不饱和聚酯树脂及其应用 第3版PDF电子书下载

目录 1

上篇　不饱和聚酯树脂的生产工艺 1

1　概论 1

1.1　不饱和聚酯树脂的一般特性 1

1.2　不饱和聚酯的发展状况 3

1.3　不饱和聚酯技术发展概况 6

1.4　基本概念 9

1.4.1　官能度 9

1.4.2　热塑性和热固性 10

1.4.3　加成聚合和缩合聚合 10

1.4.4　交联、引发剂 11

1.4.5　促进剂 12

1.4.7　分子量和分子量分布 13

1.4.6　聚合度 13

2　不饱和聚酯所用主要原材料 16

2.1　不饱和二元酸 16

2.1.1　顺丁烯二酸酐 16

2.1.2　反丁烯二酸 18

2.2　饱和二元酸 18

2.2.1　邻苯二甲酸酐 18

2.2.2　间苯二甲酸 19

2.2.3　对苯二甲酸 19

2.2.4 己二酸 20

2.2.5　四氯邻苯二甲酸酐 20

2.2.6　四溴邻苯二甲酸酐 20

2.2.7　桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐 20

2.3　二元醇 21

2.3.1　丙二醇 21

2.2.8　六氯桥亚甲基邻苯二甲酸酐 21

2.3.2 乙二醇 22

2.3.3　一缩二乙二醇 22

2.3.4　一缩二丙二醇 23

2.3.5　新戊二醇 23

2.3.6　二溴新戊二醇 23

2.3.7　双酚A衍生物 23

2.3.8　氢化双酚A 24

2.3.9　烯丙醇 24

2.4　交联单体 24

2.4.1　苯乙烯 24

2.4.2　其他苯的乙烯基衍生物 26

2.4.3　邻苯二甲酸二烯丙酯 26

2.4.5　三聚氰酸三烯丙酯 27

2.4.4 甲基丙烯酸甲酯 27

2.5　引发剂 28

3　不饱和聚酯的配方设计 30

3.1　通用不饱和聚酯分子链的结构设计 31

3.1.1 聚酯分子链的形成 31

3.1.2　交联剂的使用 33

3.1.3　通用聚酯树脂配方 33

3.1.4　通用聚酯的变型 34

3.2　主要结构成分的选择 40

3.2.1　不饱和二元酸 40

3.2.2　饱和二元酸 42

3.2.3　二元醇 44

3.2.4　交联单体 46

3.3　制品性能对组分与结构的要求 48

3.3.1　力学性能 48

3.3.2　柔软性 49

3.3.3　结晶性 51

3.3.4　热稳定性 52

3.3.5　熔点 53

3.3.6　阻燃性 53

3.3.7 电性能 54

3.3.8　耐化学性 54

3.3.9　对水敏感性 55

3.3.10　透明度与光稳定性 56

3.3.11　空气干燥性 56

3.4　分子量改变的影响 57

3.5　引发与阻聚系统的选择 58

3.5.1　不同引发剂对树脂性能的影响 58

3.5.2　不同阻聚剂对树脂性能的影响 59

4.1.1　分子链的逐步增长过程 61

4　不饱和聚酯的化学反应 61

4.1　聚酯缩聚反应的特点 61

4.1.2　缩聚反应的可逆性 62

4.2　分子量的控制 63

4.2.1　分子量的分布 63

4.2.2　平均分子量 67

4.2.3　分子量的控制 68

4.3　聚酯的黏度 77

4.3.1　不饱和聚酯熔体属于非牛顿流体 77

4.3.2　影响黏度的因素 79

4.4　体型缩聚反应和凝胶 80

4.5　不饱和聚酯的共缩聚反应 81

4.5.1　聚酯分子结构的多样性 81

4.5.2　聚酯反应的一步法和两步法 83

4.6　不饱和聚酯的交联 86

4.7　不饱和聚酯交联的引发过程 89

4.7.1　有机引发剂 90

4.7.2　热分解引发 91

4.7.3　化学分解引发 91

4.7.4　光引发 94

4.8　阻聚、缓聚和稳定 94

4.9　固化后树脂的老化与防老化 96

4.9.1　紫外线的作用 96

4.9.2　空气中氧和臭氧的作用 98

4.9.3　水解降解作用 99

5　不饱和聚酯的生产工艺 100

5.1　生产流程与车间布置 100

5.2　主要生产设备 103

5.2.1　缩聚反应用设备 103

5.2.2　稀释设备 106

5.2.3　检测与控制仪器 107

5.3　生产工艺 107

5.3.1　试验室合成 107

5.3.2　车间生产工艺 110

5.4　生产过程及产品质量控制 113

5.4.1　工艺过程的控制 113

5.4.2　原材料质量控制 116

5.4.3 产品质量控制 117

5.5　树脂的分析 124

6　引发剂、促进剂、阻聚剂 126

6.1 引发剂、促进剂、阻聚剂之间的关系 126

6.2　引发剂的选用 126

6.2.1　树脂特性 128

6.2.2　树脂的存放期 128

6.2.3　成型温度控制 130

6.2.5　模制件的壁厚 132

6.2.4　固化速度 132

6.2.6　填料、颜料及各种添加剂的影响 133

6.3　常温固化用引发剂 138

6.3.1　过氧化环己酮 138

6.3.2　过氧化甲乙酮 139

6.4　片状模塑料和团状模塑料所用引发剂 144

6.5　其他引发剂 146

6.5.1　过氧化酮 147

6.5.2　过氧化二酰 147

6.5.3　氢过氧化物 150

6.5.4　二烷基过氧化物与二芳基过氧化物 152

6.5.5　过氧化羧酸酯 152

6.6　引发剂的联用 152

6.7.1　金属化合物促进剂 155

6.7　促进剂、加速剂与凝胶稳定剂 155

6.7.2　叔胺促进剂 158

6.7.3　加速剂 160

6.7.4　加速剂与凝胶稳定剂 162

6.7.5　促进剂的最适用量 163

6.8　阻聚剂与缓聚剂 164

6.8.1　对阻聚剂的使用要求 166

6.8.2　主要阻聚剂的规格及使用方法 167

6.8.3　阻聚性能的评价 168

6.8.4　贮存中固化性能的漂移 172

6.9　苯乙烯在固化后树脂中的残余 177

7　不饱和聚酯技术的进展 179

7.1　环氧化物连续生产工艺 179

7.1.1　反应原理 179

7.1.2　合成工艺概况 181

7.1.3　环氧化物工艺的主要优缺点 182

7.2　在不饱和聚酯分子中引入新的结构单元 182

7.2.1 双环戊二烯 182

7.2.2　新戊二醇 185

7.2.3　2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇 185

7.2.4　1,4-二甲醇环己烷 186

7.2.5　二溴新戊二醇 186

7.2.6　四溴双酚A二（2-羟乙基醚） 187

7.2.7　二羟甲基丙酸 187

7.2.8　三羟甲基乙烷 187

7.2.9　1,4-二羧酸环己烷 188

7.3　不饱和聚酯品种的进展 188

7.3.1　苯乙烯低挥发性树脂 189

7.3.2　泡沫聚酯树脂 190

7.3.3 聚酯水泥 191

8 阻燃树脂 193

8.1 阻燃概述 193

8.1.1 阻燃机理 193

8.1.2　有机物的燃烧 194

8.1.3　阻燃元素的引入 195

8.1.4　氧化锑等阻燃添加剂的作用 196

8.1.5　有机磷化合物的辅助阻燃 196

8.2　阻燃树脂配方原则 197

8.3　添加型阻燃树脂 199

8.3.1 卤代添加剂 199

8.3.2　含磷或含磷与卤素添加剂 200

8.3.3　三水合氧化铝 201

8.3.4　钼化合物 201

8.4.1　含氯结构单元 202

8.4　反应型阻燃树脂 202

8.4.2　含溴结构单元 204

8.5　可燃性测定方法 205

8.5.1 氧指数测定——ASTM D 2863 205

8.5.2　火焰传播速度测定 207

8.5.3　其他测定方法 210

9　乙烯基酯树脂 211

9.1　树脂的合成 212

9.2　分子结构对性能的影响 215

9.3　不同品种的乙烯基酯树脂 217

9.3.1　基本乙烯基酯树脂 217

9.3.2　片状模塑料 218

9.3.3　高温用环氧清漆乙烯基酯树脂 218

9.3.5　辐射固化树脂 219

9.3.4　阻燃树脂 219

9.3.6　氨基甲酸乙酯乙烯基酯树脂 220

9.3.7　橡胶改性乙烯基酯树脂 220

9.4　树脂的固化 221

9.5　交联单体 223

9.6　主要性能 224

9.6.1　各种乙烯基酯树脂性能对比 224

9.6.2　黏度 224

9.6.3　延伸率对层合材料性能的影响 227

下篇　不饱和聚酯树脂的应用 231

10　不饱和聚酯树脂的品种 231

10.1　通用树脂 232

10.2　胶衣树脂 234

10.3　耐化学树脂 236

10.3.1　耐化学树脂类型 236

10.3.2　间苯型耐化学树脂 238

10.3.3　双酚A型耐化学树脂 239

10.3.4　乙烯基酯树脂 240

10.4　阻燃树脂 241

10.5　浇铸树脂 243

10.5.1　纽扣树脂 243

10.5.2　包胶树脂 244

10.5.3　大型浇铸树脂 244

10.6　柔性树脂 246

10.7　透明板材树脂 247

10.8　人造大理石和人造玛瑙树脂 248

10.9　对模、模压、拉挤用树脂 250

10.10　片状模塑料和团状模塑料用树脂 252

10.11　发泡聚酯树脂 253

10.12　低挥发树脂 255

10.13　特殊用途树脂 256

10.14　可接触食品级树脂 257

10.14.1　不饱和聚酯树脂允许采用的主要原料 258

10.14.2 满足树脂生产工艺性和制品应用性能所需用的各种添加剂及辅助材料 259

10.14.3　检验要求 260

11　增强材料、填料及其他添加材料 261

11.1　玻璃纤维 261

11.1.1　玻璃纤维对不饱和聚酯的增强效果 261

11.1.2　玻璃纤维的制造方法 262

11.1.3　玻璃纤维的成分与性能 267

11.1.4　纤维直径和纱线细度 268

11.1.5　玻璃纤维制品及代号 268

11.1.6　玻璃纤维浸润剂 270

11.1.7　玻璃纤维浸润剂用聚酯树脂乳液 273

11.1.8　玻璃纤维的各种制品 276

11.2.1　碳纤维 279

11.2　其他纤维增强材料 279

11.2.2　芳香族聚酰胺纤维 281

11.2.3　超高分子量聚乙烯纤维 281

11.2.4　PBO纤维 282

11.2.5　其他增强用纤维 283

11.3　填料 283

11.3.1　碳酸钙 285

11.3.2　黏土和硅酸盐 289

11.3.3　阻燃填料 290

11.3.4　轻质填料 293

11.3.5　填料的表面处理 293

11.4　颜料 295

11.5.2　表面成型剂 296

11.5　各种特性添加剂 296

11.5.1　触变添加剂 296

11.5.3　光稳定剂 297

11.5.4　偶联剂 297

11.6　夹芯材料 300

11.6.1　轻质木材 300

11.6.2　泡沫塑料 301

11.6.3　蜂窝结构 303

11.7　纳米技术在不饱和聚酯树脂中的应用 304

12　玻璃纤维增强聚酯的特性及设计计算 307

12.1　聚酯树脂的纤维增强机理 307

12.1.1　两种材料的性能对比 307

12.1.2　对纤维与树脂基体的要求 308

12.1.3　两种材料的界面 309

12.1.4　不同浸润剂对复合材料性能的影响 311

12.2　玻璃纤维增强聚酯的特性 312

12.2.1　力学性能 312

12.2.2　热性能 315

12.2.3　耐化学性 316

12.2.4　耐久性 318

12.2.5　玻璃纤维含量对复合材料性能的影响 320

12.2.6　玻璃纤维分布对复合材料性能的影响 321

12.2.7　温度对复合材料性能的影响 323

12.3　制品设计的原则 325

12.3.1 材料选择 325

12.3.2　工艺方法选择 326

12.3.3　设计中应注意的几个问题 331

12.4.1　单向连续纤维复合材料的强度计算 335

12.4　强度的近似计算 335

12.4.2　平面双向垂直分布的连续纤维复合材料的强度计算 337

12.4.3　随机分布的短纤维复合材料的强度计算 339

12.4.4　纤维增强聚酯材料的相对密度 342

12.4.5　混合定律的近似性 343

12.5　筒体结构的设计与计算 344

12.5.1　合理确定复合材料的安全系数 345

12.5.2　筒体结构的力学计算 346

12.5.3　玻璃钢结构设计 353

13　模具制造及脱模处理 365

13.1　模具选择 365

13.2　石膏模与木模 366

13.2.1　石膏模具 366

13.3　玻璃钢模具 367

13.3.1　聚酯玻璃钢模具 367

13.2.2　木模具 367

13.3.2　环氧玻璃钢模具 371

13.4　金属模具 374

13.4.1　钢模具 374

13.4.2　铝、铜、锌等合金模具 381

13.5　脱模处理 382

13.5.1　蜡型脱模剂 383

13.5.2　聚乙烯醇脱模剂 383

13.5.3　薄膜脱模剂 384

13.5.4　表面孔隙密封剂 384

13.5.5　有机硅烷脱模剂 384

13.5.6　内脱模剂 384

14　玻璃钢制品的成型方法 385

14.1　接触成型 388

14.1.1　模具准备和胶衣 389

14.1.2　手糊铺层 390

14.1.3　喷射铺层 394

14.1.4　环境温度对树脂固化工艺的影响 398

14.2　袋压成型 400

14.2.1　真空袋压成型 400

14.2.2　压力袋成型 402

14.2.3　蒸压器（釜）成型 402

14.2.4　袋压装置所用材料 403

14.3　注塑成型 403

14.3.1　树脂注塑成型 403

14.3.2　模塑料注塑成型 405

14.3.3　真空注塑成型 405

14.4　模压成型 407

14.4.1 冷压成型 407

14.4.2　热压成型 409

14.5　纤维缠绕成型 413

14.6　离心成型 418

14.7　连续制板成型 419

14.8　连续拉挤成型 421

14.9　夹芯结构成型 422

14.10　拉挤-缠绕复合成型 424

14.11　制品的后加工、连接、维护及修理 424

14.11.1　脱模后的加工修整 424

14.11.2　制品成型中的缺陷及克服办法 425

14.11.3　制品的连接 430

14.11.4　制品使用中的维护 432

14.11.5　制品损伤的修理 432

15.1　主要性能要求 436

15.1.1　外观 436

15　人造大理石与人造玛瑙 436

15.1.2　物理性能与化学性能 437

15.1.3　耐久性 437

15.2　主要原材料选择 438

15.2.1　不饱和聚酯树脂 438

15.2.2　填料 439

15.3　制品设计原则 441

15.4　制造工艺 442

15.4.1　模具准备 442

15.4.2　胶衣被覆 442

15.4.3　基体浇铸 443

15.4.4　制品的后固化 445

15.5　裂纹与缺陷的防止 446

16　片状模塑料和团状模塑料 449

16.1.2　SMC与BMC组分 450

16.1.1　通用模塑料所用聚酯组分 450

16.1　组分与性能 450

16.1.3　制品力学性能 451

16.1.4　蠕变及疲劳性能 452

16.1.5　耐水及耐溶剂侵蚀性 454

16.1.6　耐热性 455

16.1.7 电性能 456

16.1.8　热膨胀与尺寸稳定性 456

16.1.9　导电的SMC与导电的BMC 457

16.2　对树脂的要求 457

16.2.1　树脂配方及合成工艺特点 458

16.2.2　模塑料的稠化性能 458

16.2.3　严格控制树脂中的含水量 459

16.2.4　分子量要求 459

16.2.5　苯乙烯的用量 460

16.2.6　制品韧性 461

16.2.7　润滑剂和内脱模剂的使用 462

16.3　增稠作用 464

16.4　收缩率控制 469

16.4.1　收缩率控制机理 470

16.4.2　防收缩剂品种 472

16.5　填料的选择与处理 473

16.5.1　填料的选择 474

16.5.2　填料的表面处理 474

16.5.3　填料加入量 475

16.5.4　填料的规格与性能测定 476

16.5.5　填料对制品外观的影响 478

16.5.6　填料对制品力学性能的影响 478

16.6.1　玻璃纤维的选择 480

16.6.2　玻璃纤维的表面处理 480

16.6　玻璃纤维的选择与处理 480

16.6.3　不同规格的玻璃纤维对制品力学性能的影响 481

16.6.4　工艺控制与质量检验 483

16.7　模塑料的制造工艺 485

16.7.1　BMC制造工艺 485

16.7.2　SMC制造工艺 487

16.7.3　TMC制造工艺 490

16.8　模塑料技术的新进展 491

16.8.1　低压模塑料 492

16.8.2　定向纤维SMC（XMC） 493

1 6.8.3　高强度SMC 493

16.8.4　其他特种SMC和特种BMC 496

17　树脂的现场施工 497

17.1　在钢结构上的应用 497

17.1.2　树脂与纤维铺层 498

17.1.1　准备工作 498

17.2　在混凝土结构上的应用 499

17.2.1　裂缝修补 499

17.2.2　混凝土表面处理 500

17.2.3　树脂与纤维铺层 501

17.3　在木结构上的应用 501

17.3.1　准备工作 502

17.3.2　树脂与纤维铺层 502

17.4　管线的修理 502

17.4.1 准备工作 502

17.4.2　树脂和纤维被覆 503

17.5　槽罐的现场制造 503

17.6　玻璃钢建筑 504

18　生产与操作安全 508

18.2.1　树脂贮存中的安全 509

18.1 引发剂与促进剂的操作警戒 509

18.2　树脂贮存与使用中的安全 509

18.2.2　车间安全 510

18.2.3　对苯乙烯挥发气体的防护 511

18.2.4　皮肤刺激 511

18.3　使用其他材料中的安全 512

19　测试标准 513

19.1　一般标准 513

19.2　不饱和聚酯树脂测试标准 514

19.2.1　密度与相对密度 514

19.2.2　凝胶时间 514

19.2.3　硬度 514

19.2.4　收缩 514

19.2.5　黏度 514

19.2.12　折射率 515

19.2.11　有机过氧化物 515

19.2.10　活性 515

19.2.13　热变形温度（HDT） 515

19.2.7　颜色 515

19.2.9　羟基含量 515

19.2.8　酸值 515

19.2.6　固含量及不溶分含量 515

19.2.14　热稳定性 516

19.2.15　耐化学性 516

19.2.16　吸水性 516

19.2.17　可燃性 516

19.2.25　体积电阻率与表面电阻 517

19.2.24　介电常数与功率因数 517

19.2.23 电气强度 517

19.2.22　扭转 517

19.2.21 冲击强度 517

19.2.19　压缩强度与压缩模量 517

19.2.18　拉伸强度与拉伸模量 517

19.2.20　弯曲强度与弯曲模量 517

19.2.26　耐电弧性 518

19.2.27　接触食品卫生标准 518

19.3　纤维增强塑料测试标准 518

19.3.1　相对密度 518

1 9.3.2　硬度 518

19.3.3 收缩 518

19.3.4　耐化学性 518

19.3.5　耐水性 518

19.3.6　热膨胀系数 518

19.3.11　发烟性 519

19.3.13　拉伸强度与拉伸模量 519

19.3.12　玻璃钢燃烧失重 519

19.3.8　比热容 519

19.3.10　可燃性 519

19.3.9 透光率 519

19.3.7 热导率 519

19.3.14　压缩强度与压缩模量 520

19.3.15　弯曲强度与弯曲模量 520

19.3.16　剪切强度 520

19.3.17　层间剪切强度（ILSS） 521

19.3.18 冲击强度 521

19.3.19　模压件可见疵点 521

19.3.20　不纯物 521

19.3.21　耐老化 521