不饱和聚酯树脂的制备

不饱和聚酯的制备

髙材 131 黄鑫成

1303010129

学号：

指导老师：**

实验九不饱和聚酯树脂的制备

一、实验目的与要求

1、通过实验掌握不饱和聚酯树脂的制备原理及合成方法；

2、考察原料种类和配比对产品性能的影响；

3、了解不饱和聚酯树脂的固化特征。

二、实验原理

o

大分子链中含多个酯键 c o 的聚合物称为聚酯。按化学结构

不同，聚酯树脂一般可分为二大类。第一类为饱和聚酯树脂，其分子结构中的碳原子皆以单链连接。再进一步加工过程中不会发生结构及分子量的变化，呈热塑性。涤纶、聚芳酯、聚碳酸酯等属此类。第二类为不饱和聚酯树脂，其结构中部分原子间以双键相连，在进一步加工过程中分子中的双键可参与化学反应，一般由可溶的线型结构转变为不溶不熔的体型结构，所以呈现热固性。

不饱和聚酯树脂通常是指不饱和二元酸（或酸酐），饱和二元酸与二元醇三者之间的缩聚产物。当其与乙烯基单体（常用苯乙烯）

按一定比例混合，在有机过氧化物引发剂（过氧化苯甲酰）存在下即

可发生共聚反应而交联，由线型结构转化为体型结构，加入促进剂叔

胺可使固化反应在常温下进行。

1

2

3

二、主要试剂配比与实验仪器

1、试剂与配比

试剂

配比顺丁烯二酸酐（化学33 份16.5

纯）g

邻苯二甲酸酐（化学50 份25g

纯）

丙二醇（化学纯）56.5 份28.25

g

2、主要仪器

三口烧瓶、烧杯、量筒、温度计300℃、冷凝管、可调式电加

热套、 50ml 碱式滴定管、 250ml 锥形瓶、台式天平等。

图 1、制备不饱和聚脂树脂仪器安装示意图

三、实验操作

如图 9-1 所示安装实验仪器，在干燥的三口烧瓶中，顺次加

入计量的顺酐，苯酐和丙二醇，开始缓慢加热，同时在直形冷凝管内

通冷却水．在15 分钟内升温到80℃，充分搅拌，再用45 分钟将温度升到 160℃。以后在 30 分钟内将温度升到190~200℃，并在此温度

下维持反应 1 小时，停止加热，将反应物冷却至180℃。

四丶实验现象与记录

时间操作现象

1:50 称量药品，安装装置

2:09 开始加热，调节搅拌器转速白色固体溶解

N=328rad/min

2:20 温度计示数达到 80℃溶液些许泛黄

2:57 温度达到 160℃溶液呈淡黄色

3:10 温度计示数℃左右冷凝管回流明显

178

4:00 用温度计取几滴反应物到白纸打开白纸，可见反应上，液体变得很黏物呈拉丝状4:05 停止加热，开始降温至 95℃

4:10 将废液倒入废液桶，清洗整理

仪器

五丶实验分析

1 酸值

酸值对不饱和聚酯树脂有很明显的影响，随酸值的降低，聚

合物的分子量逐渐增大，粘度逐渐增大，但酸值过高容易导致缩聚反

应不完全，影响产物的物理性能。原材料配比必须充分考虑，从而确

定酸值的合适与否。

2温度

温度过高，副反应多，体系黏度会在短时间内增加，反应难

以控制，当高于 200℃易使树脂凝胶化。温度过低，反应难进行，温

度低于 190℃，酯化反应太慢，耗时过长。

应尽量使用逐步升温的方式，合理控制反应的时间。

六丶实验思考 -------对反应的投料方式的思考

在本次实验中，我们将反应物原料一次加入三口烧瓶中，各种反应同时进行，

是否不利于聚合产物的结构控制及其结构影响的化学物理性能。所以，为什么不分步加入

反应原料，先加入邻苯二甲酸酐、丙二醇，反应一段时间后，再加入顺丁烯二酸酐，是否

更加利于聚合产物的结构控制及其结构影响的化学物理性能呢。

七丶怎样评估反应进行的情况

1通过酸值

随着反应的进行，反应物不断被消耗，体系酸值逐渐降低，通过测量体系的酸值，便可以估计反应进行的程度。

2通过水

此反应是生成不饱和聚酯，在实验过程中会不断有副产物水的排出，通过收集反应出的水的量可以计算反应物的消耗，由此得出反应进行的程度

3通过粘度

随着反应的进行，体系粘度不断增大，在不同时刻取出一小滴反应液，测其粘

度，由此可大约估计反应进行的程度。八、思考题

1、计算树脂合成配方中—OH 与—COOH 哪者过量？过量多少怎么

定？

顺丁烯二酸酐 M=98，16.5g，0.168mol。邻苯二甲酸酐 M=148，25g，

0.168mol。丙二醇 M=76，28.25g，0.372mol。醇过量，过量数值大约

为酸的总量 10%，可以保证反应的顺利进行。

2、酸值的意义？为什么用酸值来判定反应的终点？

意义：中和 1g 树脂所消耗的 KOH毫克数（ KOH/g树脂）。

因为在反应未开始前原料有一个理论酸值，随着反应的进行酸或酸酐不断被消耗，其酸

值随即改变，直到反应结束也应该有一个酸值，由此可以判断反应的终点。

3、树脂合成时为什么要逐步升温？分析温度对反应的影响。

升温过快会导致丙二醇逸失，使体系黏度增大而酸值高，升温过快，副反应容易发生。升温过慢，反应速率很小，反应时间被延长，同样导致丙二醇逸失。

温度过高，副反应多，体系黏度会在短时间内增加，反应难以控制，当高于 200℃易使树脂凝胶化。温度过低，反应难进行，温度低于 190℃，酯化反应太慢，耗时过长。所以反应温度应以 190~200℃为宜。