不飽和聚酯所用的主要原料――交聯單體

交聯單體

1 苯乙烯
  化學式   ,分子量104.15。無色透明液體。相對密度0.9。25℃下蒸氣壓880Pa。
  苯乙烯可按各種比例溶于醇、醚,極微量溶于水。單體苯乙烯在光、熱或催化劑作用下容易聚合成聚苯乙烯,它與不飽和聚酯共聚后,其共聚物可反映出聚苯乙烯的某些電絕緣性、耐水、耐化學等優良性能。
  苯乙烯上乙烯基中的雙鍵可用于聚酯樹脂的交聯。由于其反應快、性能好(如顏色淺、剛性好、耐久等),價格低,故是應用廣的交聯單體。在樹脂中苯乙烯含量一般為25%~35%(質量分數),可使樹脂呈琥珀色或無色。但用苯乙烯交聯的樹脂其折射率偏高(  ),高于玻璃纖維,故不宜作透明材料。
  苯乙烯的生產方法主要是采用乙苯直接脫氫法。該法有3個步驟。
 ?、俦脚c乙烯以ALCl3為催化劑,在88℃及0.67MPa(表壓)下進行烴化反應,生成乙基苯,同時生成二乙苯及多乙苯等副產物。如此產生的混合液稱烴化液。每千克ALCl3可催化產生75~100kg乙基苯[80%(質量分數)的ALCl3可回收再用]。苯的沸點波動在1℃左右時,對終產品質量影響不大。苯中含有少量硫或其他不飽和物質也不必去掉。
  ②乙基苯在蒸氣中催化脫氫,產生粗苯乙烯。催化劑可用銅-鉻或氧化鉻-氧化鋁的絡合物。乙基苯烴化液在進人脫氫工序之前如能洗滌并蒸餾達99%(質量分數)純度時,可得較高純度的苯乙烯。
 ?、鄞直揭蚁┑募兓?。純化工藝要求去除乙基苯,使苯結晶并除去結晶體,或使苯聚合再從乙基苯中分離出來。然后在350~500℃下解聚?;厥盏囊一娇稍倩氐矫摎湓O備中去。苯乙烯液再通過蒸餾去除焦油、甲苯等烴類。蒸餾時常以硫黃為阻聚劑,也可用叔丁基鄰苯二酚等加入苯乙烯以防止苯乙烯在貯存時發生均聚而變成聚苯乙烯。
  苯乙烯還可以由其他方法制取。如由丁二烯二聚物轉化;對烷基化苯的餾分進行糠醛抽提,再對抽取物脫氫;對初級環烴石油產品進行“相對均勻裂化”;溶劑粗汽油的脫氫;烷烴在焦炭中裂化等。也可由其他化合物反應而制取。
  苯乙烯在貯存中會聚合。在空氣中或陽光下,開始緩慢聚合,但很快就會被空氣中自動形成的過氧化物加速聚合,故必須加阻聚劑。阻聚劑的品種很多,如硫黃、對苯二酚、連苯三酚、單硝基苯、二硝基苯、三硝基苯、苦酰胺、對氨基苯酚化合物、三苯基化合物、某些酚的硫化物、羥基胺的氫氯化物、六胺、蘇木精及苯乙炔等。
  要除去阻聚劑,通常用蒸餾法,或加人炭黑以吸收阻聚劑,或用胺回流。
2 其他苯的乙烯基衍生物
  其他用作聚酯交聯單體的苯的乙烯基衍生物主要有乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、2,5-二氯苯乙烯等。
  乙烯基甲苯:
  化學式   ,分子量118.18。液體。沸點172℃。25℃下蒸氣壓266.664Pa。
  固化速度稍慢,不如苯乙烯易交聯。用于樹脂后使黏度稍有增高,體積收縮率降低。由于沸點高,故減少120℃以上固化時的起泡性。由于蒸氣壓低,故揮發減少。但價格稍貴。
  α-甲基苯乙烯:
  化學式   ,分子量118.18。
  可使樹脂減少收縮,增加曲撓性。
  2,5-二氯苯乙烯可使產品增加阻燃性。
  以上實際使用很少。
3 鄰苯二甲酸二烯丙酯
  化學式  ,分子量246.5。液體。沸點150℃。
  鄰苯二甲酸二烯丙酯常簡稱DAP,用DAP制得的樹脂稱DAP樹脂。它自身可聚合成均聚物,并可抑制在各反應階段,產生可溶性低分子聚合物。這種低分子聚合物可與不飽和聚酯進行交聯,也可以自身聚合固化。在作聚酯交聯劑使用時,不易發生交聯反應,固化速度慢,產品柔性大。特別是可以使聚酯的交聯固化反應停留在凝膠階段,因而有其特殊用途。由于蒸氣壓低,故在濕鋪層工藝中,不易揮發。
  制法是用1:2(摩爾比)鄰苯二甲酸酐與烯丙醇進行酯化反應。
4 甲基丙烯酸甲酯
  化學式   ,分子量101.12。無色透明液體。沸點100.3℃。
  甲基丙烯酸甲酯有時與苯乙烯聯用,做透明板材。它對多種樹脂的溶解性比苯乙烯更好,在同樣質量下黏度較低。
  甲基丙烯酸甲酯作交聯劑時,可使未反應的交聯劑和聚酯很快反應,而且黏度低。缺點是沸點低,價格高??蓪⒓谆┧峒柞ズ挽⑺狨ヂ撚?,使樹脂的折射率與玻璃的折射率盡量接近,以制取半透明層合材料。
5 三聚氰酸三烯丙酯
  化學式 ,分子量249.27。固態。熔點27℃。
  在過氧化物引發劑和加熱下易與不飽和聚酯共聚。使樹脂溶液的黏度增高,要在40~60℃下使用,或加溶劑才能適應使用要求。價格高。
  用三聚氰酸三烯丙酯作交聯劑可制得耐熱樹脂。使用溫度為260℃時,可保留室溫下的許多物理性能,而且可長期使用。這種具有3個烯丙基的化合物附加在雜苯環上,形成了極穩定的交聯鍵,使樹脂耐熱、耐化學性都有顯著提高。又由于它含有3個可聚合基團,故適合于和多種樹脂進行交聯。
  其制法為用氰尿酰氯和烯丙醇合成。