1 概论 1
1.1 不饱和聚酯树脂的一般特性 1
上篇 不饱和聚酯树脂的生产工艺 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 5
1.4 基本概念 8
1.4.1 官能度 8
1.4.2 热塑性和热固性 9
1.4.3 加成聚合和缩合聚合 9
1.4.4 交联、引发剂 10
1.4.5 促进剂 11
1.4.6 聚合度 12
1.4.7 分子量和分子量分布 12
6.2.5 模制件的壁厚 13
6.2.6 填料、颜料及各种添加剂的影响 13
2.1.1 顺丁烯二酸酐 15
2.1 不饱和二元酸 15
2 不饱和聚酯所用主要原材料 15
2.2 饱和二元酸 17
2.2.1 邻苯二甲酸酐 17
2.1.2 反丁烯二酸 17
2.2.2 间苯二甲酸 18
2.2.3 对苯二甲酸 18
2.2.4 已二酸 19
2.2.5 四氯邻苯二甲酸酐 19
2.2.6 四溴邻苯二甲酸酐 19
2.2.7 桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐 19
2.3.1 丙二醇 20
2.3 二元醇 20
2.2.8 六氯桥亚甲基邻苯二甲酸酐 20
2.3.2 乙二醇 21
2.3.3 一缩二乙二醇 21
2.3.4 一缩二丙二醇 22
2.3.5 新戊二醇 22
2.3.6 二溴新戊二醇 22
2.3.7 双酚A衍生物 22
2.4.1 苯乙烯 23
2.4 交联单体 23
2.3.9 烯丙醇 23
2.3.8 氢化双酚A 23
2.4.2 其他苯的乙烯基衍生物 25
2.4.3 邻苯二甲酸二烯丙酯 25
2.4.4 甲基丙烯酸甲酯 25
2.5 引发剂 26
2.4.5 三聚氰酸三烯丙酯 26
3 不饱和聚酯的配方设计 29
3.1 通用不饱和聚酯分子链的结构设计 30
3.1.1 聚酯分子链的形成 30
3.1.2 交联剂的使用 32
3.1.3 通用聚酯树脂配方 32
3.1.4 通用聚酯的变型 33
3.2.1 不饱和二元酸 39
3.2 主要结构成分的选择 39
3.2.2 饱和二元酸 41
3.2.3 二元醇 43
3.2.4 交联单体 44
3.3 制品性能对组分与结构的要求 47
3.3.1 机械强度 47
3.3.2 柔软性 48
3.3.3 结晶性 50
3.3.4 热稳定性 50
3.3.5 熔点 51
3.3.6 阻燃性 52
3.3.7 电性能 52
3.3.8 耐化学性 53
3.3.10 透明度与光稳定性 54
3.3.11 空气干燥性 54
3.3.9 对水敏感性 54
3.4 分子量改变的影响 55
3.5.1 不同引发剂对树脂性能的影响 56
3.5 引发与阻聚系统的选择 56
3.5.2 不同阻聚剂对树脂性能的影响 57
4 不饱和聚酯的化学反应 59
4.1 聚酯缩聚反应的特点 59
4.1.1 分子链的逐步增长过程 59
4.1.2 缩聚反应的可逆性 60
4.2 分子量的控制 61
4.2.1 分子量的分布 61
4.2.2 平均分子量 64
4.2.3 分子量的控制 66
4.3 聚酯的黏度 71
4.3.1 不饱和聚酯熔体属于非牛顿流体 75
4.3.2 影响黏度的因素 76
4.4 体型缩聚反应和凝胶 77
4.5 不饱和聚酯的共缩聚反应 79
4.5.1 聚酯分子结构的多样性 79
4.5.2 聚酯反应的一步法和两步法 80
4.6 不饱和聚酯的交联 83
4.7.1 有机引发剂 87
4.7 不饱和聚酯交联的引发过程 87
4.7.2 热分解引发 88
4.7.3 化学分解引发 89
4.7.4 光引发 91
4.8 阻聚、缓聚和稳定 91
4.9 固化后树脂的老化与防老化 93
4.9.1 紫外光的作用 93
4.9.2 空气中氧和臭氧的作用 95
4.9.3 水解降解作用 96
5 不饱和聚酯的生产工艺 97
5.1 生产流程与车间布置 97
5.2 主要生产设备 100
5.2.1 缩聚反应用设备 100
5.2.2 稀释设备 103
5.2.3 检测与控制仪器 104
5.3.1 试验室合成 104
5.3 生产工艺 104
5.3.2 车间生产工艺 107
5.4 生产过程及产品质量控制 110
5.4.1 工艺过程的控制 110
5.4.2 原材料质量控制 113
5.4.3 产品质量控制 115
5.5 树脂的分析 122
6 引发剂、促进剂、阻聚剂 124
6.1 引发剂、促进剂、阻聚剂之间的关系 124
6.2 引发剂的选用 124
6.2.1 树脂特性 126
6.2.2 树脂的存放期 126
6.2.3 成型温度控制 128
6.2.4 固化速度 130
6.3 常温固化用引发剂 134
6.3.1 过氧化环已酮 136
6.3.2 过氧化甲乙酮 137
6.4 片状模塑料和团状模塑料所用引发剂 141
6.5 其他引发剂 144
6.5.1 过氧化酮 144
6.5.2 过氧化二酰 144
6.5.3 氢过氧化物 147
6.5.5 过氧化羧酸酯 149
6.6 引发剂的联用 149
6.5.4 二烷基与二芳基过氧化物 149
6.7 促进剂、加速剂与凝胶稳定剂 151
6.7.1 金属化合物促进剂 152
6.7.2 叔胺促进剂 155
6.7.3 加速剂 156
6.7.4 加速剂与凝胶稳定剂 158
6.7.5 促进剂的最适用量 160
6.8 阻聚剂与缓聚剂 160
6.8.1 对阻聚剂的使用要求 162
6.8.2 主要阻聚剂的规格及使用方法 163
6.8.3 阻聚性能的评价 164
6.8.4 贮存中固化性能的漂移 168
6.9 苯乙烯在固化后树脂中的残余 172
7.1.1 反应原理 175
7 近年来不饱和聚酯技术的进展 175
7.1 环氧化物连续生产工艺 175
7.1.2 合成工艺概况 177
7.1.3 环氧化物工艺的主要优缺点 178
7.2 在不饱和聚酯分子中引入新的结构单元 178
7.2.1 双环戊二烯 178
7.2.2 新戊二醇 181
7.2.3 2,2,4-三甲基1,3-戊二醇 181
7.2.4 1,4-二甲醇环已烷 182
7.2.5 二溴新戊二醇 182
7.2.6 四溴双酚A二(2羟乙基醚) 182
7.3 不饱和聚酯品种的进展 183
7.3.1 苯乙烯低挥发性树脂 183
7.3.2 泡沫聚酯树脂 184
7.3.3 聚酯水泥 185
8 阻燃树脂 187
8.1 阻燃机理 187
8.1.1 有机物的燃烧 187
8.1.2 阻燃元素的引入 188
8.1.3 氧化锑等阻燃添加剂的作用 189
8.1.4 有机磷化合物的辅助阻燃 189
8.2 阻燃树脂配方原则 190
8.3 添加型阻燃树脂 192
8.3.1 卤代添加剂 192
8.3.2 含磷或含磷与卤素添加剂 193
8.3.3 三水合氧化铝 193
8.3.4 钼化合物 194
8.4.1 含氯结构单元 195
8.4 反应型阻燃树脂 195
8.4.2 含溴结构单元 196
8.5 可燃性测定方法 198
8.5.1 氧指数测定——ASTM D286 198
8.5.2 火焰传播速度测定 199
8.5.3 其他测定方法 202
9 乙烯基酯树脂 203
9.1 树脂的合成 204
9.2 分子结构对性能的影响 207
9.3 不同品种的乙烯基酯树脂 209
9.3.1 基本乙烯基酯树脂 209
9.3.2 片状模塑料 210
9.3.5 辐射固化树脂 211
9.3.4 阻燃树脂 211
9.3.3 高温用环氧清漆乙烯基酯树脂 211
9.3.6 氨基甲酸乙酯乙烯基酯树脂 212
9.3.7 橡胶改性乙烯基酯树脂 212
9.4 树脂的固化 213
9.5 交联单体 215
9.6 主要性能 216
9.6.1 各种乙烯基酯树脂性能对比 216
9.6.2 黏度 217
9.6.3 延伸率对层合材料性能的影响 219
下篇 不饱和聚酯树脂的应用 222
10 不饱和聚酯树脂的品种 222
10.1 通用树脂 223
10.2 胶衣树脂 225
10.3.1 耐化学树脂类型 227
10.3 耐化学树脂 227
10.3.2 间苯型耐化学树脂 228
10.3.3 双酚A型耐化学树脂 229
10.3.4 乙烯基酯树脂 231
10.4 阻燃树脂 231
10.5 浇注树脂 233
10.5.1 纽扣树脂 233
10.5.2 包胶树脂 234
10.5.3 大型浇注树脂 234
10.6 柔性树脂 235
10.7 透明板材树脂 236
10.8 人造大理石和玛瑙树脂 237
10.9 对模、模压、拉挤树脂 240
10.10 片状模塑料和团状模塑料用树脂 241
10.11 发泡聚酯树脂 243
10.12 低挥发树脂 244
10.13 特殊用途树脂 245
10.14 可接触食品级树脂 247
10.14.1 不饱和聚酯树脂允许采用的主要原料 247
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 248
10.14.3 检验要求 249
11 增强材料、填料及其他添加材料 250
11.1 玻璃纤维 250
11.1.1 玻璃纤维对不饱和聚酯的增强效果 250
11.1.2 玻璃纤维的制造方法 251
11.1.3 玻璃纤维的成分与性能 254
11.1.4 纤维直径和纱线细度 255
11.1.5 玻璃纤维制品及代号 256
11.1.6 玻璃纤维浸润剂 257
11.1.7 玻璃纤维各种制品 258
11.2 其他纤维增强材料 261
11.2.1 碳纤维 262
11.2.2 芳族聚酰胺纤维 263
11.2.3 其他增强用纤维 263
11.3 填料 264
11.3.1 碳酸钙 266
11.3.2 黏土和硅酸盐 270
11.3.3 阻燃填料 271
11.3.4 轻质填料 274
11.3.5 填料的表面处理 274
11.4 颜料 276
11.5 各种特性添加剂 277
11.5.1 触变添加剂 277
11.5.2 表面成型剂 277
11.5.4 偶联剂 278
11.5.3 光稳定剂 278
11.6 夹芯材料 281
11.6.1 轻质木材 281
11.6.2 泡沫塑料 281
11.6.3 蜂窝结构 283
12 玻璃纤维增强聚酯的特性及设计计算 285
12.1 聚酯树脂的纤维增强机理 285
12.1.1 两种材料的性能对比 285
12.1.2 对纷纷与树脂基体的要求 286
12.1.3 两种材料的界面 286
12.1.4 不同浸润剂对复合材料性能的影响 289
12.2 玻璃纤维增强聚酯的特性 290
12.2.1 机械性能 290
12.2.3 耐化学性 293
12.2.2 热性能 293
12.2.4 耐久性 295
12.2.5 玻璃纤维含量对复合材料性能的影响 296
12.2.6 玻璃纤维分布对复合材料性能的影响 299
12.2.7 温度对复合材料性能的影响 301
12.3 制品设计的原则 302
12.3.1 材料选择 302
12.3.2 工艺方法选择 306
12.3.3 设计中应注意的几个问题 308
12.4 强度的近似计算 312
12.4.1 单向连续纤维复合材料的强度计算 312
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 314
12.4.3 随机分布的短纤维复合材料的强度计算 316
12.4.4 纤维增强聚酯的相对密度 319
12.4.5 混合定律的近似性 320
12.5 筒体结构的设计与计算 321
12.5.1 合理确定复合材料的安全系数 322
12.5.2 简体结构的力学计算 323
12.5.3 玻璃钢结构设计 330
13 模具制造及脱模处理 341
13.1 模具选择 341
13.2 石膏模与木模 342
13.2.1 石膏模具 342
13.2.2 木模具 343
13.3 玻璃钢模具 343
13.3.1 聚酯玻璃钢模具 343
13.3.2 环氧玻璃钢模具 346
13.4.1 钢模具 349
13.4 金属模具 349
13.4.2 铝、铜、锌等合金模具 357
13.5 脱模处理 358
13.5.1 蜡型脱模剂 358
13.5.2 聚乙烯醇脱模剂 358
13.5.3 薄膜脱模剂 359
13.5.4 表面孔隙密封剂 359
13.5.5 有机硅烷脱模剂 359
13.5.6 内脱模剂 360
14 玻璃钢制品的成型方法 361
14.1 接触成型 364
14.1.1 模具准备和胶衣 365
14.1.2 手糊铺层 366
14.1.3 喷射铺层 370
14.1.4 环境温度对树脂固化工艺的影响 374
14.2 袋压成型 376
14.2.1 真空袋压成型 376
14.2.2 压力袋成型 377
14.2.3 蒸压器(釜)成型 378
14.2.4 袋压装置所用材料 379
14.3 注塑成型 379
14.3.1 树脂注塑成型 379
14.3.2 模塑料注塑成型 381
14.3.3 真空注塑成型 381
14.4 模压成型 383
14.4.1 冷压成型 383
14.4.2 热压成型 385
14.5 纤维缠绕成型 389
14.6 离心成型 393
14.7 连续制板成型 395
14.8 连续拉挤成型 397
14.9 夹芯结构成型 398
14.10 制品的后加工、连接、维护及修理 399
14.10.1 脱模后的加工修整 399
14.10.2 制品成型中的缺陷及克服办法 400
14.10.3 制品的连接 404
14.10.4 制品使用中的维护 406
14.10.5 制品损伤的修理 407
15 人造大理石与人造玛瑙 410
15.1 主要性能要求 410
15.1.1 外观 410
15.1.3 耐久性 411
15.1.2 物理、化学性能 411
15.2 主要原材料选择 412
15.2.1 不饱和聚酯树脂 412
15.2.2 填料 413
15.3 制品设计原则 415
15.4 制造工艺 416
15.4.1 模具准备 416
15.4.2 胶衣被覆 416
15.4.3 基体浇注 417
15.4.4 制品的后固化 419
15.5 裂纹与缺陷的防止 420
16 片状模塑料和团状模塑料 423
16.1 组分与性能 424
16.1.1 通用模塑料所用聚酯组分 424
16.1.2 SMC与BMC组分 424
16.1.3 制品机械性能 425
16.1.4 蠕变与疲劳性能 426
16.1.5 耐水及耐溶剂浸蚀性 427
16.1.6 耐热性 429
16.1.7 电性能 429
16.1.8 热膨胀与尺寸稳定性 430
16.1.9 导电的SMC与BMC 431
16.2 对树脂的要求 431
16.2.1 树脂配方及合成工艺特点 431
16.2.2 模塑料的稠化性能 431
16.2.3 严格控制树脂中的含水量 433
16.2.4 分子量要求 433
16.2.5 苯乙烯的用量 433
16.2.6 制品韧性 434
16.2.7 润滑剂和内脱模剂的使用 436
16.3 增稠作用 438
16.4 收缩率控制 443
16.4.1 收缩率控制机理 444
16.4.2 防收缩剂品种 445
16.5 填料的选择与处理 447
16.5.1 填料的选择 447
16.5.2 填料的表面处理 448
16.5.3 填料加入量 449
16.5.4 填料的规格与性能测定 450
16.5.5 填料对制品外观的影响 451
16.5.6 填料对制品机械性能的影响 452
16.6 玻璃纤维的选择与处理 453
16.6.1 玻璃纤维的选择 453
16.6.3 不同规格的纤维对制品机械性能的影响 454
16.6.2 玻璃纤维的表面处理 454
16.6.4 工艺控制与质量检验 456
16.7 模塑料的制造工艺 458
16.7.1 BMC制造工艺 458
16.7.2 SMC制造工艺 460
16.7.3 TMC制造工艺 463
16.8 模塑料技术的新进展 464
16.8.1 低压模塑料 465
16.8.2 定向纤维SMC(XMC) 465
16.8.3 高强度SMC 466
16.8.4 其他特种SMC和BMC 469
17 树脂的现场施工 470
17.1 在钢结构上的应用 470
17.1.2 树脂与纤维铺层 471
17.1.1 准备工作 471
17.2 在混凝土结构上的应用 472
17.2.1 裂缝修补 472
17.2.2 混凝土表面处理 473
17.2.3 树脂与纤维铺层 474
17.3 在木结构上的应用 474
17.3.1 准备工作 474
17.3.2 树脂与纤维铺层 475
17.4 管线的修理 475
17.4.1 准备工作 475
17.4.2 树脂与纤维被覆 475
17.5 槽罐的现场制造 476
17.6 玻璃钢建筑 477
18 生产与操作安全 481
18.2.1 树脂贮存中的安全 482
18.1 引发剂与促进剂的操作警戒 482
18.2 树脂贮存与使用中的安全 482
18.2.2 车间安全 483
18.2.3 对苯乙烯挥发气体的防护 484
18.2.4 皮肤刺激 484
18.3 使用其他材料中的安全 485
19 测试标准 486
19.1 一般标准 486
19.2 不饱和聚酯树脂测试标准 487
19.2.1 密度与相对密度 487
19.2.2 凝胶时间 487
19.2.3 硬度 487
19.2.4 收缩 487
19.2.5 黏度 487
19.2.9 羟基含量 488
19.2.10 活性 488
19.2.6 固含量及不溶分含量 488
19.2.8 酸值 488
19.2.7 颜色 488
19.2.11 有机过氧化物 489
19.2.12 折光率 489
19.2.13 热变形温度(HDT) 489
19.2.14 热稳定性 489
19.2.15 耐化学性 489
19.2.16 吸水性 489
19.2.17 可燃性 489
19.2.24 介电常数与功率因数 490
19.2.23 电气强度 490
19.2.22 扭转 490
19.2.20 弯曲强度与模量 490
19.2.19 压缩强度与模量 490
19.2.18 拉伸强度与模量 490
19.2.21 冲击强度 490
19.2.25 体积电阻率与表面电阻 491
19.2.26 耐弧性 491
19.3 纤维增强塑料测试标准 491
19.3.1 相对密度 491
19.3.2 硬度 491
19.3.3 收缩 491
19.3.4 耐化学性 491
19.3.5 耐水性 491
19.3.6 热膨胀系数 491
19.3.7 导热系数 491
19.3.11 发烟性 492
19.3.13 拉伸强度与模量 492
19.3.12 玻璃钢燃烧失量 492
19.3.8 比热容 492
19.3.10 可燃性 492
19.3.9 透光率 492
19.3.14 压缩强度与模量 493
19.3.15 弯曲强度与模量 493
19.3.16 剪切强度 493
19.3.17 层间剪切强度(?.SS) 493
19.3.18 冲击强度 494
19.3.19 模压件可见疵点 494
19.3.20 不纯物 494
19.3.21 耐老化 494