不饱和聚酯树脂基础知识

不饱和聚酯树脂基础知识

1．不饱和聚酯树脂的定义

“聚酯”是相对于“酚醛”“环氧”等树脂而区分的含有酯键的一类高分子化合物。这种高分子化合物是由二元酸和二元醇经缩聚反应而生成的，而这种高分子化合物中含有不饱和双键时，就称为不饱和聚酯，这种不饱和聚酯溶解于有聚合能力的单体中（一般为苯乙烯）而成为一种粘稠液体时，称为不饱和聚酯树脂（英文名Unsaturated Polyester Resin 简称UPR）。

因此，不饱和聚酯树脂可以定义为由饱和的或不饱和的二元酸与饱和的或不饱和的二元醇缩聚而成的线型高分子化合物溶解于单体（通常用苯乙烯）中而成的粘稠的液体。2．不饱和聚酯树脂的特性

不饱和聚酯树脂是一种热固性树脂，当其在热或引发剂的作用下，可固化成为一种不溶不融的高分子网状聚合物。但这种聚合物机械强度很低，不能满足大部分使用的要求，当用玻璃纤维增强时可成为一种复合材料，俗称“玻璃钢”,简称FRP。“玻璃钢”的机械强度等各方面性能与树脂浇铸体相比有了很大的提高。

以不饱和树脂为基材的玻璃钢（UPR-FRP）具有以下特性：

轻质高强：FRP的密度为1.4-2.2g/cm3，比钢轻4-5倍，而其强度却不小，其比强度超过型钢、硬铝和杉木。

耐腐蚀性能良好：UPR-FRP是一种良好的耐腐蚀性材料，能耐一般浓度的酸、碱、盐类，大部分有机溶剂、海水、大气、油类，对微生物的抵抗力也很强，正广泛应用于石油、化工、农药、医药、染料、电镀、电解、冶炼、轻工等国民经济诸领域，发挥着其他材料无法替代的作用。

电性能优异：UPR-FRP绝缘性能极好，在高频作用下仍能保持良好的介电性能。它不反射无线电波，不受电磁的作用，微波透过性良好，是制造雷达罩的理想材料。用它制造仪表、电机、电器产品中的绝缘部件能提高电器的使用寿命和可靠性。

独特的热性能：UPR-FRP的导热系数为0.3-0.4Kcal/mh℃，只有金属的1/100-1/1000，是一种优良的绝热材料，用其制成的门窗是第五代新型节能建材。另外，FRP线胀系数也很小，与一般金属材料接近，所以FRP和金属连接不致受热膨胀产生应力，有利于其与金属基材或混凝土结构粘接。

加工工艺性能优异：UPR的加工工艺性能优异，工艺简单，可一次成型，既可常温常压成型，又可以加温加压固化，而且在固化过程中无低分子副产物生成，可制造出比较均一的产品。由于其工艺性能优异，近年来已被广泛用于制作工艺品、仿大理石制品、聚酯漆等非玻璃纤维增强型材料。

材料的可设计性好：以玻璃纤维为增强骨材的复合材料，二者经过一次性加工成型为最终形状的制品。所以FRP不仅仅是一种材料，同时也是一种结构。所谓可设计性包含两方面内容：（1）功能设计；通过选择合适的UPR和玻璃纤维可以制成具有各种特殊功能的FRP制品，如：可以制成耐腐蚀的产品；可以制成耐瞬时高温的产品；可制成透光板材；可制成耐火阻燃制品；可制成耐紫外线制品……（2）结构设计：可以根据需要，灵活地设计出各种产品结构，如玻璃钢门窗、玻璃钢格栅、玻璃钢管、玻璃钢槽、玻璃钢罐等。

任何一种材料都不是万能的，FRP也不例外。首先FRP与金属相比有许多本质上差别，例如金属是各向同性材料，而FRP是各向异性材料，金属在应力作用下，一般分为弹性变形与塑性变形两个阶段，而FRP在应力作用下一般没有显著的塑性变形阶段，没有屈服点，在受力过程中有分层现象，在超负荷时容易突然断裂。其次FRP的模量较低，比钢材差10倍，因此凡对刚性要求高的产品必须进行精心设计。第三，FRP 的耐热比金属材料相差甚远，到目前为止FRP的长期使用温度还只限于200℃以下。

3、不饱和聚酯树脂的分类

根据其不同的分子结构，或者根据其性能及用途，或者根据所用的工艺方法，均可对其树脂品种进行分类。

1）.按其分子结构来划分，可分为邻苯型、对苯型、间苯型、双酚A型、乙烯基型等树脂品种；

2）.按其所用的工艺方法来划分，可分为手糊、喷射、缠绕、浇铸、拉挤、RTM、SMC/BMC等树脂品种。

3）.按产品性能及用途来分类，可分为如下的类别：

△通用型不饱和聚酯树脂：这种树脂是应用得最多的树脂品种，如191、196树脂等。

△柔韧型不饱和聚酯树脂：这种树脂制成玻璃钢制品后，其制品具有较好的柔韧性。其牌号为TM182、304、T541等。

△弹性不饱和聚酯树脂：这种树脂具有较高的弯曲强度，更坚韧而无脆性，适宜制作家具高档涂料，以及机器外壳等。

△耐化学药品型的不饱和聚酯树脂：这类树脂具有较好的耐腐蚀性能，由于腐蚀介质种类很多，因此针对不同的介质可以使用不同的耐腐蚀树脂。其牌号有197、3301、323、MFE-2等。

△阻燃型不饱和聚酯树脂：这类树脂可分为合成型和添加型两种，均可达到阻燃的效果。其牌号为：7901、S-906、TM302、317等。添加型阻燃树脂在树脂加入一定量的阻燃剂既可，灵活方便。

△耐热型不饱和聚酯树脂：这类树脂可以制成在较高温度下使用的玻璃钢制品，其热变形温度至少不低于110℃。其牌号为∶TM197、TM199、S685等。

△光稳定型和耐气候型不饱和聚酯树脂：这类树脂具有较好的耐大气的老化性能，暴露在日光条件下可以长期使用，仍保存一定的使用性能。其牌号为：TM195、S692、F45、515等。

△空气干燥型不饱和聚酯树脂：这类树脂具有空干性，即暴露在空气中进行固化，其表面不会发粘，以便改善其工艺性能及产品的使用性能，但其固化条件仍与通用型不饱和树脂的相同，在低温或室温下进行固化。牌号为：SGA20、桐酸型不饱和聚酯树脂等。

△铸塑型不饱和聚酯树脂：这类树脂是一类低收缩、低放热的树脂，其主要的特性是铸塑时不会产生裂纹及破裂，可避免产生应力集中现象，并且颜色浅，透明性好。其牌号为：SB39、S793等。

△胶衣不饱和聚酯树脂（通常称为胶衣树脂）∶这类树脂在手工制作玻璃钢制品时十分重要。它不但可以起到玻璃钢表面的保护层作用，而且可以起到表面的装饰效果，起着十分重要的作用。由于玻璃钢制品的使用环境及要求各不相同，因此必须根据实际情况，选用不同品种的胶衣树脂。目前的牌号为∶TM-33、TM-35、S-739、胶衣33等。

△SMC/BMC专用不饱和聚酯树脂：这类树脂的主要特点是粘度低、增稠快、活性高，能快速固化（简称SMC/BMC专用树脂），耐水性和耐热性能好，稳定性好等。目前的牌号为：S-816、S-817等。

4、不饱和聚酯树脂的发展历史