Question

什么是环氧树脂，聚酯树脂，不饱合树脂？它们各有什么化学和物理特性？

什么是环氧树脂，聚酯树脂，不饱合树脂？它们各有什么化学和物理特性？

Answer 1

种类，常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。用量，（1）胺类作交联剂时按下式计算：胺类用量=MG/Hn，式中：M=胺分子量，Hn=含活泼氢数目，G=环氧值（每100克环氧树脂中所含的环氧当量数）。改变的范围不多于10-20%，若用过量的胺固化时，会使树脂变脆。若用量过少则固化不完善。（2）用酸酐类时按下式计算：酸酐用量=MG（0.6~1）/100式中：M=酸酐分子量，G=环氧值（0.6~1）为实验…

Answer 2

不饱和聚酯是不饱和二元羧酸（或酸酐）或它们与饱和二元羧酸（或酸酐）组成的混合酸与多元醇缩聚而成的，具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。通常，聚酯化缩聚反应是在190～220℃进行，直至达到预期的酸值（或粘度）。在聚酯化缩反应结束后，趁热加入一定量的乙烯基单体，配成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。
■ 不饱各聚酯树脂的物理和化学性质
1、物理性质 不饱和聚酯树脂的相对密度在1.11～1.20左右，固化时体积收缩率较大，固化树脂的一些物理性质如下：
⑴耐热性。绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在50～60℃，一些耐热性好的树脂则可达120℃。红热膨胀系数α1为（130～150）×10-6℃。
⑵力学性能。不饱和聚酯树脂具有较高的拉伸、弯曲、压缩等强度。
⑶耐化学腐蚀性能。不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好，耐有机溶剂的性能差，同时，树脂的耐化学腐蚀性能随其化学结构和几何开关的不同，可以有很大的差异。
⑷介电性能。不饱和聚酸树脂的介电性能良好。
2、化学性质 不饱和聚酯是具有多功能团的线型高分子化合物，在其骨架主链上具有聚酯链键和不饱和双键，而在大分子链两端各带有羧基和羟基。
主链上的双键可以和乙烯基单体发生共聚交联反应，使不饱和聚酯树脂从可溶、可熔状态转变成不溶、不熔状态。
主链上的酯键可以发生水解反应，酸或碱可以加速该反应。若与苯乙烯共聚交联后，则可以大大地降低水解反应的发生。
在酸性介质中，水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介质的侵蚀；在碱性介质中，由于形成了共振稳定的羧酸根阴离子，水解成为不可逆的，所以聚酯耐碱性较差。
聚酯链末端上的羧基可以和碱土金属氧化物或氢氧化物[例如MgO，CaO，Ca(OH)2等]反应，使不饱和聚酯分子链扩展，最终有可能形成络合物。分子链扩展可使起始粘度为0.1～1.0Pa·s粘性液体状树脂，在短时间内粘度剧增至103Pa·s以上，直至成为不能流动的、不粘手的类似凝胶状物。树脂处于这一状态时并未交联，在合适的溶剂中仍可溶解，加热时有良好的流动性

■ 不饱和聚酯树脂结构与性能的关系
迄今，国内外用作复合材料基体的不饱和聚酯（树脂）基体基本上是邻苯二甲酸型（简称邻苯型）、间苯二甲酸型（简称间苯型）、双酚A型和乙烯基酯型、卤代不饱和聚酯树脂等。
1、 邻苯型不饱和聚酯和间苯型不饱和聚酯
邻苯二甲酸和间苯二甲酸互为异构体，由它们合成的不饱和聚酯分子链分别为邻苯型和间苯型，虽然它们的分子链化学结构相似，但间苯型不饱和聚酯和邻苯型不饱和聚酯相比，具有下述一些特性：①用间苯型二甲酸可以制得较高分子量的间苯二甲酸不饱和致辞酯，使固化制品有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能；②间苯二甲酸聚酯的纯度度，树脂中不残留有间苯二甲酸和低分子量间苯二甲酸酯杂质；③间苯二甲酸聚酯分子链上的酯键受到间苯二甲酸立体位阻效应的保护，邻苯二甲酸聚酯分子链上的酯键更易受到水和其它各种腐蚀介质的侵袭，用间苯二甲酸聚酯树脂制得的玻璃纤维增强塑料在71℃饱和氯化钠溶液中浸泡一年后仍具有相当高的性能。
2、 双酚A型不饱和聚酯
双酚A型不饱和聚酯与邻苯型不饱和聚酸及间苯型不饱和聚酯大分子链的化学结构相比，分子链中易被水解遭受破坏的酯键间的间距增大，从而降低了酯键密度；双酚A不饱和聚酯与苯乙烯等交联剂共聚固化后的空间效应大，对酯基起屏蔽保护作用，阻碍了酯键的水解；而在分子结构中的新戊基，连接着两个苯环，保持了化学瓜的稳定性，所以这类树脂有较好的耐酸、耐碱及耐水解性能。
3、 乙烯基树脂
乙烯基树脂又称为环氧丙烯酸树脂，是60年代发展起来的一类新型树脂，其特点是聚合物中具有端基不饱和双键。
乙烯基树脂具有较好的综合性能：①由于不饱和双键位于聚合物分子链的端部，双键非常活泼，固化时不受空间障碍的影响，可在有机过氧化物引发下，通过相邻分子链间进行交联固化，也可与单体苯乙烯其聚固化；②树脂链中的R基团可以屏蔽酯键，提高酯键的耐化学性能和耐水解稳定性；③乙烯基树脂中，每单位相对分子质量中的酯键比普通不饱和聚酯中少35%～50%左右，这样就提高了该树脂在酸、碱溶液中的水解稳定性；④树脂链上的仲羟基与玻璃纤维或其它纤维的浸润性和粘结性从而提高复合材料的强度；⑤环氧树脂主链，它可以赋与乙烯基树脂韧性，分子主链中的醚键可使树脂具有优异的耐酸性。
乙烯基树脂的品种和性能，随着所用原料的不同而有广泛的变化，可按复合材料对树脂性能的要求设计分子结构。
4、 卤代不饱和聚酯
卤代不饱和聚酯是指由氯茵酸酐（HET酸酐）作为饱和二元酸（酐）合成得到的一种氯代不饱和聚酯。
氯代不饱和聚酯树脂一直是当作具有优良自熄性能的树脂来使用的。但近年来研究表明氯代不饱和聚酯树脂亦具有相当好的耐腐蚀性能，它在上些介质中耐腐蚀性能与双酚A不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂基本相当，而在某些例（例如湿氯）中的耐腐蚀性能则优于乙烯基树脂和双酚A不饱和聚酯树脂。
热湿氯在不饱和聚酯树脂接触后会发生反应而产生氯代的不饱和聚酯树脂或称"氯奶油"。由双酚A不饱和聚酯 树脂和乙烯基酯树脂产生"氯奶油"性状柔软，湿氯可以通过该"氯奶油"层进一步（腐蚀）渗透，但由氯代不饱和聚酯产生"氯奶油"性状坚硬，可以阻止湿氯的进一步（腐蚀）渗透。

多数这样的树脂都含有苯环，但是由于苯环上有取代基，进入人体内容易被代谢出来，所以对人体的伤害相对于苯来说大大降低了，是低毒性的。另外卤代烃也有一定的毒性，对人体跟环境也有一定的危害。

Answer 3

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Answer 4

聚酯树脂：
玻璃纤维零件中的大多数都是使用聚酯树脂制成的，这是复合材料行业中使用最广泛的树脂类型。聚酯树脂需要催化剂来固化或硬化，通常是甲乙酮过氧化物（MEKP）。它们天然抗紫外线，具有易于使用、快速固化、耐温度和催化剂变化，并且比环氧体系便宜。
聚酯树脂之所易于使用，是因为它们具有高的触变性指数，基本上，它们在垂直表面上的附着力很好，因此在制造零件和模具时，树脂不会流淌或滴落。它们还可以快速、轻松地润湿织物，并且易于混合。作为行业中最常见的树脂类型，可能很难缩小常用范围。
尽管上述优点使得聚酯广泛应用，而且在许多应用中显然受到青睐，但仍存在一些必须考虑的缺点。首先，聚酯的耐腐蚀性不如乙烯基酯树脂，或极限强度不如环氧树脂；而且，聚酯树脂的薄涂在暴露于空气中时仍可保持发粘。

乙烯基树脂：
乙烯基酯树脂通常被认为是聚酯树脂和环氧树脂之间的交叉领域。像聚酯树脂一样，它们需要MEKP作为固化或硬化剂。乙烯基酯的价格、大多数物理性能和处理质量上介于聚酯和环氧树脂之间。
乙烯基酯树脂耐腐蚀性、耐温性和延伸率（韧性）实际上超过了聚酯和环氧树脂。因此，它们通常用于需要高耐用性、热稳定性和极高耐腐蚀性的领域。这些应用通常包括建造和维修化学品储罐。海洋工业越来越多地利用这些特性，通过使用乙烯基酯来生产和维修玻璃纤维船体。当使用聚酯树脂时，乙烯基酯船体几乎不受水泡和渗透问题的困扰。
乙烯基酯树脂也越来越广泛地用于现代高性能复合材料的所有领域。这是因为乙烯基酯树脂已被证明是赛车、航海和航空航天应用中传统树脂的绝佳替代品。乙烯基酯树脂主要缺点是它们的保存期有限，许多乙烯基酯树脂的保存期限仅为3个月。它们也比聚酯树脂昂贵，并且不能提供环氧树脂所具有的极限强度。

环氧树脂：
在复合材料行业广泛使用的三种树脂中，环氧树脂具有最高的极限强度性能。环氧树脂不同于聚酯和乙烯基酯，因为它们需要固化剂而不是催化剂来固化。因此，环氧树脂有时会提供各种硬化剂选项，可以选择最适合项目适用期的硬化剂。
环氧树脂的保质期也非常长。环氧树脂与增强织物之间的结合力最强，其优异的强度特性使其可用于重量最轻的零件以及最耐用的模具。选择环氧树脂是因为它具有出色的机械强度和尺寸稳定性，以及良好的耐化学性和耐热性以及低收缩率。环氧树脂通常用于航空航天、赛车、军事和国防应用。
这并不是说环氧树脂没有不利之处。首先也是最重要的是，环氧树脂要比同类产品贵，它们还需要更精确且通常很复杂的混合比例，它们对混合和铺层期间的水分和温度变化更敏感。这意味着，与露天工地或车库相比，环氧树脂更适合在专业的气候控制环境中使用。
同样，用环氧树脂制成的固化零件如果未涂有抗紫外线的面漆，则会在紫外线照射下变黄。最后，环氧树脂具有兼容性考虑。环氧树脂与聚酯胶衣不兼容，因为胶衣不会与环氧树脂粘合。环氧树脂还与许多玻璃纤维毡不兼容。（广东博皓是一家复合材料行业整体解决方案服务商，致力于为客户提供更为完善的复合材料产品解决方案，更为顶尖的复合材料工艺及技术服务，更为先进的复合材料模具设计与制造。购纤维增强树脂基复合材料，何必东奔西跑，选博皓，助您成功之道 ）