不饱和聚酯所用的主要原料――饱和二元酸

饱和二元酸

1.1 邻苯二甲酸酐
  邻苯二甲酸酐可简称为苯二甲酸酐或苯酐。
  化学式,分子量148.11。为透明、白色、针状或片状结晶体,富光泽。熔点130.8℃,沸点295℃。相对密度1.53。可溶于醇,微溶于醚.在水中溶解极少(162倍水),会升华。
  邻苯二甲酸酐为邻苯_二甲酸的脱水产物。
  邻苯二甲酸:
  化学式  ,,分于量166.13。熔点191℃。相对密度1.593。
  邻苯二甲酸有两个羧基直接加在苯环的邻位上,都可以酯化。但其结构中不含非芳族的不饱和双键,因此没有不饱和性。由于两个羧基处于邻位,故很容易脱水制成酸酐。实际使用的均为酸酐。
   一般来说在聚酯中引入苯二甲酸酐代替部分顺丁烯二酸酐,可以调节聚酯的不饱和性,使之具有良好的综合性能。例如提高树脂的韧性,改善聚合产物与苯乙烯的相容性。因而在树脂配方中使用很普遍。
  苯二甲酸酐主要由萘的氧化制得。先将粗萘气化,再和过量的压缩空气一起喂入转化器。用载体上的重金属氧化物为催化剂可以使萘迅速转化。也可用磨细的氧化钒为催化剂。转化器产生的蒸气经冷却器冷却,再经冷凝器冷凝,即得粗产品。经过蒸馏净化后,其收率为70%~80%(质量分数)。
  由煤焦油馏分和较高的芳香化合物中也可制得苯二甲酸酐。粗煤焦油在200~225℃下用氧化钒催化剂分离出馏分,可产生高纯度的苯二甲酸酐。收率可达75%(质量分数)。
1.2 间苯二甲酸
  化学式   ,分子量166.13。结晶状粉末。易溶于乙醇。熔点345~348℃。相对密度1.507。
  它没有邻苯二甲酸容易酯化,但所得树脂性能好,力学性能和耐水性较高。它溶解度低,熔点高,在加热时挥发损失也少。用间苯二甲酸合成聚酯时,要分两阶段进行。阶段先使间苯二甲酸和醇反应,经回流及蒸馏达到一定的酯化程度后才进入第二阶段,加入顺丁烯二酸酐反应到终点。
  间苯二甲酸由间二甲苯氧化制得。
1.3 对苯二甲酸
  化学式 ,分子量166.13。白色粉末或晶体。熔点384~421℃。相对密度1.55。
  聚酯中引入对苯二甲酸可使产品具有较高的热变形温度和较低的固化收缩率,化学稳定性也得到改进,常用于防化学腐蚀树脂中。其缺点是反应速度比邻苯二甲酸酐和间苯二甲酸都低,故需用两阶段合成。同时,由于其结构的对称性,如再和对称性的醇(如新戊二醇)反应时,产物对苯乙烯的溶解性差。
1.4 己二酸
  化学式   ,分子量146.15。为无色或带黄色的结晶状粉末。极易溶于醇、醚,稍溶于水。熔点150~153℃,沸点265℃。它的两个羧基都可酯化,广泛用于制造柔性树脂。
  己二酸由环己醇氧化而得,或由动物脂、植物脂或油酸经硝酸氧化而得。
1.5 四氯邻苯二甲酸酐
  化学式  ,分子量285.88。含氯49.6%(质量分数)。熔点254~255℃。白色粉状或片状固体,微溶于氯苯。
  性能与邻苯二甲酸酐类似,酯化反应快,是制造阻燃树脂的主要原料之一,但阻燃效果不够好,要配以其他阻燃添加剂才能达到要求,而且反应温度不能太高,否则树脂颜色差。酸酐吸水后变成酸。
1.6 四溴邻苯二甲酸酐
  化学式  ,分子量463.72。亮黄色晶体。含溴68.9%(质量分数)。熔点270~275℃。相对密度2.91。
  性能与邻苯二甲酸酐类似,聚酯化反应快,是制造阻燃树脂的主要原料之一,阻燃效果好。其溴含量高,反应温度要控制在较低水平,防止凝胶。
1.7 桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐
  化学式,分子量164.16。
  由环戊二烯和顺丁烯二酸酐通过代尔斯-奥尔德(Diels-Alder)加成反应而得。用于制造耐高温树脂。酸酐吸水后变成酸。
  代尔斯-奥尔德反应也称双烯加成反应,反应原理如下:

1.8 六氯桥亚甲基邻苯二甲酸酐
  化学式  ,分子量370.81。含氯57.4%(质量分数)。
  六氯桥亚甲基邻苯二甲酸又名HET酸或氯菌酸。常用其酸酐制造阻燃树脂。阻燃效果好,树脂颜色清晰,兼有耐化学性,但放久后变色。
  六氯桥亚甲基邻苯二甲酸酐由六氯环戊二烯和顺丁烯二酸酐进行代尔斯-奥尔德加成反应而成,在空气中吸水很快变成酸。

  聚酯中其他偶有应用的饱和二元酸有丙二酸、丁二酸、戊二酸、庚二酸、山梨酸等。