不飽和聚酯技術發展概況

  不飽和聚酯技術隨著生產的發展日益成熟,至今已逐步形成了自己獨特的一整套生產、應用理論與技術體系。
  (1)理論方面不飽和聚酯理論上的進展對于推動生產技術水平的提高起著以下幾方面重要指導作用。
 ?、賹τ诓伙柡途埘ズ铣蛇^程中的縮聚反應機理的認識,對于合理地確定分階段反應過程、取得分子鏈結構均勻的產品具有重要意義。在此基礎上產生了間苯型、雙酚A型、新戊二醇型等不同類型的樹脂產品,品種繁多,性能得到改善。
 ?、趯τ诰埘テ骄肿恿颗c分子量分布的分析、推導與計算,提供了預測及控制聚酯縮聚產物分子量的方法。
 ?、蹖τ诰埘サ哪z與固化機理的認識是成功地確定各種玻璃鋼成型工藝條件的基礎。所有的機械化、半機械化以至手工成型方法,其工藝條件的確定都要滿足特定樹脂的凝膠與固化條件的要求。反過來,不同的成型方法也對樹脂的凝膠與固化性能提出了特定的要求。
 ?、軐τ谄瑺钅K芰希⊿MC)增稠機理的研究以及低收縮、低輪廓添加劑作用機理的研究成果克服了SMC生產中的技術難關,使聚酯模塑料進入了大規模、高效率、低成本生產產品的新階段,進一步推進了團狀模塑料(BMC)、厚片狀模塑料(TMC)、高強度模塑料(HMC)、定向纖維模塑料(ZMC)、高強度片狀模塑料(XMC)等模塑料品種的發展。
 ?、輰τ趶秃喜牧辖Y構理論的研究揭示了這種各向異性材料的特殊的力學性能,從而產生了復合材料的結構設計與計算理論,為實際生產和應用提供了重要的指導依據。
  ⑥對于玻璃纖維與樹脂界面狀態的研究對提高層合材料各種物理性能及化學性能具有重要意義。據此產生了各種偶聯劑的使用技術,使復合材料性能顯著提高。
  (2)樹脂的合成工藝  目前不飽和聚酯樹脂的合成工藝仍以二元酸與二元醇的熔融法縮聚反應為主,生產控制水平日益提高??梢詫渲暮铣晒に嚉w為鄰苯型、問苯型、新戊二醇/鄰苯或間苯型等,分別制訂了標準反應程序,輸入電子計算機實行自動控制,實現了從原料的液態貯存與輸送到產品入庫的高度自動化的生產,大大提高了各批量產品質量的穩定性,提高了生產效率。除了這種二元酸與二元醇熔融法間歇生產的傳統工藝路線之外,環氧化物(主要是環氧丙烷)連續反應工藝路線也正在不斷發展。
  (3)樹脂的配方設計   樹脂的配方設計日趨靈活并完善。用戶對樹脂的物理性能及化學性能的要求是設計樹脂配方的依據,樹脂的品種規格必須滿足用戶要求。目前在配方設計中已產生了較系統的設計原理,可以靈活地調節樹脂的組分與添加劑以滿足以下各種特定的要求。
 ?、龠x用不同的二元酸、二元醇并調節其用量,以確定不同的分子鏈結構。
 ?、谶x用不同的引發劑(催化劑),或聯用兩種引發劑以滿足固化性能要求。
 ?、鄞龠M劑與阻聚劑的平衡,以調節樹脂不同的凝膠時間、固化時間與放熱峰溫度。
 ?、芗铀賱┘摧o助促進劑兼凝膠穩定劑的使用,使樹脂的固化工藝增加了靈活性與可靠性。
 ?、莞鞣N特性添加劑(包括觸變劑、抗氧劑、阻燃劑、光穩定劑、表面隔離劑、潤濕劑、排氣劑、防沫劑、表面活性劑等)的使用使樹脂的品種更為豐富。
  (4)新品種樹脂  特別重要的是阻燃樹脂、SMC和BMC用樹脂的進展對樹脂應用的擴大起了很大作用。乙烯基酯樹脂的發展呈現了一大類新的樹脂系列,展示了良好的前景,其他如柔性樹脂、發泡樹脂、低揮發樹脂以及聚酯水泥等品種正在開辟其應用市場。
  (5)設備   樹脂合成設備不斷更新,保證了高效率、高質量的自動化工藝的要求。
 ?、龠m應不同樹脂工藝的要求,設計具有不同加熱系統、惰性氣體管系的反應鍋(釜)。
 ?、诓捎梅謱訙u輪攪拌與穩定器,以達到高效率攪拌混合。
 ?、鄯逐s柱的高效率化以及熱交換器的設置。
  ④自動稱量配料,自動調節反應工藝參數。
 ?、菰O計合理的添加劑輸入及回流管線。
 ?、薏捎米灾贫栊詺怏w,以滿足反應過程的要求。
  ⑦各種固體原料均采用加熱熔融后貯存與輸送,為此設立了相應的貯存、轅送、回流等裝置。
 ?、鄰U氣進行了凈化處理。
  (6)樹脂的加工成型  隨著應用領域的擴大,從手糊、噴涂成型發展到袋壓、注塑、模壓、纏繞、離心、連續制板、拉擠等成型方法、成型工藝設備有15種以上,其機械化、自動化水平逐步提高,產品質量穩定,成本降低,實現了高效率生產。
  (7)玻璃鋼產品的規格品種   不飽和聚酯樹脂玻璃鋼產品的品種、規格日益浩繁,由此產生如何應用復合材料力學對產品進行設計和計算的實際要求,使產品設計方法逐漸多樣與可靠。
  (8)增強材料與填料隨著復合材料應用的推廣,人們對增強材料和填料逐漸重視起來,研究改進纖維增強材料與填料的性能,使之滿足均勻分散、合理分布以及與樹脂牢固粘結等性能要求,促使了纖維狀與顆粒狀的增強材料與填料的表面處理技術的進展。
  (9)檢測分析與質量控制  分析檢驗和質量控制方法日趨完善。對樹脂原材料的檢驗建立了嚴格的制度,對樹脂中間產物――醇酸樹脂的檢驗也很嚴格,只有對縮聚反應產物和稀釋罐中的交聯稀釋劑進行熱穩定性試驗以后才能進行混溶稀釋,樹脂稀釋后在放料裝桶前再經過嚴格檢驗才能過濾、裝桶、入庫或出廠。各種檢驗方法和儀器也日益齊全。
  為了對樹脂的微觀結構進行分析,采用了質子核磁共振儀,可以研究分子結構和固化機理。用凝膠滲透色譜法可以分析樹脂的分子量分布。用熱分解色譜法可以研究交聯產物的結構。為探測復合材料內部可能存在的缺陷,采用了超聲波掃描以及放射性指示劑等方法。
  (10)防老化  樹脂固化后的防老化研究工作也取得了顯著進展,對樹脂老化機理有了進一步認識,指導了樹脂合成及應用中應采取的防老化措施,并取得了成果。
  不飽和聚酯樹脂作為一種新型的熱固性樹脂進人工業化生產至今只有60余年歷史,雖然已經獲得了系統的理論和科技成果,形成了自己獨立的工業體系和技術體系,但這門行業還較年輕,許多方面還不夠成熟,特別在理論上還存在許多課題有待進一步探討和說明。展望未來,其發展前景是良好的。作為一種新型復合材料,不飽和聚酯樹脂玻璃鋼的生產必然會繼續增長,應用領域也將進一步擴大,生產技術將進一步提高和完善。