粘流态不饱和聚酯树脂体系发生交联反应而转变成为的具有体型网络结构的不溶、不熔固态树脂的全过程称为不饱和聚酯树脂的固化。图1形象地表明,相对分子质量不高的线性聚酯(室温下为粘性的液体或固体),通过与乙烯类单体共聚而交联成坚硬的三维网状结构的体型分子。此时共聚物的相对分子质量理论上趋于无穷大,可以作为具有力学性能的高分子材料使用。
图1聚酯体型分子网络结构不意图
以苯乙烯为交联单体的不饱和聚酯树脂的交联反应程度(固化程度)与二个因素有关。一个因素是线性不饱和聚酯分子中反式双键和顺式双键两种双键的比例。当反式双键含量增高时,固化树脂中双键的反应百分数相应提高,见表1。但是即使完全为反式双键,其反应百分数只能达到70%左右。亦即还剩有30%的双键没有进行交联共聚反应。 另一个因素是不饱和聚酯树脂中苯乙烯含量,随着树脂中苯乙烯含量提高,固化时不饱和聚酯中双键的反应百分率也相应提高。见表2。
表1不饱和聚酯分子中反式双键对固化树脂中双键交联反应的影响一
不饱和聚酯中反式双键比例(摩尔%) |
固化时反应掉的双键(摩尔%) |
5.7 |
28.6 |
18.5 |
34.9 |
28.2 |
48.5 |
43.0 |
59.2 |
58.0 |
68.6 |
76.2 |
71.4 |
100.0 |
72.2 |
**以不同比例的顺酐/反丁烯二酸作为不饱和酸与1,6-己二醇合成的不饱和聚酯树脂,其中苯乙烯/聚酯的摩尔比为1.3/1。
表2不饱和聚酯树脂中苯乙烯含量对固化树脂中反式双键的反应百分数的影响一
树脂中苯乙烯的摩尔分数 |
苯乙烯/反式双键摩尔比 |
固化时聚酯中反式双键的反应百分率% |
O.289 0.393 O.478 O.549 O.611 O.710 O.786 O.872 O.917 0.936 |
O.407 O.647 O.916 1.221 1.570 2.442 3.663 6.803 10.990 14.653 |
38.13 57.80 74.54 84.22 94.61 93.83 97.77 94.42 99.22 99.33 |
**不饱和聚酯组成:反丁烯二酸3.4摩尔、己二酸2.4摩尔、1.6-己二醇6.6摩尔