一、簡介

不飽和聚酯樹脂一般是由不飽和二元酸二元醇或者飽和二元酸不飽和二元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物。通常，聚酯化縮聚反應(yīng)是在190～220℃進(jìn)行,直至達(dá)到預(yù)期的酸值(或粘度)，在聚酯化縮反應(yīng)結(jié)束后，趁熱加入一定量的乙烯基單體，配成粘稠的液體，這樣的聚合物溶液稱之為不飽和聚酯樹脂。

二、制備原料
 

不飽和聚酯由于所用原料不同，品種很多。工業(yè)生產(chǎn)中常用的不飽和二元酸或酸酐有順丁烯二酸酐、反丁烯二酸和四氫化鄰苯二甲酸酐等。常用的飽和二元酸或酸酐為鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸和己二酸。用得最多的二元醇是丙二醇、一縮二乙二醇和一縮二丙二醇。作為交聯(lián)劑的乙烯基單體有苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和鄰苯二甲酸二烯丙酯。除了上述幾種主要原料外，還有各種添加劑和阻聚劑、催化劑或引發(fā)劑、促進(jìn)劑、填料、染料及潤滑劑等。最通用的不飽和聚酯是由順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐及丙二醇所合成。

三、生產(chǎn)方法

因品種而異，但基本上包括縮聚與摻混兩步。

縮聚方法有：

①熔融縮聚法。以酸和醇直接熔融縮聚，不需加入其他組分。利用醇、水沸程差，使反應(yīng)生成的水通過分離柱分離出來。此法設(shè)備簡單，生產(chǎn)周期短，廣為采用。

②溶劑共沸脫水法。在縮聚過程中加入甲苯或二甲苯（溶劑），利用甲苯與水的共沸點(diǎn)較水的沸點(diǎn)低，將反應(yīng)生成的水迅速帶出，促進(jìn)縮聚反應(yīng)。該法優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)比較平穩(wěn)，易于掌握,產(chǎn)物顏色較好,但需要有一套分水回流裝置,反應(yīng)過程要用甲苯,縮聚工段要防爆。

③減壓法。在縮聚中的縮水量達(dá)2/3～3/4時(shí)，抽空至酸值達(dá)到要求時(shí)為止。

④加壓法。加壓可加速反應(yīng)，縮短反應(yīng)周期，達(dá)到提高生產(chǎn)率。摻混分干預(yù)混與濕預(yù)混。干預(yù)混是把反應(yīng)性固態(tài)預(yù)聚物、固態(tài)交聯(lián)劑、玻璃纖維、催化劑、色料混合后制成模塑料；濕預(yù)混是用苯乙烯作交聯(lián)劑，把液態(tài)不飽和聚酯、玻璃纖維、催化劑、潤滑劑、色料等在捏和機(jī)中混煉后，做成聚酯料團(tuán)模塑料。

四、用途

各種不飽和聚酯未固化時(shí)是從低粘度到高粘度的液體，加入各種添加劑后加熱固化，固化后即成剛性或彈性的塑料，可以是透明的或不透明的。不飽和聚酯的主要用途是用玻璃纖維增強(qiáng)制成玻璃鋼，是增強(qiáng)塑料中的主要品種之一。

它的成型方法有：

①手糊法，是在涂好脫模劑的模具上先噴涂一層樹脂，再鋪一層增強(qiáng)材料，排擠氣泡后再重復(fù)操作至所需厚度，最后固化脫模。

②層壓法，是將玻璃布浸澆不飽和聚酯后，經(jīng)層疊熱壓固化而成。它具有優(yōu)良的抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性，相對密度小，熱及電絕緣性能好，還有良好的透光、耐候、耐酸和隔音等特性，價(jià)格又比環(huán)氧樹脂玻璃鋼便宜得多，因此廣泛用于制造雷達(dá)天線罩，飛機(jī)零部件，汽車外殼，小型船艇，透明瓦楞板等建筑材料，衛(wèi)生盥洗器皿以及化工設(shè)備和管道等。

五、性能特點(diǎn)
 

1.工藝性能優(yōu)良。這是不飽和聚酯樹脂最大的優(yōu)點(diǎn)。可以在室溫下固化，常壓下成型，工藝性能靈活，特別適合大型和現(xiàn)場制造玻璃鋼制品。

2.固化后樹脂綜合性能好。力學(xué)性能指標(biāo)略低于環(huán)氧樹脂，但優(yōu)于酚醛樹脂。耐腐蝕性，電性能和阻燃性可以通過選擇適當(dāng)牌號的樹脂來滿足要求，樹脂顏色淺，可以制成透明制品。

3.品種多，適應(yīng)廣泛，價(jià)格較低。

4.缺點(diǎn)是固化時(shí)收縮率較大，貯存期限短。

六、物理性質(zhì)

不飽和聚酯樹脂的相對密度在1.11～1.20左右，固化時(shí)體積收縮率較大，固化樹脂的一些物理性質(zhì)如下：

⑴耐熱性。絕大多數(shù)不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度都在50～60℃，一些耐熱性好的樹脂則可達(dá)120℃。紅熱膨脹系數(shù)α1為（130～150）×10^-6℃。

⑵力學(xué)性能。不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強(qiáng)度。

⑶耐化學(xué)腐蝕性能。不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀堿的性能較好，耐有機(jī)溶劑的性能差，同時(shí)，樹脂的耐化學(xué)腐蝕性能隨其化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何開關(guān)的不同，可以有很大的差異。

⑷介電性能。不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。

七、化學(xué)性質(zhì)

不飽和聚酯是具有多功能團(tuán)的線型高分子化合物，在其骨架主鏈上具有聚酯鏈鍵和不飽和雙鍵，而在大分子鏈兩端各帶有羧基和羥基。

主鏈上的雙鍵可以和乙烯基單體發(fā)生共聚交聯(lián)反應(yīng)，使不飽和聚酯樹脂從可溶、可熔狀態(tài)轉(zhuǎn)變成不溶、不熔狀態(tài)。

主鏈上的酯鍵可以發(fā)生水解反應(yīng)，酸或堿可以加速該反應(yīng)。若與苯乙烯共聚交聯(lián)后，則可以大大地降低水解反應(yīng)的發(fā)生。

在酸性介質(zhì)中，水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介質(zhì)的侵蝕；在堿性介質(zhì)中，由于形成了共振穩(wěn)定的羧酸根陰離子，水解成為不可逆的，所以聚酯耐堿性較差。

聚酯鏈末端上的羧基可以和堿土金屬氧化物或氫氧化物[例如MgO，CaO，Ca(OH)₂等]反應(yīng)，使不飽和聚酯分子鏈擴(kuò)展，最終有可能形成絡(luò)合物。分子鏈擴(kuò)展可使起始粘度為0.1～1.0Pa·s粘性液體狀樹脂，在短時(shí)間內(nèi)粘度劇增至103Pa·s以上，直至成為不能流動(dòng)的、不粘手的類似凝膠狀物。樹脂處于這一狀態(tài)時(shí)并未交聯(lián)，在合適的溶劑中仍可溶解，加熱時(shí)有良好的流動(dòng)性。

八、固化機(jī)理

從游離基聚合的化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度分析 ，UPR的固化屬于自由基共聚合反應(yīng)。固化反應(yīng)具有鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止、鏈轉(zhuǎn)移四個(gè)游離基反應(yīng)的特點(diǎn)。

鏈引發(fā)——從過氧化物引發(fā)劑分解形成游離基到這種游離基加到不飽和基團(tuán)上的過程。

鏈增長——單體不斷地加合到新產(chǎn)生的游離基上的過程。與鏈引發(fā)相比，鏈增長所需的活化能要低得多。

鏈終止——兩個(gè)游離基結(jié)合，終止了增長著的聚合鏈。

鏈轉(zhuǎn)移——一個(gè)增長著的大的游離基能與其他分子，如溶劑分子或抑制劑發(fā)生作用，使原來的活性鏈消失成為穩(wěn)定的大分子，同時(shí)原來不活潑的分子變?yōu)橛坞x基