摘要
传统胶衣用不饱和聚酯树脂凭借良好的性能、低廉的价格等优点被广泛应用于新能源汽车、航天、国防、轨道交通和生活日用品等领域。但其一步法的合成工艺易导致树脂出现分子排列不均匀、交联活性低、材料强度较弱、耐碱性差等缺陷。因此本文采用两步法合成工艺，改善产物中活性官能团的分布，将双键引入树脂分子侧链中。研究分子结构的变化对树脂合成以及固化性能的影响。同时对合成的树脂进行环氧改性，将环氧基团引入树脂分子链中，研究其分子结构变化对树脂性能产生影响，具体研究内容如下： （1）采用两步法合成胶衣用不饱和聚酯树脂，在合成中先将部分顺酐和二元醇反应，将双键引入树脂分子侧链，确定了树脂合成的适宜条件为：醇酸摩尔比为1.2∶1，反应时间为4h，反应温度为200℃。当两步法合成工艺中第一步加入顺酐的量为全部顺酐用量的50wt%时，测定树脂拥有较高的交联活性和更适宜的粘度。对产物进行GPC分析，结果表明产物的分子量及其分布较适宜。并采用FT-IR对产物进行了结构表征。 （2）以过氧化甲乙酮和异辛酸钴为引发体系，对合成的不饱和聚酯树脂进行固化性能的研究，确定了胶衣用不饱和聚酯树脂适宜的固化条件为：交联剂用量为30wt%，引发剂用量为1.50wt‰，不饱酸与饱和酸摩尔比为1.1∶1。当两步法合成工艺中第一步加入顺酐的量为全部顺酐量的50wt%时，得到的树脂的拉伸强度为53.54MPa，断裂伸长率为5.24%，弯曲强度为95.22MPa，冲击强度为9.25kJ/m2，巴氏硬度为32HBa。较传统胶衣树脂固化后的拉伸强度提高17.56%，断裂伸长率提高10.74%，弯曲强度提高18.05%，冲击强度提高4.08%，巴氏硬度提高14.28%。采用TGA分析法研究了树脂的热稳定性，结果表明当两步法合成工艺中第一步加入顺酐的量为全部顺酐量的50wt%时，得到的树脂的热稳定较好，其中采用两步法合成的胶衣树脂的热分解温度（失重5%时的温度）为245℃，较传统胶衣树脂提高40℃，最终残留率为5.08%，较传统胶衣树脂提高2.54%。 （3）通过DSC法对两步法合成的胶衣用不饱和聚酯树脂体系进行非等温固化动力学研究。结果表明固化反应的表观活化能E＝26.48KJ/mol，频率因子A＝6.02*103，反应级数n＝0.813，同时用外推法得到树脂体系的特征固化温度，凝胶温度为48.30℃，固化温度为53.05℃，后处理温度为57.25℃。 （4）用环氧树脂对上述合成的不饱和聚酯树脂进行改性。通过GPC测试，结果表明改性后的树脂分子量及其分布均有所提高，树脂的交联活性、粘度、流动性效果更佳。并且改性后树脂的收缩率从7.01%减小到1.50%，拉伸强度提升到54.80MPa，断裂伸长率提升到5.97%，弯曲强度提升到108.40MPa，冲击强度提升到13.50kJ/m2，巴氏硬度提升到40HBa。采用TGA分析法研究了树脂的热稳定性，结果表明改性后树脂的热稳定性较改性前树脂更高。其中改性后树脂热失重起始温度（失重5%时的温度）为255℃，比未改性的树脂提高了10℃，改性后的树脂残留率为7.74%，比未改性的树脂提高了2.66%。
NETL