经典：2.1-不饱和聚酯树脂及其合成原理与方法
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。
123二、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28.25g2、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/min2:20 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1784:00 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。
不饱和聚酯树脂及其合成原理与方法
不饱和聚酯树脂及其合成原理与方法
一、酯交缩聚法
该方法是将酸酐与醇在酸催化剂的作用下发生酯化反应，生成线性聚
酯预聚体。
通常使用的酸酐有酞酸酐、间苯二甲酸酐等，醇可以选择甘油、丙二醇等。
该方法的优点是反应条件温和，操作简单。
但是预聚体的分子
量较低，不能满足所有应用要求。
二、酯交缩聚与环氧交缩聚法
该方法是将酯交缩聚法与环氧化合物进行共聚反应。
首先通过酯交缩
聚法合成聚酯预聚体，然后在其分子链末端引入环氧基团。
环氧基团的引
入可以增加树脂的交联度和热稳定性。
但是该方法的合成步骤较多，反应
时间长。
三、酯交缩聚与加成聚合法
该方法是将酯交缩聚法与丙烯酸单体进行加成聚合反应。
首先通过酯
交缩聚法合成聚酯预聚体，再在其分子链末端引入活性丙烯酸单体，最后
通过引发剂的作用下进行加成聚合反应。
该方法可以在预聚体分子链上引
入丙烯酰基，从而在树脂中引入活性双键，有利于树脂的交联度的调节。
此外，不饱和聚酯树脂还可以通过顺序反应合成法和紫外光交联法进
行合成。
顺序反应合成法通过长链聚酯与双官能单体逐渐反应，形成高分
子量的不饱和聚酯树脂。
紫外光交联法则是利用紫外光的辐射作用，使不
饱和聚酯树脂在光引发剂的催化下发生交联反应。
综上所述，不饱和聚酯树脂的合成原理主要是通过酸酐与醇进行酯化
反应，生成酯交缩聚产物，然后通过与丙烯酸酯的共聚反应进行交联。
根
据需要，还可以通过引入环氧基团、丙烯酰基或采用其他合成方法进行调控。
这些合成方法具有不同的优缺点，适用于不同的应用领域。
不饱和聚酯的合成
不饱和聚酯的合成聚酯是一种重要的聚合物材料，广泛应用于塑料制品、纤维和高分子涂料等领域。
其中，不饱和聚酯是一种特殊类型的聚酯，它具有良好的耐化学腐蚀性、耐热性和机械性能，因此在建筑材料、汽车制造和船舶制造等行业中得到广泛应用。
不饱和聚酯的合成是一个复杂的化学过程，主要通过酯化反应和缩聚反应来实现。
下面将详细介绍不饱和聚酯的合成步骤和反应机理。
合成不饱和聚酯的第一步是酯化反应，即将酸和醇反应生成酯。
常用的酸包括过氧化物酸、醋酸和苯甲酸等，而醇则可以选择甘油、乙二醇和丙三醇等。
这个酯化反应可以在常温下进行，但一般需要加入催化剂来加速反应速率。
催化剂在酯化反应中起着至关重要的作用，常用的催化剂有硫酸、磷酸和甲酸等。
催化剂的选择和使用量会对聚酯的性能产生重要影响。
例如，硫酸催化剂通常会导致聚酯的酸值增加，而磷酸催化剂可以使聚酯具有较好的耐水性。
酯化反应完成后，接下来进行的是缩聚反应。
缩聚反应一般使用过酸酐作为缩聚剂，也可以加入适量的过硫酸二钾和二异丙氨基乙醇等助剂来提高反应效果。
这个反应过程中，酯化反应生成的酯会和过酸酐缩聚成链状的聚合物，同时释放出酸酐。
缩聚反应的温度和反应时间会影响聚酯的分子量和分子量分布。
通常情况下，较高的温度和较长的反应时间会得到较高的分子量。
反应前后的物料处理、温度和压力的控制也会对聚酯的性能产生影响。
合成反应完成后，还需要对聚酯进行后处理，如水洗、溶剂回收和干燥等，以去除反应催化剂和其他杂质。
经过后处理的聚酯可以通过挤出、注塑和纺丝等工艺进行成型，得到各种不饱和聚酯制品。
总之，不饱和聚酯的合成是一个复杂的化学过程，需要经过酯化反应和缩聚反应等步骤。
催化剂的选择、反应条件的控制以及后处理的适当处理对聚酯的性能起着决定性的作用。
随着科学技术的不断发展，不饱和聚酯的合成方法也在不断更新，使其具有更好的性能和更广泛的应用前景。
2.1-不饱和聚酯树脂及其合成原理与方法
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上世纪90年代我国开发的UPR品种
乙烯基酯树脂 原子灰专用树脂 先进胶衣树脂 人造大理石树脂 纽扣树脂 工艺品树脂 缠绕、拉挤、RTM及造船等用树脂 气干、自流平外用胶衣系列 对苯型树脂
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近几年来开发的UPR新品种有：
幅射固化胶衣树脂； 高热变形温度树脂； 氧指数45以上的阻燃性树脂； （氧指数< 22属于易燃材料，氧指数在22-27 之间属可燃材料，氧指数> 27属难燃材料） 砸不裂的模具胶衣树脂； 高硬度、高光洁度、耐溶剂胶衣树脂。
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① 1，2-二元醇比1，3或1，4二元醇异构化几率大 1，2-二元醇＞1，3 -二元醇＞1，4 -二元醇
② 具有较多仲羟基的二元醇异构化几率要大 2，3-丁二醇＞丙二醇＞乙二醇
③ 含苯环的饱和二元酸比脂族二元酸有较大促进效果 苯酐＞丁二酸或癸二酸
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2. 异构化程度对不饱和聚酯树脂性能的影响
1、二元醇 2、不饱和二元酸（或酸酐） 3、饱和二元酸（或酸酐） 4、交联单体（稀释剂）
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组分材料的选择
二元醇：常用1，2－丙二醇、乙二醇；（还有一缩二乙
二醇、新戊二醇等）
不饱和二元酸（或酸酐）：常用顺丁烯二酸酐（俗
称顺酐），提供不饱和双键（C=C）；
HC COOH
HOOC CH
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目前我国UPR的非增强类的市场量已大 于增强类，大致比例如下：
1、非增强类：60%
1）工艺品
34％
2）纽扣
24％
不饱和聚酯树脂的合成与应用
不饱和聚酯树脂的合成与应用不饱和聚酯树脂是一种重要的合成树脂材料，具有良好的机械性能和化学性能，广泛应用于建筑、船舶、汽车、电子、包装等领域。
本文将介绍不饱和聚酯树脂的合成方法以及其在各个领域的应用情况。
一、不饱和聚酯树脂的合成方法不饱和聚酯树脂是通过酸酐醇缩合聚合反应合成的一种聚合物材料。
其合成方法主要包括醇缩聚法、环氧化合物开环聚合法和共聚合法等。
1. 醇缩聚法醇缩聚合法是指通过醇和酸酐的酯化反应，生成不饱和聚酯树脂。
在这种方法中，通常选择甲醇、乙醇等醇类作为缩合剂，甲酸醐、苯二甲酸醐等有机酸酐作为酯化原料。
通过改变醇类和酸酐的种类和比例，可以获得不同性能的不饱和聚酯树脂。
2. 环氧化合物开环聚合法这种方法是将环氧化合物与不饱和酸酐进行开环聚合反应，生成不饱和聚酯树脂。
环氧化合物可以是环氧乙烷、环氧丙烷等，而不饱和酸酐可以是马来酸酐、丙烯酸酐等。
通过这种方法合成的不饱和聚酯树脂，具有良好的耐候性和抗冲击性能。
3. 共聚合法共聚合法是通过将不饱和酸酐与含有双键的单体进行共聚合反应，生成不饱和聚酯树脂。
实际应用中，常采用丙烯酸酐、苯乙烯等单体与不饱和酸酐进行共聚合反应，以得到具有特定性能的聚酯树脂。
二、不饱和聚酯树脂在各个领域的应用1. 建筑领域不饱和聚酯树脂可以通过玻璃纤维增强塑料（FRP）的形式应用于建筑材料中，如石膏板、墙板、天花板等。
FRP材料具有较高的强度和耐候性，可以有效地增强和改善建筑材料的性能。
2. 船舶领域不饱和聚酯树脂与玻璃纤维、碳纤维等增强材料结合，被广泛应用于船舶制造中。
FRP材料具有良好的耐腐蚀性和轻质化特性，能够有效地提高船舶的性能和使用寿命。
3. 汽车领域在汽车制造中，不饱和聚酯树脂与玻璃纤维增强塑料广泛应用于车身、内饰、前翼板等部件的制造中。
这些部件具有较高的强度和轻质化特性，可以有效地提高汽车的燃油经济性和安全性。
4. 电子领域在电子领域，不饱和聚酯树脂通常被用作封装材料和绝缘材料。
不饱和聚酯树脂的合成工艺
对原料进行过滤、干燥、脱气等处理， 以确保原料的纯净度和避免在后续反 应中产生气泡。
聚合反应
聚合温度
控制聚合温度在一定范围内，使原料充分反应。
聚合压力
保持一定的聚合压力，有助于提高产品的分子量和粘度。
聚合时间
根据反应进程和产品要求，确定合适的聚合时间。
固化与后处理
固化
通过加入固化剂或加热等方式，使不饱和聚酯树脂从液态转 变为固态。
结构调控与改性
通过分子结构设计、共聚改性等方法，改善不饱和聚 酯树脂的加工性能、力学性能和耐热性能。
高性能化的研究
探索不饱和聚酯树脂的高性能化途径，如增强增韧、 阻燃、耐腐蚀等方面的研究。
环保与可持续发展
01
绿色合成工艺
研究开发环境友好的合成工艺，降低生产过程中的能耗和废弃物产生。
02
废弃不饱和聚酯树脂的回收利用
04
02
不饱和聚酯树脂的合成原理
缩聚反应原理
01
缩聚反应是一种或多种含有多 官能团的单体之间发生反应， 生成高分子化合物的聚合反应 。
02
在不饱和聚酯树脂的合成中， 通常使用二元醇和二元酸作为 单体，通过缩聚反应生成聚酯 。
03
缩聚反应过程中，单体分子中 的官能团之间相互反应，不断 脱去小分子副产物（如水或醇 ），形成高分子链。
总结词
01
产品性能不稳定会影响树脂的应用范围和可靠性。
详细描述
02
原因可能是由于合成过程中的杂质或副产物过多，或者后处理
过程中的热历史、加工条件等控制不当。
解决方案
03
加强原料的纯度控制和后处理工艺，优化热历史和加工条件，
以及采用稳定剂或抗氧剂等添加剂来提高产品的稳定性。
不饱和聚酯树脂生成原理
不饱和聚酯树脂生成原理不饱和聚酯树脂生成原理000主要原料二元醇乙二醇是结构最简单的二元醇，由于其结构上的对称性，使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性，这便限制了它同苯乙烯的相容性，因此一般不单独使用，而同其它二元醇结合起来使用，如将60%的乙二醇和40%的丙二醇混合使用，可提高聚酯树脂与苯乙烯的相容性；如果单独使用，则应将生成树脂的端基乙酰化或丙酰化，以改善其相容性。
1，2丙二醇由于结构上的非对称性，可得到非结晶的聚酯树脂，可完全同苯乙烯相溶，并且它的价格相对讲也较低，因此是目前应用最广泛的二元醇。
其它可用的二元醇有：一缩二乙二醇——可改进聚酯树脂的柔韧性；一缩二丙二醇——可改进树脂柔韧性和耐蚀性；新戊二醇——可改进树脂的耐蚀性，特别是耐碱性和水解稳定性。
以上几种二元醇，或由于树脂柔韧性太大而失去强度，或应改善树脂与苯乙烯相溶性，它们一般不单独使用，应和其它二元醇混合使用。
具有高度耐用化学腐蚀的聚酯树脂，常常用双酚A或氢化双酚A作原料，为生成一种适合与二元酸反应的二元醇，双酚A应预先同环氧丙烷或环氧乙烷反应，生成两端具有醇羟基的二元醇，如 D-33二元醇。
用氯化或溴化的二元醇，不仅表现出阻燃性，也改善了耐蚀性。
加入少量的多元醇，如丙三醇和季戊四醇，可较大程度地改善树脂的耐热性。
不饱和聚酯树脂的耐化学腐蚀性取决于树酯的化学结构。
在聚酯树脂中酯键是最薄弱的环节，易受酸和碱的作用而发生水解。
酯键周围空间的不同的化学结构对于酯键有着不同的空间位阻保护作用，而使制品表现出不同的耐蚀性。
酯键的空间位阻保护作用：PO-BPA>NPG>PG>EG不饱和二元酸不饱和聚酯树脂中的双键，一般由不饱和二元酸原料提供。
树脂中的不饱和酸愈多，双键比例愈大，则树脂固化时交联度愈高，由此使树脂具有较高的反应活性，树脂的固化物有较高的耐热性，在破坏时有较低的延伸率。
为改进树脂的反应性和固化物性能，一般把不饱和二元酸和饱和二元酸混合使用。
不饱和聚酯树脂的合成与应用
不饱和聚酯树脂的合成与应用作者：石志华来源：《商情》2019年第25期[摘要]不饱和聚酯树脂化学反应包括不饱和聚酯的合成反应和交联固化反应。
不饱和聚酯的合成反应特点及结果，对树脂的固化和固化网络结构起着决定作用，不饱和聚酯树脂的交联固化反应是一个十分复杂的过程，影响因素很多。
[关键词]不饱和聚酯交联固化合成反应一、不饱和聚酯树脂简介不饱和聚酯树脂，一般是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二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。
二、不饱和聚酯树脂的合成反应2.1不饱和聚酯的合成过程不饱和聚酯的合成过程包括线性不饱和聚酯的合成和用苯乙烯稀释得到的液体树脂两部分。
工业上不饱和聚酯的合成多采用熔融缩聚。
首先把二元酸与二元醇按照一定比例加入已排出空气的不锈钢反应釜中，于170-210℃中进行缩聚反应，反应终点由测定体系的酸值来控制，当达到规定的酸值后，即为反应终点。
然后在稀释釜内，预先投入一定量的苯乙烯、阻聚剂等，均匀搅拌。
在打开反应釜底阀，使不饱和聚酯慢慢放入稀释釜中，控制流速使稀释温度不得超过90℃，稀释完毕，冷却至室温，再经过滤，即得到一定粘度的液体树脂。
2.2不饱和聚酯树脂的合成反应特点不饱和聚酯树脂的合成反应是饱和的和不饱和的二元酸与二元醇反应，生成线型聚酯大分子，再溶解于乙烯基单体（如苯乙烯）中形成不饱和聚酯树脂。
聚酯的合成方法有两种，即加成聚合和缩合聚合。
当前普遍采用的缩合聚合，简称缩聚反应。
缩聚反应区别于加聚反应最重要的特征是大分子链的增长是一个逐步的过程。
而且生成的聚合物的分子量是大小不一的同系物，其组成具有多分散性。
在反应初期，二元酸与二元醇反应和低聚物与二元酸或二元醇反应占大多数，到反应后期，反应体系中的二元酸和二元醇消耗完后，聚合反应主要是低聚体聚酯分子的酯化反应，最终形成高分子量的聚酯。
不饱和聚酯树脂ppt课件
应用？
塑料包装 塑料薄膜 压克力制品 塑料工艺品 电器类塑料 工农业塑料
塑料建材 塑料周转箱 汽摩塑件 医疗制品 塑料管、棒、板
编辑课件
塑料玩具 管呸、瓶盖、吹瓶 容器、编织品 塑料加工定做 日用塑料
4
塑料包装
编辑课件
5
塑料薄膜 PE地膜
泡沫塑料
编辑课件
6
电器类塑料
充电器外壳
贴片开关拨杆
编辑课件
有机胶粘剂无机胶粘剂天然胶粘剂合成胶粘剂动物胶鱼胶骨胶虫胶植物胶淀粉松香阿拉伯树胶热塑性树脂胶粘剂聚醋酸乙烯酯聚酰胺热固性树脂胶粘剂环氧树脂酚醛树脂橡胶型胶粘剂氯丁胶丁腈胶混合型胶粘剂环氧酚醛酚醛丁腈环氧尼龙磷酸盐型硅酸盐型硼酸盐型玻璃陶瓷及其其他低熔点物等73按固化类型分类化学反应型胶粘剂热塑性树脂溶液胶粘剂热熔胶粘剂含有活性基团的线型聚合物当加入固化剂时由于化学反应而生成交联的体型结构从而产生胶接作用热塑性聚合物加溶剂配制而成以热塑性聚合物为基本组分的无溶剂型固态胶粘剂通过加热熔融粘合然后冷却固化
O
二元酸酐
+ HO R' OH
HOOC R COOH
二元醇
二元酸
OO HO R' O C R C OH
羟基酸
OO HO R' O C R C OH
羟基酸
编辑课件
25
OO 2HOR' O C R C OH
OO
OO
HOR' O C R C OR' O C R C OH
OO
+ HOR' O C R C OH HOR' OH
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• 5.2 塑料按照受热后形态性 能表现的不同可以分为哪 几类？请举例说明。
第二章之不饱和聚酯
性
能
数
值
拉伸强度/MPa 拉伸弹性模量／MPa 伸长率／％ 压缩强度/MPa 弯曲强度/MPa
42-71 (2.1-4.5) ×103 1.3 92-190 60-120
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第二章 基体材料
第一节 不饱和聚酯树脂
③耐化学腐蚀性能。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形
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化学化工学院高分子材料科学与工程系
复合材料概论
2、不饱和聚酯树脂的生产 （1） 合成不饱和聚酯的反应釜装有搅拌装置、回流 冷凝分离器与夹套加热或冷却装量。稀释釜是在缩聚反 应完成后将不饱和聚酯用乙烯基单体 ( 例如苯乙烯 ) 稀释 溶解用的，其容积大于反应釜，装有搅拌装置、回流冷 凝器与夹套保温装置。
第二章 基体材料
第一节 不饱和聚酯树脂
由二酚基丙烷二丙二醇醚：
可制得有良好的耐腐蚀性，特别是具有优良的耐碱性的不饱和聚酯。
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化学化工学院高分子材料科学与工程系
复合材料概论
⑶交联单体对聚酯性能的影响
①苯乙烯： 苯乙烯与不饱和聚酯相容性良好，固化时与聚酯分子 链中的不饱和双键能很好共聚，固化树脂的物理性能较好，故常用。
产。 B．溶剂共沸脱水法： 在缩聚反应物中加入溶剂如甲苯或二甲苯。
利用溶剂与水的共沸特性，将产生的水快速带出，促进缩聚反应的进
行。所用溶剂不同，其共沸点不一样，这要根据缩聚反应温度的高低 来确定，若缩聚温度要高，可采用二甲苯，反之采用低沸点溶剂。
优点：反应比较平稳、易于控制，产品颜色比较好，
缺点：要有分水装置，且要防爆。
不饱和聚酯树脂的合成流程
不饱和聚酯树脂的合成流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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不饱和聚酯树脂实验方法
不饱和聚酯树脂实验方法一、引言：二、实验方法：1.材料准备：-邻苯二甲酸（10g）-适量的丙二醇-适量的异辛酸-适量的顺丁烯二酸-适量的乙二醇丙烯酸酯-过氧化苯甲酰（避光保存）2.不饱和聚酯树脂的合成：(1)在密闭容器中，将邻苯二甲酸、丙二醇、异辛酸和顺丁烯二酸按一定比例混合，加入适量的无水乙醇，并搅拌均匀。
(2)将混合溶液倒入三颈烧瓶中，加入过氧化苯甲酰作为聚合引发剂。
(3)将烧瓶放在温度控制装置中，进行酯化反应。
温度一般控制在100-120°C范围内，反应时间约2-4小时。
(4)反应完成后，取出烧瓶，冷却至室温。
3.不饱和聚酯树脂的物理性质测试：(1)密度测定：取少量不饱和聚酯树脂样品，放入烧杯中称重，记录质量，并计算密度。
(2)粘度测定：使用粘度计测定不饱和聚酯树脂的粘度。
先将粘度计放入样品中，待其达到平衡后，读取粘度值。
(3)固化时间测定：将不饱和聚酯树脂样品倒入模具中，放入恒温槽中，记录开始固化的时间，直至样品完全固化。
(4)断裂强度测定：采用万能材料试验机测试不饱和聚酯树脂的断裂强度。
(5)热稳定性测试：将样品放入烘箱中，以不同温度进行加热，观察其热稳定性。
三、实验注意事项：1.实验过程中应戴好防护手套、眼镜和实验服等个人防护装备，注意操作安全。
2.温度控制装置应保持稳定，避免温度过高或过低对实验结果的影响。
3.实验室应有良好的通风设施，避免有毒气体的积聚。
4.实验结束后，应将残余物妥善处理，避免对环境造成污染。
四、实验结果分析：通过对不饱和聚酯树脂的合成及物理性质测试，可以得到不饱和聚酯树脂的密度、粘度、固化时间、断裂强度以及热稳定性等参数。
根据实验结果，可以进一步优化合成方法，改善不饱和聚酯树脂的性能。
五、结论：本实验通过合成不饱和聚酯树脂以及对其物理性质的测试，为研究和应用不饱和聚酯树脂提供了实验数据，对探索不饱和聚酯树脂的合成方法及其物理性质具有重要的参考价值。
不饱和聚酯树脂及复合材料
1,2-丙二醇和1,3-丙二醇的区别
OH OH CH3 CH CH2
OH
OH
CH2 CH2 CH2
O R C OH
O R C OH
O
CH3
O
R C O CH CH2 O
C
R n
O
O
R C O CH2 CH2 CH2
O
C
R n
乙二醇，具有对称结构，由乙二醇制得的不饱和聚酯有强烈的结晶倾向，与苯乙烯 的相容性较差。为此常要对不饱和聚酯的端羟基进行酰化，以降低结晶倾向，改善 与苯乙烯的相容性，提高固化物的耐水性及电性能。如在乙二醇中添加一定量的丙 二醇，亦能破坏其对称性，从而降低结晶倾向，使所得的聚酯和苯乙烯混溶性良好 ，而且固化后的树脂在硬度和热变形温度方面也较单纯用乙二醇所制得的树脂为好 。
第二阶段
从19世纪30年代到第二次世界大战结束，不饱和聚酯树脂作为 一种新型材料得到应用，尤其用在战争中。
1922年，Carleton Ellis申请不饱和聚酯的专利，用二元酸和二元 醇反应制造聚酯，主要用作油漆，1933年专利公开。随后十年， 上百个专利出现。
1934年Dykstra用不饱和二元酸和乙烯基化合物反应来制造聚酯。
1937年Bradley，Kropa和Johnston用马来酸酐来制备聚酯，并 采用自由基引发剂把线型聚酯转变为不熔的固体。不久，Ellis 发现不饱和聚酯中加不饱和单体如苯乙烯，可以发生交联反应 ，其反应速率比不加交联单体时要快30倍左右。
不饱和聚酯树脂制品在第二次世界大战期间，首先在军用航空 飞机上得到应用。 1941年美国开始UPR的商业生产。烯丙基铸造树脂用来作玻璃的 替代物。先用不饱和醇如丙烯醇制得丙烯基树脂，后又用马来 酸等制造不饱和聚酯。 1942年丙烯基碳酸乙二醇酯用作飞机雷达罩和玻璃布增强的树 脂基体。这种雷达罩具有质量轻、强度高、透微波性好、制造 方便等特点，迅速用于战争。 1946年聚酯在美国商业化。聚酯用到乙二醇、马来酸酐、苯乙 烯、甲基丙烯酸等原料。至今，不饱和聚酯树脂的组分基本不 变，而主要变化是配比等方面。
不饱和聚酯树脂的合成与应用
不饱和聚酯树脂的合成与应用不饱和聚酯树脂是一种重要的合成树脂，具有良好的物理性能和化学性能，广泛应用于建筑、船舶、汽车、电器、涂料、人造大理石等领域。
本文将讨论不饱和聚酯树脂的合成方法、特性及应用领域。
一、不饱和聚酯树脂的合成方法不饱和聚酯树脂的合成方法通常采用酯交换和缩聚反应。
酯交换是指通过酸酐和甘油等多元醇进行加热反应，得到预聚体的酯基交换反应，产生多酯。
缩聚反应是指预聚体与不饱和溶剂单体（如丙烯酸、甲基丙烯酸等）在存在催化剂的条件下进行进一步的缩聚，形成长链不饱和聚酯树脂。
不饱和聚酯树脂的合成方法主要包括无溶剂法、溶剂法、间断法和连续法等。
无溶剂法是指在不加溶剂的情况下进行合成，反应物为液体状态，通过加热反应、真空脱气等工艺得到产品。
溶剂法是指在有机溶剂中进行合成，反应物为溶液状态，通过溶涂、脱溶剂等工艺得到产品。
间断法是指反应过程为间断进行，即对预聚体进行缩聚反应后，进行粉碎、干燥等工艺得到最终产品。
连续法是指反应过程为连续进行，通过管式反应器、搅拌反应器、离心机等设备进行合成，实现自动化生产。
二、不饱和聚酯树脂的特性1. 物理性能：不饱和聚酯树脂具有优异的强度、刚度和耐磨性，具有较好的抗冲击性和变形性，适用于制备复杂形状的制品，如船舶、汽车、管道等。
2. 化学性能：不饱和聚酯树脂具有较好的耐酸碱性、耐盐性和耐溶剂性，能够抵抗化学介质的侵蚀和腐蚀，适用于化工设备、储罐、垃圾桶等。
3. 热性能：不饱和聚酯树脂具有一定的热稳定性和耐热性，能够在一定温度范围内保持稳定的性能，适用于高温工作环境的制品。
三、不饱和聚酯树脂的应用领域1. 建筑领域：不饱和聚酯树脂被广泛应用于建筑防水材料、管道材料、人造大理石、地坪材料等领域。
其具有出色的耐候性和耐老化性，能够在室外环境中长期使用。
2. 船舶领域：不饱和聚酯树脂被广泛应用于船体、舱室、甲板等各个部位的制造和修补，其良好的耐海水性和耐腐蚀性能，能够满足船舶在恶劣海上环境下的使用需求。
不饱和聚酯合成反应式
不饱和聚酯合成反应式引言：不饱和聚酯是一种重要的聚合物材料，广泛应用于涂料、塑料、纤维等领域。
不饱和聚酯的合成反应式是制备该材料的关键步骤之一。
本文将介绍不饱和聚酯合成反应式的基本原理和步骤，并探讨其在工业生产中的应用。
一、不饱和聚酯的基本原理不饱和聚酯是通过酯交换反应和缩聚反应合成的。
酯交换反应是指酯基与醇基之间的互相交换，从而生成酯。
缩聚反应是指酯基之间的反应，通过缩聚反应可以将不饱和聚酯的分子量逐渐增大。
二、不饱和聚酯合成反应式的步骤1. 酯交换反应：将酯基与醇基进行反应，生成酯。
该反应通常在高温下进行，使用催化剂加速反应速度。
酯交换反应的反应式如下：酯基 + 醇基→ 酯 + 醇基2. 缩聚反应：酯基之间发生缩聚反应，生成不饱和聚酯。
该反应需要适当的温度和压力条件，并且需要催化剂的存在。
缩聚反应的反应式如下：酯 + 酯→ 不饱和聚酯 + 醇基三、不饱和聚酯合成反应式的应用不饱和聚酯合成反应式在工业生产中得到广泛应用。
以下是一些应用实例：1. 涂料：不饱和聚酯可以与固化剂反应，形成坚硬、耐磨的涂层。
这种涂料具有良好的抗腐蚀性能，广泛应用于金属表面的保护。
2. 塑料：不饱和聚酯可以与增强剂（如玻璃纤维）共混，形成高强度、耐热的塑料制品。
这种塑料广泛应用于汽车、船舶等领域。
3. 纤维：不饱和聚酯可以与纤维素纤维进行复合，形成耐候性好、抗拉强度高的纤维材料。
这种纤维材料广泛应用于建筑、交通等领域。
结论：不饱和聚酯合成反应式是制备不饱和聚酯的重要步骤，通过酯交换反应和缩聚反应可以合成不饱和聚酯。
不饱和聚酯在涂料、塑料、纤维等领域具有广泛的应用。
合理控制不饱和聚酯合成反应式的条件和催化剂的选择，可以获得理想的产品性能，满足不同领域的需求。
不饱和聚酯树脂的合成与应用
不饱和聚酯树脂的合成与应用不饱和聚酯树脂是一种重要的合成树脂，具有良好的机械性能和化学性能，广泛应用于各种领域，如建筑、船舶、汽车、电子、包装等。
本文将介绍不饱和聚酯树脂的合成方法和应用领域。
不饱和聚酯树脂是通过聚酯化反应合成的，通常包括以下步骤：1.选择酸酐和醇不饱和聚酯树脂的合成中，首先需要选择酸酐和醇。
常用的酸酐有马来酸酐、富勒烯四酸酐等，常用的醇有丙二醇、乙二醇、辛醇等。
2.聚酯化反应将酸酐和醇混合，在催化剂的作用下进行聚酯化反应。
催化剂包括酸式催化剂和碱式催化剂两种，酸性催化剂常用的有硫酸、苯磺酸等，碱性催化剂则有胺类化合物、氢氧化钠等。
3.加入不饱和单体聚酯化反应后，加入不饱和单体，通常包括乙烯基苯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等。
4.交联反应不饱和聚酯树脂在交联反应中形成网络结构，具有良好的机械性能和耐化学性能。
交联反应的催化剂有过氧化物和硫酸等。
1.建筑领域不饱和聚酯树脂可用于建筑材料的制造，如玻璃纤维增强聚酯板、装饰板、烟囱管道等。
这些产品具有优良的机械性能、耐腐蚀性和环保性能，广泛应用于工业和民用建筑领域。
2.船舶领域不饱和聚酯树脂在船舶制造中广泛应用，如船舶壳体、甲板、船体内饰等。
这些产品具有轻量化、强度高、耐腐蚀性好等特点，适用于各种船舶类型。
3.汽车领域4.电子领域不饱和聚酯树脂在电子产品制造中应用广泛，如电器绝缘件、电路板等。
这些产品具有绝缘性能好、阻燃性能好等特点，可以提高电子产品的性能和稳定性。
5.包装领域不饱和聚酯树脂在包装制造中应用广泛，如食品包装、药品包装等。
这些产品具有透明度高、抗冲击强度好等特点，可以保护包装物品和延长保质期。
总之，不饱和聚酯树脂具有广泛的应用前景，在各领域中发挥着重要的作用。
未来，随着科学技术的不断进步，不饱和聚酯树脂将会有更广泛、更深入的发展。
不饱和聚酯树脂的合成与应用
不饱和聚酯树脂的合成与应用不饱和聚酯树脂是一种常用的高分子材料，广泛应用于塑料制品、建筑材料、汽车、航空航天和海洋等领域。
其主要由不饱和二元酸和多元醇经缩合反应而成。
本文将介绍不饱和聚酯树脂的合成方法和应用。
（一）缩酮法缩酮法是一种常用的不饱和聚酯树脂合成方法。
该方法利用酮酸类化合物与羟基化合物通过缩合反应制备不饱和聚酯树脂。
通常使用的酮酸是马来酸和顺式酐酸，羟基化合物为甘油和乙二醇。
反应过程中常常使用催化剂，如磷酸、硫酸、氢氧化钠等。
缩酮法合成的不饱和聚酯树脂具有高分子量、交联密度高、耐温、耐化学腐蚀等特点，可以应用于复杂的工业环境中。
（二）酸酐法酸酐法是另一种常用的不饱和聚酯树脂合成方法。
该方法是将酸酐与羟基化合物经缩合反应形成聚酯酸酐，进而与双碳碳双键物质如乙烯基苯、丙烯酸酯等发生加成反应，形成不饱和聚酯树脂。
酸酐法合成的不饱和聚酯树脂具有生产工艺简单、反应条件温和、成本较低等特点，其应用在制备不饱和聚酯树脂的多元领域中比较广泛。
（一）塑料制品不饱和聚酯树脂可以用于生产各种塑料制品，如管材、板材、零件等。
其具有优良的机械性能、耐热、耐补、高腐蚀性、绝缘性好等特点。
（二）建筑材料不饱和聚酯树脂在建筑材料领域中主要用于制作卫生间、厨房、泳池等环境中常用的隔板、防潮板、墙面板等。
其具有防水、防潮、抗紫外线等特点。
（三）汽车制造不饱和聚酯树脂在汽车制造领域中用于车身覆盖件制造，如汽车发动机罩、引擎盖等。
其具有优良的强度、刚度、热稳定性、防腐能力等特点。
（四）航空航天不饱和聚酯树脂在航空航天领域中用于制造大型的航空器外壳、复合材料部件等。
其具有轻质化、高强度、高性能等特点。
（五）海洋不饱和聚酯树脂还在海洋领域中得到广泛应用。
其用于制造船舶和海洋平台等部件，具有防腐、防水、抗压、抗冲击等特点。
三、总结不饱和聚酯树脂是一种多功能的高分子材料，其应用广泛，具有优良的机械性能、抗化学腐蚀、防腐、防水、耐热等特点。
不饱和聚酯树脂的合成工艺课件
• 反应终点由测定不饱和聚酯的酸值控制，当酸值 达40+-2mgKOH/g时就是反应终点。
• 酸值合格后把料温降至190度，加计量的石蜡（防 止树脂固化后表面发粘）与氢醌（增加树脂贮存 稳定性）再搅拌30MIN，待进一步稀释。
• 在稀释釜内预先投入计量的苯乙烯（不饱和聚酯 与苯乙烯质量比为7:3)阻聚剂和光稳定剂，搅拌均 匀。然后打开反应釜底阀，使不饱和聚酯慢慢放 入稀释釜，控制流速，使混合温度不超过90度。 稀释完毕冷却至室温、过滤、包装。
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• 邻苯二甲酸酐 1.00mol
• 顺丁烯二酸酐 1.00mol
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不饱和聚酯树脂的合成工艺
• 按上述配比称料后，在反应釜中通入二氧化碳， 排除反应系统的空气，然后投入二元醇。加热， 再投入二元酸。待二元酸融化后，启动搅拌装置， 各组分的容积之和不应超过反应釜容积的80%，否 则脱水太快容易泛泡。加热反应体系，使料温升 至190-210度，回流冷凝器出口温度控制在105度 以下，以免二元醇挥发损失。在反应过程中，由 缩聚反应放出的水逐渐由通入的二氧化碳所排除。
不饱和聚酯树脂的合成工艺
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不饱和聚酯树脂的合成工艺
• 不饱和聚酯树脂大都采用直接熔融缩聚反应，即 把二元醇，苯酐，顺酐投入缩聚反应釜中在惰性 气体保护下高温反应（200度）
• 生成的聚酯放入盛有苯乙烯和阻聚剂的反应釜中， 与60-80温度下混合而制成粘稠的液态树脂
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不饱和聚酯树脂的合成工艺
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不饱和聚酯树脂的合成工艺
• 目前国内生产的不饱和聚酯树脂品种、牌号甚多， 其差异主要在于所选用的原料单体不同或混合酸 组分中不饱和酸与饱和酸的比例不同，但是生产 过程大体相似，下面以通用不饱和聚酯树脂中主 要的原料配比为：
不饱和聚酯树脂及其合成原理与方法
不饱和聚酯树脂及其合成原理与方法
1.酸酐法：
酸酐法是最常用的不饱和聚酯树脂合成方法之一、该方法是将适量的
酸酐与多元醇按一定摩尔比混合，加入稀酸催化剂后进行酯化反应。
反应
混合物需要在一定温度下搅拌反应，直至反应完全进行。
最后，需要加入
适量的交联剂进行聚合反应，得到不饱和聚酯树脂。
2.酸酐-醇法：
酸酐-醇法是将适量的酸酐与多元醇及一定量的溶剂按一定摩尔比混合，在酸催化剂存在下进行酯化反应。
反应混合物需要在一定温度下反应，待反应完全进行后，通过加入适量的交联剂进行聚合反应，得到不饱和聚
酯树脂。
3.环氧-醇法：
环氧-醇法是以环氧树脂和多元醇为原料进行合成的方法。
首先，将
适量的环氧树脂与多元醇按一定摩尔比混合，然后加入适量的酸催化剂进
行酯化反应。
反应混合物需要在一定温度下反应，直至反应完全进行。
最后，加入适量的交联剂进行聚合反应，得到不饱和聚酯树脂。
4.酸酐-醇-环氧法：
酸酐-醇-环氧法是将适量的酸酐、多元醇和环氧树脂按一定摩尔比混合，加入酸催化剂后进行酯化反应。
反应混合物需要在一定温度下反应，
待反应完全进行后，通过加入适量的交联剂进行聚合反应，得到不饱和聚
酯树脂。
以上是常见的不饱和聚酯树脂的合成方法。
不同的合成方法可根据不同应用领域的要求选择，以获得适用性强、性能稳定的不饱和聚酯树脂。
最终产品的性能和质量主要受到合成原料和条件的影响，因此在合成过程中需要控制反应参数，确保合成得到高品质的不饱和聚酯树脂。
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2.2 不饱和聚酯树脂的合成
2.2.1 不饱和聚酯树脂的合成原理 2.2.2 不饱和聚酯树脂的合成原材料 2.2.3 聚酯化过程中顺式双键的异构化 2.2.4 不饱和聚酯树脂的合成工艺
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2.2.1 不饱和聚酯树脂的合成原理
醇酸缩聚反应，即二元醇与二元酸或酸酐发生 酯化反应，脱出小分子水，缩聚成酯的过程。
25
3、UP的稀释
稀释剂的种类 含-C=C-的烯类单体，如： 苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯、 甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二烯丙酯 最常用的是苯乙烯。 稀释剂的用量 为顺酐mol数的1.5～3.0倍，在树脂中的质 量含量为30～35％。
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4、UP合成过程控制
Resins)： 不饱和聚酯在乙烯基类交联单体（如苯乙烯）中的 溶液。 不饱和聚酯( UP, Unsaturated Polyester )： 不饱和二元酸（酸酐）、饱和二元酸（酸酐）与二 元醇缩聚而成的线性聚合物，常温下为结晶体。
5
6
上世纪90年代我国开发的UPR品种
乙烯基酯树脂 原子灰专用树脂 先进胶衣树脂 人造大理石树脂 纽扣树脂 工艺品树脂 缠绕、拉挤、RTM及造船等用树脂 气干、自流平外用胶衣系列 对苯型树脂
课前回顾
1、PMC的主要性能特点是什么？ 2、为什么复合材料具有良好的阻尼减振性？ 3、复合材料的三大应用领域是什么？ 4、四大航空结构材料是什么? 5、ACM中大量应用的是什么材料？其显著特点是
什么？ 6、ACM在飞机结构上的应用经历了怎样的发展历
程？以美国为例，说明ACM在军机上的应用可 分为哪几个阶段？
反应历程：线型缩聚反应。
提问1： 两种单体进行线型缩聚的必要条件是什么？
线型缩聚的特征是什么？
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2.2.2 不饱和聚酯树脂的合成原材料
1、二元醇 2、不饱和二元酸（或酸酐） 3、饱和二元酸（或酸酐） 4、交联单体（稀释剂）
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组分材料的选择
二元醇：常用1，2－丙二醇、乙二醇；（还有一缩二乙
二醇、新戊二醇等）
异构化程度
凝胶化时间 固化时间 最高放热温度 热变形温度
抗弯强度 抗弯模量
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2.2.4 不饱和聚酯树脂的合成工艺
通用UP合成配方 顺酐:苯酐:丙二醇 ＝ 1.0:1.0:2.1～2.2 （mol比）； 醇比酸过量5～10％（mol数）。 提问2：为什么醇要过量5～10％？
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1、通用不饱和聚酯树脂合成方法
3
不饱和聚酯树脂的结构与性能
结构特点：含有多个C=C和重复－COO－， 活性官能团为C=C, 端基为－COOH或－OH 性能特点： 常温、常压固化成型; 树脂粘度较低（0.2～0.5 Pa·S ），适用于多 种成 型方法。
4
不饱和聚酯树脂的概念
不饱和聚酯树脂（UPR, Unsaturated Polyester
不饱和二元酸（或酸酐）：常用顺丁烯二酸酐（俗
称顺酐），提供不饱和双键（C=C）；
HC COOH
HOOC CH
熔点:52.8℃
熔点:287℃
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饱和二元酸（或酸酐）：常用邻苯二甲酸酐
（俗称苯酐）、间苯二甲酸、对苯二甲酸，调 整双键密度；
熔点:130℃ 熔点:345~348℃ 熔点:384~421℃
交联单体：常用苯乙烯，用作稀释剂与交联剂
一步法： 将顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、1，2-丙二 醇同时加入到反应釜中进行缩聚反应，直到产 品达到技术要求。
二步法： 将邻苯二甲酸酐、1，2-丙二醇加入到反应釜 中进行缩聚反应，当反应到一定程度后，再加 入顺丁烯二酸酐继续进行缩聚反应，直到产品 达到技术要求。
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两种方法生产通用UPR固化后性能对比
1、非增强类：60%
1）工艺品
34％
2）纽扣
24％
3）人造大理石、人造玛瑙 19％
4）家俱、乐器
10％
5）原子灰
5％
6）其他（锚固剂、电器浇铸、
环氧树脂增韧剂等）
8％
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2、增强类（玻璃钢用）：40％
手糊（含喷射） 纤维缠绕 SMC、BMC
拉挤 连续板材
其他（ RTM等 ）
40％ 30％ 14％
9％ 4%
1
第二章 不饱和聚酯树脂
2.1 前言 2.2 不饱和聚酯树脂的合成（重点） 2.3 不饱和聚酯树脂的固化（重点） 2.4 不饱和聚酯树脂的增稠 2.5 其它类型的不饱和聚酯树脂
2
2.1 引 言
工艺性能：不饱和聚酯树脂＞环氧树脂＞酚醛树脂 价格：酚醛树脂＜不饱和聚酯树脂＜环氧树脂
在三大热固性树脂中，不饱和聚酯树脂成型工艺性 能最好，价格便宜，因此，其性能/价格比高。成为增 强塑料中使用最普遍的树脂，其用量远远超过其它各 种树脂。
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① 1，2-二元醇比1，3或1，4二元醇异构化几率大 1，2-二元醇＞1，3 -二元醇＞1，4 -二元醇
② 具有较多仲羟基的二元醇异构化几率要大 2，3-丁二醇＞丙二醇＞乙二醇
③ 含苯环的饱和二元酸比脂族二元酸有较大促进效果 苯酐＞丁二酸或癸二酸
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2. 异构化程度对不饱和聚酯树脂性能的影响
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近几年来开发的UPR新品种有：
幅射固化胶衣树脂； 高热变形温度树脂； 氧指数45以上的阻燃性树脂； （氧指数< 22属于易燃材料，氧指数在22-27 之间属可燃材料，氧指数> 27属难燃材料） 砸不裂的模具胶衣树脂； 高硬度、高光洁度、耐溶剂胶衣树脂。
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目前我国UPR的非增强类的市场量已大 于增强类，大致比例如下：
（双重作用）
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2.2.3 聚酯化过程中顺式双键的异构化
顺式双键异构化的概念： 在聚酯化过程中，顺式双键向反式的转变称 为顺式双键的异构化。 异构化的驱动力： 空间位阻效应引起的分子内的相互作用。反 式双键与交联单体的共聚活性要比顺式双键 大得多。
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影响顺式双键异构化的影响因素
（1）随反应程度的提高、反应体系酸值下 降，则异构化几率增大； （2）如聚酯化反应条件恒定，则异构化几 率与二元醇或酸的种类有关。
一步法 二步法
玻璃化转变 温度（℃）
68
76
巴氏硬度 50 56
弯曲模量 （MPa）
2800
3600
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2、合成工艺
实验室合成装置图
工业合成装置图
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UPR的合成步骤
（1）搭装置，检查气密性； （2）称量投料； （3）通N2； （4）加热反应（控制温度、升温速率、
氮气流量、搅拌速率、测酸值）； （5）加阻聚剂； （6）降温稀释；