(催化剂),高温下使过氧化物受热分解产生自由基。过氧化酯类和过氧化苯甲酸是高温下使用的有机过氧化物。
如加工厂在常温下使用树脂,则树脂的生产厂要加入促进剂,促进剂可使有机过氧化物发生化学反应生成自由基。用过氧化甲乙酮(MEKP)作催化剂时,则用辛酸估作促进剂;如用过氧化物苯甲酸作催化剂,则用二乙基苯胺或二甲基苯胺作促进剂。
加工与应用
压塑成型是聚酯有效的加工方法之一。这方法比较快速,可自动化,产生的废弃物少。片状成型料(SMC)是集树脂。玻璃纤维、增稠剂、脱模剂、颜料和催化剂于一体,从而可使玻璃纤维的损坏降至最低程度,添加一种热塑性低收缩添加剂可改善外观表面。开发成功的一种能30秒固化且有A级光洁度的SMC体系,可使用聚酯制作汽车车体的外部制件,如发动机罩盖和行李厢盖。SMC还可制汽车的仪表板、前灯外罩和后车轮罩盖。其它品级的SMC可加工浴盆、洗衣桶、废物池和电气零件的配电开关、保险丝座和路灯罩。
预混料和预制整体模塑料(BMC)是在。型叶片混合机中制取的像面团似的材料。可用来模压加工成洗衣桶、盘子、手提箱、设备外壳和电气部件。
注塑成型是聚酯的最有效的加工方法,与SMC压塑成型相比可更加自动化,且制品性能更加均一,固化时间短、加工费用低。TMCQ(厚模塑料)注塑成型不仅可制电气部件,还可生产汽车的车身部件。BMC型叶片混合时会损伤玻璃纤维,而TMC可将这种损伤降至最小程度。
手工铺敷或喷涂操作用以制作大型制件,如船艇。也用以进行短期生产,以免使用昂贵的金工模具。层合用树脂加入促进剂和具有触变性。
应用触变剂(气法炭黑或有机白土)可使加工厂将树脂涂敷到垂直的模具表面,而没有在凝胶前发生流淌的危险。低苯乙烯释放量的层合用树脂可使加工厂符合政府的有关规定。低档层合树脂对玻璃纤维花纹有很好的遮盖力。用铺敷法和喷涂工艺的例子是制船艇、娱乐器械、活动房、房屋组件、卡车驾驶室、运动场设施。另外制淋浴室的层合树脂要填充三水合氧化铝(ATH)或石膏,使具有阻燃性以符合建筑规范,且不增加成本。
铺敷法或喷涂法操作时采用凝胶涂层,该涂层是含有颜料的聚酯涂料,涂敷模具表面最后与层合件成为一体,它起着保护玻璃纤维的作用,产生永久性的漂亮的外表面。作凝胶层用的树脂为间苯二甲酸树脂,其中一般含有新成二醇,可使制品具有耐水性和耐候性。
常用真空成型的有机玻璃片代替模具和凝胶层。有机玻璃片成为玻璃纤维增强聚酯复合材料的外表面,高级浴盆就是这样制作的。
树脂传递模塑(RTM)介乎铺敷法和压塑成型之间的加工方法,RTM法比铺敷法好,可控制厚度并有光滑的内表面和外表面。RTM法所需的模具费用比压塑成型法少得多。
含有促进剂的树脂与催化剂一起注入静态混合器,最后进入衬有玻璃纤维毡的模具内,空气则从模具的气孔排出。
树脂的粘度要低,以使用泵输送。凝胶时间应足够长以保证模具完全充满,但要求操作速度快,以保证合理的生产效率。采用RTM法加工的制品有小船、电器外壳、汽车车体外部制件和椅子。豪华浴室内用的人造大理石树脂,应充填优质填料,从而能经受热循环试验。长丝缠绕成型法可用于制造化学品贮罐和大直径管道。连续法制板工艺用以生产平板和瓦楞板,用作房间隔板、棚顶、墙围和天窗。挤拉成型法可制作异型材。例如制作汽车簧板、旗杆、耐化学品腐蚀的工字梁、公园长凳、射箭用的弓。

 
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