不饱和聚酯应用

聚酯是指由二元羧酸和二元醇经缩聚反应而成的聚合物。根据聚酯分子中是否含有非芳香族的不饱和键，可将聚酯分为饱和聚酯树脂或不饱和聚酯树脂两大类。前者是热塑性树脂，如涤纶；后者是热固性树脂。

不饱和聚酯树脂一般是由不饱和二元酸、饱和二元酸和二元醇缩聚而成的，在分子中同时含有重复的不饱和双键和酯键，因此，在生产后期，还必须经交联剂稀释形成具有一定黏度的树脂溶液，成为实际运用的不饱和聚酯。使用时再加入固化剂，即可使交联剂与树脂分子中的不饱和键发生自由基共聚，最终交联成为体型结构的树脂。

不饱和聚酯树脂是增强塑料中使用最普遍的树脂之一，其主要特点是：工艺性能优良。在室温下有适宜的黏度，可室温固化，常压成型且固化后没有小分子副产物生成；固化后树脂的综合性能良好，其力学性能略低于环氧树脂，但优于酚醛树脂；价格较低，品种较多。其主要缺点是：固化时体积收缩率较大；有贮存期限，且施工时有气味。

以不同的二元酸或二元醇为原料可以制成不同类型的不饱和树脂。当不饱和酸对饱和酸的比例越高时，其热变形温度也越高，但此类聚合物加工困难。表1指出了合成组分对树脂性能的影响。表2列举了不饱和树脂的品种及其合成组分。

凝胶阶段加入固化剂后树脂由黏流态到失去流动性生成半固体状有弹性的凝胶阶段，对复合材料的成型工艺起着决定性作用。

定型阶段从凝胶到具有一定硬度和固定形状，可以从模具上将固化产物不变形取下为止。

固化阶段树脂完全固化，具有稳定的化学、物理性能和较高的固化度。

不饱和聚酯树脂的固化过程是属于自由基共聚合反应。在引发剂的引发下，在具有多个双键的聚酯大分子与交联剂苯乙烯之间发生共聚，最终生成体型结构的固化产物。为了便于获得不饱和聚酯树脂的苯乙烯溶液，应在较高温度进行混合，所以必须在苯乙烯中加入较多的阻聚剂以防止混合时受热而发生聚合反应。因此混合好的不饱和聚酯树脂苯乙烯溶液物料体系中含有阻聚剂。

加入引发剂进行固化时最初生成的自由基必须首先与阻聚剂发生作用，因此产生了诱导期。诱导期过后方才引发不饱和双键产生自由基聚合反应，从而形成交联结构。

当要求在室温条件下操作与固化时，还应加入活化剂，又称促进剂，其作用是促进过氧化物引发剂的分解速度，使之在较低的室温范围产生大量的自由基。常用的不饱和聚酯树脂引发剂体系及最佳使用温度条件见表3。

速进行，因此不饱和聚酯树脂放出的热量很大，不易散失，会使树脂受热变色甚至开裂。

不饱和聚酯树脂具有以下特性：

不饱和聚酯胶粘剂，具有黏度小，浸润速度快，对各种金属和非金属材料具有良好的粘附能力，透明性高，常温能固化，使用方便，耐酸、耐碱性较好等优点。但其缺点是固化过程中体积收缩率太高（10％~15％），胶接接头的内应力很大，致使胶接强度较低，主要用作非结构胶。可以采取下列几种方法来减少体积收缩，提高胶接强度：

（1）通过共聚降低树脂中不饱和键的含量；

（2）采用聚合时收缩率低的单体；

（3）加入适量的无机填料；

（4）加入热塑性高分子。

例如，由丙二醇、邻苯二甲酸酐和反丁烯二酸制得的不饱和聚酯，苯乙烯质量分数为40％，用来做胶粘剂时加入5％的聚醋酸醋烯酯或聚酯烯醇缩醛能使胶接接头的抗剪强度提高4~5倍。

不饱和树脂胶粘剂在制造石材抛光磨块、抛光磨头等方面得到广泛应用，其成型方法往往是浇注成型。