1、8 聚酯树脂,O聚酯树脂的主链上含有酯基(一C0)基因。一般可分为两大类，一类是不饱和聚酯；另一类是饱和聚酯。饱和聚酯又称为线型聚酯，其中又分为两种，一是聚对苯二甲酸乙二醇酯品种；二是聚对苯二甲酸丁二醇酯品种。,8.1 不饱和树脂 （简写UP） 不饱和聚酯树脂是指分子链上具有不饱和键(如双键)的聚酯高分子。是一种热固性材料， 主要原料二元酸(饱和与不饱和二元酸)、二元醇、乙烯基单体。二元酸包括饱和二元酸，如邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢苯二甲酸酐等；不饱和二元酸有：马来酸酐、富马酸等。二元醇有：乙二醇、丙二醇、一缩乙二醇。,合成工艺：不饱和聚酯的合成工艺路线是：先由二元酸与二元醇发
2、生酯化反应制成线型聚酯， 不饱和聚酯溶解于一定量的交联单体(如苯乙烯)中形成液体树脂即为不饱和聚酯树脂。然后再与苯乙烯单体进行交联固化，而得到体型结构的不饱和聚酯，为热固性树脂原理：n（HOOC-R1-COOH）+m（HO-R2-OH）OC-R1-CO-O-R2-O +xH2O,不饱和聚酯树脂与其他众多热固性树脂相比有其独特的优点。不饱和聚酯树脂具有良好的加工特性，可以在室温(不低于1520)、常压下固化成型，不释放出任何副产物。而且树脂的黏度比较适宜，可采用多种加工成型方法，如手糊成型、喷射成型、拉挤成型、注塑成型、缠绕成型等。不饱和聚酯树脂在工业上被称为接触成型或低压成型热固性树脂。,分类
3、与用途 分类 根据不饱和聚酯树脂的结构可分为邻苯型、间苯型、对苯型、双酚A型、乙烯基酯型等； 根据其性能可分为通用型、防腐型、自熄型、耐热型、低收缩型等； 根据其主要用途可分为玻璃钢（FRP）用树脂与非玻璃钢用树脂两大类，所谓玻璃钢制品是指树脂以玻璃纤维及其制品为增强材料制成的各种产品，也称为玻璃纤维增强塑料（简称FRP或玻璃钢）；,非玻璃钢制品是树脂与无机填料相混合或其本身单独使用制成的各种制品，也称为非增强型玻璃钢制品。按具体专用品种分类包括有缠绕树脂、喷射树脂、拉挤树脂、阻燃树脂、食品级树脂、防腐蚀树脂、气干型树脂、宝丽板树脂、工艺品树脂、纽扣树脂、玛瑙树脂、人造石树脂、高透明树脂、水晶
4、树脂等。,玻璃钢管、罐、槽等防腐产品及工程：包括大、中、小口径管道、管件、阀门、贮罐、贮槽、格栅、填仓板、塔器、烟囱、防腐地面及建筑防腐等。 玻璃钢车辆：火车双层客车及零部件、窗框、汽车车身、保险杠、火车通风道等。 玻璃钢船艇：包括游艇、救生艇、交通艇、渔船、快艇、养殖船、冲锋舟等。,玻璃钢制品的用途,玻璃钢游乐设备：包括大型游艺机、大型水上乐园、儿童乐园。 玻璃钢交通设备、劳保及保安用品：包括公路牌、路标、人行桥、灯具、电缆盒、测量标尺、头盔、防爆器材、井盖等。 玻璃钢卫生设备：浴缸、洗漱台、便器、镜架、整体卫生间、垃圾箱。 节能玻璃钢产品；包括轴流风机、离心风机、太阳能热水器、风力发电机等
5、。,玻璃钢食品容器：高位水箱、食品运输罐、饮料罐。 玻璃钢城市雕塑、字体、工艺品和贴骨工艺。 玻璃钢家具：包括座椅、快餐桌、成套家具、电话亭、柜台等。 玻璃钢机电、矿用、轻纺产品：包括防护罩、格栅、干式变压器、互感器、高压拉杆、计算机房、电器开关、卫星天线、铜箔板、服装模特、通风管道等。,玻璃钢运动器材和音乐舞蹈器材：包括网球拍、双杠、单杠、助跳板、赛艇、道具等。浇铸工艺品；包括水晶工艺品、不透明各种造型工艺品等 钮扣 ：各种聚酯钮扣制品。,非玻璃钢应用领域大致如下,人造石：包括人造大理石、人造玛瑙、人造花岗岩等 涂层：包括家俱涂层、钢琴、电视机、收音机外壳、缝纫机台板以及自行车罩光漆等。 原
6、子灰 ：汽车修补用聚酯腻子等。,加工成型方法,手糊成型、喷射成型、拉挤成型、注塑成型、缠绕成型。 也可分为：手工成型法、机械成型方法。 1、手工成型法 在处理过的模具上，用手工把玻璃纤维织物和树脂交替叠加浸透抹平，在一定温度下固化，然后再进行整理、脱模、修整即得成品，适用于玻璃纤维增强UP的许多产品，如化学反应容器、罐、管道、板材、游艇、电器绝缘材料等。缺点是产品精度低、劳动强度大、效率低，但对于大型及形状复杂的设备，机械成型很困难时，仍用手工方法成型。,2、机械成型法模压法最为常用，适用板材或整体模块成型，生产效率高，作业环境好，质量优良。 缠绕法：除手工缠绕外，目前已实现了机械自动化和程序
7、化控制，其缠绕角度、宽度、长度和直径均有很好的重现性，常用于管、罐受压容器。 喷射法：是直接用喷枪把UP通过高压气体喷浮在制品表面，也有同时再喷上玻璃短纤维进行增强的。 连续法：是在连续的玻璃毡上浸渍树脂，在一定压力下定型然后进入80130的热固化区，最后裁断获得产品。定型压力一般为0.02一0.2兆帕，成形速度为25米分。,UP主要用在玻璃纤维增强制品上，约占整个树脂用量的80。余下20的UP常用在涂料、装饰板、树脂混凝土、纽扣、人造大理石、人造玛瑙等方面。,低收缩性UP通过引入苯乙烯丁二烯共聚物这种热塑性树脂，来缓和UP的固化收缩，同时还解决了片状成型时的裂纹问题，尤其适用于汽车部件。 高
8、强度UP增加破璃纤维含量，例如采用7.6厘米长的纤维50一70，适用于片状成型，作汽车部件。,UP的改性,此外，还有阻燃型UP 、快干型UP 、耐热型UP等新品种。,耐冲击性UP,耐蚀性UP,光固化型UP,改性UP,实例 玻璃纤维增强不饱和聚酯片状模塑料,可用于：1、压制高低压电器绝缘构件； 2、压制薄壁制件，如：箱壳、汽车水箱罩、灯罩、桌椅等。, 8.2 聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯(简写PET)是一种热塑性饱和聚酯目前已成为发展迅速的一种工程塑料。,PET的合成工艺路线为；对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与过量的乙二醇在200250，或180190温度及催化剂存在下，通过直接酯化
9、法或酯交换法制得中间产物，然后升温至260280，加压缩聚而成PET。 1、直接酯化法：HOOC-R-COOH+ 2HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC-R-COOCH2CH2OH+2H20,2、酯交换法：H3COOC-R-COOCH3+ 2HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC-R-COOCH2CH2OH+2CH30H 3、加压缩聚 nHOCH2CH2OOC-R-COOCH2CH2OH ,1、物理性能PET是乳白色或浅黄色、高结晶度的聚合物，表面平滑有光泽。密度为1.35克立方厘米。 2、力学性能拉伸强度190MPa，伸长率2，拉伸模量14800兆帕，弯曲强度280兆帕，弯曲模
10、量14000兆帕，缺口冲击强度710千焦平方米，分子量2万一3万。抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦、耐磨耗性也很好。,8.2.1 基本性质,3、热性能增强PET的热变形温度220，其制品可在120150下长期使用。而未增强的PET热变形温度只有85，熔点260，玻璃化温度69，随着温度提高，力学性能下降。 4、电性能PET适宜作电气绝缘材料，其电性能在较宽的温度范围内变化较小，但耐电晕性差。 电晕-在110kV以上的变电所和线路上，时常能听到的放电声和淡蓝色的光环，这就是电晕。,5、耐化学试剂及耐溶剂性 PET耐化学腐蚀性较差，不适宜在高温水蒸气及浓酸、碱环境中工作。因为PET具有酯基，强酸、强碱会
11、引起分解，稀碱溶液在高温下也会引起分解。高温水蒸气也会引起分解。 6、其他性能PET具有优良的耐候性，长期暴露在室外拉伸、弯曲等力学性能下降20。缺点：结晶速度慢，成型加工困难，模塑温度高，生产周期长，冲击性能差。在成型加工之前，树脂必须进行干燥处理，130下干燥8小时。,PET除大量用于涤纶纤维外，还大量用于汽车、机械设备的零部件，如阀门、仪表罩、车灯支架、齿轮等；还用于电子电气零部件，如继电器、开关、电容等，音像磁带膜、复合包装膜、中空包装容器，尤其是双向拉伸吹塑成型技术发展以后， PET瓶得到了迅速发展，PET瓶用于饮料、药品、化妆品等液体、油状、膏状物品的包装。,应用,PET工程塑料的
12、主要品种有以下几方面 如添加35玻璃纤维增强的强韧性PET. 添加 30玻璃纤维增强的阻燃性PET ； 添加15玻璃纤维增强的薄壁制品用PFT； 添加46玻璃纤维增强的优异尺寸稳定性的PET ；,还有耐冲击型的适于作汽车前板的PET ； 也有用于矿物填料增强的PET； 也有用于橡胶等增韧的PET等。,8.2.2 改性PET,方法 ：化学改性、物理改性：化学改性，如共聚改性；物理改性，如填充、增强、共混；或加入特殊添加剂等手段; 目的：改善PET的加工性、结品性和韧性差等缺点。,共聚改性主要目的是提高PET的结晶速度，改善成型加工性能。可选择加入第三组分的办法，如用聚氧化乙烯和聚壬二酸乙二醇酯作
13、为第三组分共聚，或羟基苯磺酸二钠盐作为第三组分，或加入一定比例的多元醇或含亚胺基的有机化合物等，或聚乙二醇二缩水甘油醚等，在改进结晶速度的同时，还改善了成型加工性能。,措施,共聚改性,填充无机物，如云母、高岭土、滑石粉进行填充及增强，大量增强的是采用玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维等。其中玻璃纤维的填充量一般为30一55。有时采用复合填充，如在填充35玻璃纤维同时，再填充云母粉，在增强的同时，还能降低制品的翘曲性。,填充与增强改性,加入与PET有亲和性的其他高聚物，进行共混 既可降低PET的玻璃化温度，又可提高PFT的结晶速度，同时还改善了共混物的冲击性能。 PET PBT（是聚对苯二甲酸丁二醇酯
14、） PET丙烯酸类树脂 PET尼龙66,共混改性, PET 聚烯烃 PETPC为聚碳酸酯，二者相容性较好，可按任意比例共混，当PC含量高时，可改善PC的耐溶剂性和耐环境应力开裂性。,加入无机或有机物成核剂，可提高PET的结晶速度，减少制品在模具中的停留时间，缩短生产周期。成核剂有碳酸氢钠、硅酸钙、硬脂酸钙、碳酸钠、二氧化硅、苯甲酸钠、炭黑、滑石粉、安息香酸盐、乙酰乙酸钠等。加入增塑剂或结晶促进剂，可改善结晶性能，同时或改进表面光洁度，或改善脱模性能，或改善热稳定性。,添加剂改性,多层复合改性为提高PET的阻气性能，国际上的大多数啤酒瓶是PET经过多层复合法制得的。如美国、法国、瑞士。表面涂层改
15、性 目标是针对氧敏感性食物包装市场。番茄酱、果酱、花生酱。纳米复合改性 已成为制备先进包装材料的主要途径。如饮料包装。,其他,实例 l 阻隔性聚酯瓶,PET瓶是继世界各国禁止残留有毒物质的塑料制品用于食品与药品包装后,开发的一种新型食品包装。PET瓶的开发,推动了注拉吹中空成型技术的发展,导致了吹塑行业的大革命。PET瓶以其质轻强度高,机械性能好,耐化学剂,无毒无味和透明美观等优势，在包装领域中迅猛拓展，最显着的成果 。,PET瓶的最大用途是用来灌装充气饮料，既要防止二氧化碳等泄耗，又要求瓶体具有高的爆破强度，为此PET瓶常采用双向拉伸吹塑法生产。其注拉吹一步法工艺流程如下：PET粒料干燥注射
16、成型预成型坯调温拉伸吹塑取出瓶体,实例2 双向拉伸聚酯薄膜双向拉伸聚酯薄膜(简写BOPET或OPET)，主要用于磁带带基由于薄膜取向程度不同又可分为平衡与强化两个品种，强化膜主要用于微型、高速走带及寿命较长的磁带。OPET的工艺流程如下：配料真空干燥挤出片材测厚同时双向拉伸测厚收卷分切复卷产品,BOPET聚酯薄膜生产线设备主要是由原料输送装置。预结晶器、干燥器、挤出机、计量泵、过滤器、熔体管道、模头、铸片机、纵向拉伸机、横向拉伸机、牵引机、收卷机以及分切机等设备组成。,原料通过原料输送设备，经过预结晶器结晶后进入干燥器。干燥完毕进入挤出机充分融化后，在挤出机挤出力的作用下，通过计量泵，由计量泵
17、进行计量，然后经过熔管道到达模头，熔体从模头流出在铸片机上成型，经纵向拉伸机纵向拉伸、横向拉伸机横向拉伸、通过牵引机，由收卷机进行收卷。最后，根据用户需要，由分切机将其分切成用户需要的规格。,8.3聚对苯二甲酸丁二醇酯,聚对苯二甲酸丁二醇酯(简写PDT),目前和增强PET一起成为继尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚之后的第五大工程塑料。PDT的工业合成工艺路线与PET生产相似，以对苯二甲酸二甲酯与丁二醇为原料进行酪交换法反应而制得，也有用对苯二甲酸与丁二醇为原料直接酯化反应制得。反应温度为150170，在催化剂存在下，按缩聚反应进行.,PET与PBT一样为线型热塑性树脂，两者的性能对比如表11
18、5示,PET与PBT的结构和性能,1、PBT的分子链与PET极为相似，也是由柔性的脂肪烃基和刚性苯基、极性酯基所组成。 2、与PBT所不同的是:-CH2CH2CH2CH2-与-CH2CH2-相比，长度较大，故PBT柔性因素的影响比PET大一些，这便带来两个结果：其一是PBT与PET分子链的刚性要小，材料的玻璃化温度、熔融温度都较低；其二是从熔体冷却到凝固状态时， PBT的结晶速率较大，因此聚合物可能达到的结晶度较高。,PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，仅为0.1%。 在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝
19、缘性，但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。,基本性能,是缺口冲击强度低 ，成型收缩率大 。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性，其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上，热变形温度也大幅提高。可以在140下长期工作。玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致，易使制品发生翘曲。,缺点,加工成型方法,PBT 结晶速度快，最适宜加工方法为注塑，其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和各种二次加工成型，成型前需预干燥，水分含量要降至0.02%。,PBT在成型加工时，应注意以下几个问题：,(1)树脂的特性黏度对产品性能的影响 树脂的特性黏度越大，其冲
20、击强度和断裂伸长率也越来越大。特性黏度不同，产品用途也不同。 特性黏度小于0.85的低黏度树脂，主要用于纸板等耐热涂层及食品等包装。 特性黏度小于0.851.0的中黏度树脂，可做高精密工程部件、凸轮、机壳、办公设备、汽车部件等。 特性黏度大于10的高黏度树脂，常用于耐蚀泵、电熨斗、咖啡过滤器外壳等。,(2)水含量的影响：水含量增加，产品性能急剧下降，一般要求在成型前一定烘 干，使其含水量降到0.03以下。,（3）玻璃纤维含量一般取玻璃纤维含量为30时，综合性能指标较好；玻璃纤维长度在0.11毫米，最好采用无碱无捻40支20股粗纱，玻璃纤维要以经KH-550系列的硅烷偶联剂处理过为好。,（4）成
21、型设备一般采用长玻璃纤维直接引入双螺杆挤出机的方法，也可用短玻璃纤维增强PBT。注射成型温度一般为245270，模具温度为8090，非增强PBT的模具温度要低些，为4060。,PBT的改性及应用举例,1、增强和填充改性 2、共混改性 3、其他改性,PBT（增强、改性PBT）主要用于汽车、电子电器、工业机械。如作为汽车中的分配器、车体部件、点火器线圈骨架、绝缘盖、排气系统零部件、摩托车点火器、电子电器工业中如电视机的偏转线圈，显像管和电位器支架，输出变压器骨架，开关接插件、电风扇、电冰箱、洗衣机电机端盖、轴套。 另外还有运输机械零件，缝纫机和纺织机械零件、钟表外壳、镜筒、电熨斗罩、水银灯罩、烘烤
22、炉部件、电动工具零件等。,应用,8.4 PEN,PEN学名叫聚萘基酸乙烯酯，常见品种为聚萘二甲酸乙二醇酯。由2，6萘二甲酸与乙二醇缩聚而成，其结构与PET极为相似，即将苯环置换为萘环，分子结构单元大，分子链刚性高，熔体黏度比PET大10倍。其化学结构式如下：,每年由于玻璃瓶装啤酒爆炸事件由此造成的经济赔偿数额巨大，而且还严重影响啤酒生产厂家的声誉。其主要原因是：一般玻璃瓶装啤酒使用5次之后，瓶子强度降低一半，而普通玻璃瓶常周转7一12次之多，因此极易引起爆炸。,共混改性PEN瓶可以重复使用，可回收，可碱洗，可热灌装，质轻(密度为玻璃瓶的410)，而且壁厚仅为玻璃瓶的13，这样减轻运输重量达80之多。另外不破碎，不爆炸是最大优点。当然也可以热灌装其他如咖啡、色拉油、果酱、白酒等。,9 聚氨酯,
