烯丙基醚改性不饱和聚酯4

    不饱和聚酯树脂在常温条件下固化时,由于其表面接触到空气中的氧气,会造成表面发粘的现象,从而影响了制品的性能,使它的应用受到一定的限制,为了解决这一问题,可以在合成树脂时,引入空干性基团的物质。理论和实践均表明,分子结构中具有烯丙基醚功能团的材料,能赋予不饱和聚酯树脂表面不发粘的特性。不饱和树脂网专家介绍的空干性不饱和聚酯树脂的合成分3个步骤进行:先是对苯二甲酸二甲酯与二元醇的酯交换反应,其次是加人马来酸酐的酯化反应,后是加入三羟甲基丙烷二烯丙基醚的封端反应。为了便于比较,还采用类似的方法合成了邻苯型、间苯型空干性不饱和聚酯树脂,并对合成反应的条件进行了研究。
    (3)催化剂用量的确定
    在PET的制造过程中,通常的催化剂物质的量比对苯二甲酸二甲酯物质的量为1×10-4~5×10-4,每一种催化剂都有一临界浓度,超过这一浓度不仅催化剂效率不高,而且催化剂金属离子之间的缔合作用增加,在实验中可以观察到反应体系出现沉积物。据不饱和树脂网专家介绍,经过反复实验表明:在酯交换过程催化剂的量,可比在PET的制造中大10倍,如图1所示。当n(Zn(AC)2/n(DMT)≥1×10-2时,反应体系混浊。
    (4)反应温度的影响
    酯交换反应的发生温度为150℃,因此先将丙二醇进行预热,然后加人对苯二甲酸二甲酯,在150℃之前确保反应体系达到均相。酯交换反应结束时仍有少量的丙二醇存在于反应体系中,丙二醇沸点为187℃,故在反应过程中,体系的温度不能超过185℃,以免丙二醇的损失。整个过程的控制是柱温不能超过66℃。
    2、酯化反应的研究
    反应温度控制在(185±2)℃,测定酸值随着时间的变化AVt为反应时间t的酸值,AVo为反应初始酸值,则转化率C:
    C=(AVo―AVt)/AVo
    C-t作图,得到的直线的斜率可以度量反应速度大小,见图2。不饱和树脂网专家介绍说,不难看出,马来酸酐、对苯二甲酸/二元醇体系反应速度快,间苯二甲酸/二元醇次之,邻苯二甲酸/二元醇慢。从3种酸的空间位置结构可以得到好的解释。2个羟基的空间位置相对越远,则修饰后的二元醇空间位阻就越小,则越利于反应的进行。反应速度的数据见表3。


    1.邻苯型UP;2.间苯型UP;3.对苯型UP.
    图2 3种类型聚酯的转化率对时间t的关系
    表3 3种类型的聚酯在与马来酸酐酯化时的反应速率
  反应物类别           反应体系       酯化反应速率/h-1
    邻苯型       (PA+PG)/MA        3.5×10-2
    间苯型       (IPA+PG)/MA       6.3×10-2
    对苯型       (DMT+PG)/NA     8.5×10-2