新技术：我国新型不饱和树脂朝多样化发展
http://www.cction.com 2009-04-02 13:50 中企顾问网
本文导读：新型不饱和聚酯树脂有哪些？新型不饱和聚酯树脂层出不穷，重要自令人关注的，首推新型不饱和聚酯酰亚胺及绝缘材料。电器工业的不断发展对绝缘材料提出了更高的要求。
新型不饱和聚酯树脂有哪些？新型不饱和聚酯树脂层出不穷，重要自令人关注的，首推新型不饱和聚酯酰亚胺及绝缘材料。电器工业的不断发展对绝缘材料提出了更高的要求。在保持不饱和聚酯的优良的加工工艺性能的同时，如何提高不饱和聚酯的耐热性、机械性能，改善不饱和聚酯的尺寸稳定性、耐化学腐蚀性、吸湿性，并提高环境亲和性是不饱和聚酯研究的重要研究方向。在现有的不饱和聚酯亚胺的分子链段中，引入新的功能基团，是改善不饱和聚酯亚胺性能的重要方法。
将含氟基团引入到不饱和聚酯亚胺的分子链段中，提高不饱和聚酯亚胺中亚胺结构的含量，可以显著改善不饱和聚酯亚胺的热性能、机械性能、电性能，介电性能与吸湿性。中国科学院化学研究所高技术材料实验室，合成了含亚胺结构的新型二元醇单体(BTGTB)，和二元亚胺酸中间体(BTTB)，并制得新型含氟不饱和聚酯亚胺树脂。结果表明在保持不饱和聚酯优良加工性能的同时，提高了不饱和聚酯的耐热性、机械性能、电性能、及化学腐蚀性能，而且高亚胺结构含量的不饱和聚酯亚胺树脂具有突出的耐热性能。
新型含氟不饱和聚酯亚胺树脂如何合成？含氟基团的引入方法是利用含氟的二胺单体。所用的二胺单体结构从相关图表可知。以第一种含氟二胺(6FAPB)为例，首先制备中间体亚胺醇与亚胺酸，再进一步合成不饱和聚酯亚胺。利用含氟二胺单体6FAPB制备亚胺醇中间单体BGTB，并进一步与丙二醇、间苯二甲酸、马来酸酐熔融缩聚，制得不饱和聚酯亚胺BGTB-UPEI。制得的纯树脂溶于丙烯酸类稀释剂中，形成均一、稳定、粘度适宜的不饱和聚酯亚胺树脂，并在一定的条件下固化成。
高亚胺含量不饱和聚酯亚胺树脂的制备，则是利用含氟二胺单体6FAPB制备亚胺酸单体BTTB，并利用BTTB进一步与丙二醇，马来酸配在氮-甲基毗咯烷酮中缩聚，制得不饱和聚醋亚胺UPEI-50。中国不饱和聚酯树脂网专家表示，将制得的树脂溶于丙烯酸类稀释剂中形成?一、稳定、粘度适宜的不饱和聚酯亚胺树脂，并可在一定的条件下固化??/p>
通过比较了BGTB-UPEI绝缘树脂、未经改性的通用不饱和聚酯树脂(S-UP)固化后的性能，可以知道：在热性能方面，BGTB-UPEI固化物的玻璃化温度比S-UP高26℃，5%热失重的温度比S-UP高30℃，热膨胀系数为5.84x10-7/℃，比S-UP(6.81x10-7/℃)低;在力学性能方面，BTGTB-UPEI的弯曲强度为86.3MPa，是通用不饱和聚醋弯曲强度的2倍，断裂伸长率为10.8，比不饱和聚醋的断裂伸长率6.8%提高近59%;在电性能与吸湿性方面，不饱和聚酯亚胺表现出,与通用不饱和聚醋相类似的优良的介电性能电阻率和较低的吸湿性，分别为0.36与0.41%(25℃在水中浸泡24h)。
这主要归功于含氟基团的引入,改善了不饱和聚酯亚胺的吸湿性与介电性能。与此同时BGTB-UPEI绝缘树脂表现出极其优异的耐化学腐蚀性能。专家在实验中列出了BGTB-UPEI与通用不饱和聚醋S-UP固化后，在不同的腐蚀性溶液中浸泡不同时间的质量变化情况，表明浸泡54天后，固化后的不饱和聚酯亚胺树脂，在各种溶液中质量变化极小，且均小于通用不饱和聚酯树脂的质量变化。尤其突出的是BGTB-UPEI表现出强的耐碱、耐酸等耐强氧化性溶液的优良特性，有利于其在更加苛刻的环境中使用。
专家通过含氟、高含亚胺的UPEI-50树脂性能，介绍了不饱和聚酯树脂在该领域的研究成果。
亚胺含量的大幅度提高使UPEI-50溶解性变差。UPEI-50在常见的不饱和聚酯树脂稀释剂如苯乙烯中溶解度较低，但能在丙烯酸类稀释剂溶解，呈现优良的加工工艺性。表3综合比较了UPEI-50树脂与未经改性的通用S-UP固化后的性能。在热性能方面，UPEI-50树脂的玻璃化温度远远高于S-UP，耐热性能可以达到H级绝缘要求。在力学性能方面，UPEI-50树脂的抗弯强度是S-UP的2倍；抗拉强度为比S-UP提高了33%；UPEI-50的抗弯模量比S-UP提高了41%。在电性能方面，UPEI-50树脂具有比S-UP有更低的介电常数，这归因于亚胺含量的大幅提高与大量含氟基团的引入。
随着航空航天工业和高速铁路的发展，对复合材料的性能要求越来越高，高性能复合材料需要高性能树脂作基体树脂。通常高性能树脂基体具有特殊的化学结构和成型特性，在高温下具有高的尺寸稳定性、优异的热氧化稳定性、低吸湿性、耐磨性、耐辐射、优异的综合力学性能。以高性能树脂为基体的复合材料能在高温氧化、腐蚀等恶劣环境下作为结构材料长期使用。为此，我们应该关注世界各大公司的研发动向，结合国内市场应用需求，不断开发新产品以满足日益增长的更广泛的客户需求。
将含氟基团引入到不饱和聚酯亚胺的分子链段中，提高不饱和聚酯亚胺中亚胺结构的含量，可以显著改善不饱和聚酯亚胺的热性能、机械性能、电性能，介电性能与吸湿性。中国科学院化学研究所高技术材料实验室，合成了含亚胺结构的新型二元醇单体(BTGTB)，和二元亚胺酸中间体(BTTB)，并制得新型含氟不饱和聚酯亚胺树脂。结果表明在保持不饱和聚酯优良加工性能的同时，提高了不饱和聚酯的耐热性、机械性能、电性能、及化学腐蚀性能，而且高亚胺结构含量的不饱和聚酯亚胺树脂具有突出的耐热性能。
新型含氟不饱和聚酯亚胺树脂如何合成？含氟基团的引入方法是利用含氟的二胺单体。所用的二胺单体结构从相关图表可知。以第一种含氟二胺(6FAPB)为例，首先制备中间体亚胺醇与亚胺酸，再进一步合成不饱和聚酯亚胺。利用含氟二胺单体6FAPB制备亚胺醇中间单体BGTB，并进一步与丙二醇、间苯二甲酸、马来酸酐熔融缩聚，制得不饱和聚酯亚胺BGTB-UPEI。制得的纯树脂溶于丙烯酸类稀释剂中，形成均一、稳定、粘度适宜的不饱和聚酯亚胺树脂，并在一定的条件下固化成。
高亚胺含量不饱和聚酯亚胺树脂的制备，则是利用含氟二胺单体6FAPB制备亚胺酸单体BTTB，并利用BTTB进一步与丙二醇，马来酸配在氮-甲基毗咯烷酮中缩聚，制得不饱和聚醋亚胺UPEI-50。中国不饱和聚酯树脂网专家表示，将制得的树脂溶于丙烯酸类稀释剂中形成?一、稳定、粘度适宜的不饱和聚酯亚胺树脂，并可在一定的条件下固化??/p>
通过比较了BGTB-UPEI绝缘树脂、未经改性的通用不饱和聚酯树脂(S-UP)固化后的性能，可以知道：在热性能方面，BGTB-UPEI固化物的玻璃化温度比S-UP高26℃，5%热失重的温度比S-UP高30℃，热膨胀系数为5.84x10-7/℃，比S-UP(6.81x10-7/℃)低;在力学性能方面，BTGTB-UPEI的弯曲强度为86.3MPa，是通用不饱和聚醋弯曲强度的2倍，断裂伸长率为10.8，比不饱和聚醋的断裂伸长率6.8%提高近59%;在电性能与吸湿性方面，不饱和聚酯亚胺表现出,与通用不饱和聚醋相类似的优良的介电性能电阻率和较低的吸湿性，分别为0.36与0.41%(25℃在水中浸泡24h)。
这主要归功于含氟基团的引入,改善了不饱和聚酯亚胺的吸湿性与介电性能。与此同时BGTB-UPEI绝缘树脂表现出极其优异的耐化学腐蚀性能。专家在实验中列出了BGTB-UPEI与通用不饱和聚醋S-UP固化后，在不同的腐蚀性溶液中浸泡不同时间的质量变化情况，表明浸泡54天后，固化后的不饱和聚酯亚胺树脂，在各种溶液中质量变化极小，且均小于通用不饱和聚酯树脂的质量变化。尤其突出的是BGTB-UPEI表现出强的耐碱、耐酸等耐强氧化性溶液的优良特性，有利于其在更加苛刻的环境中使用。
专家通过含氟、高含亚胺的UPEI-50树脂性能，介绍了不饱和聚酯树脂在该领域的研究成果。
亚胺含量的大幅度提高使UPEI-50溶解性变差。UPEI-50在常见的不饱和聚酯树脂稀释剂如苯乙烯中溶解度较低，但能在丙烯酸类稀释剂溶解，呈现优良的加工工艺性。表3综合比较了UPEI-50树脂与未经改性的通用S-UP固化后的性能。在热性能方面，UPEI-50树脂的玻璃化温度远远高于S-UP，耐热性能可以达到H级绝缘要求。在力学性能方面，UPEI-50树脂的抗弯强度是S-UP的2倍；抗拉强度为比S-UP提高了33%；UPEI-50的抗弯模量比S-UP提高了41%。在电性能方面，UPEI-50树脂具有比S-UP有更低的介电常数，这归因于亚胺含量的大幅提高与大量含氟基团的引入。
随着航空航天工业和高速铁路的发展，对复合材料的性能要求越来越高，高性能复合材料需要高性能树脂作基体树脂。通常高性能树脂基体具有特殊的化学结构和成型特性，在高温下具有高的尺寸稳定性、优异的热氧化稳定性、低吸湿性、耐磨性、耐辐射、优异的综合力学性能。以高性能树脂为基体的复合材料能在高温氧化、腐蚀等恶劣环境下作为结构材料长期使用。为此，我们应该关注世界各大公司的研发动向，结合国内市场应用需求，不断开发新产品以满足日益增长的更广泛的客户需求。
