桐油改性雙環(huán)戊二烯不飽和聚酯樹脂的合成及其性能研究.pdf

1、雙環(huán)戊二烯不飽和聚酯樹脂（Dicyclopentadiene unsaturated polyester resin，簡稱DCPD-UPR）是一種新型的不飽和聚酯樹脂，利用我國特有的可再生植物油——桐油對其進(jìn)行改性，對擴(kuò)大DCPD-UPR的應(yīng)用范圍、提高桐油的利用開發(fā)價(jià)值和減少聚合物對石油資源的依賴具有重要的意義。本文采用水解加成法合成了DCPD-UPR，并在DCPD-UPR縮聚反應(yīng)后期，利用桐油與DCPD-UPR分子主鏈上不飽和雙鍵之

2、間的Diels-Alder（D-A）反應(yīng)合成了力學(xué)性能、耐腐蝕性和涂膜性能優(yōu)良的桐油改性 DCPD-UPR。對合成的DCPD-UPR和桐油改性DCPD-UPR進(jìn)行了核磁共振氫譜（1H NMR）、傅立葉紅外光譜儀（FT-IR）和凝膠色譜（GPC）結(jié)構(gòu)表征，分別對桐油改性 DCPD-UPR的澆注體性能和涂膜性能進(jìn)行了研究，確定了澆注型桐油改性DCPD-UPR合成的最佳原料配比和涂料用桐油改性 DCPD-UPR的桐油最佳加入量，并采用DSC技

3、術(shù)研究了澆注型桐油改性DCPD-UPR的固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
　　首先，利用水解加成法合成了DCPD-UPR，并利用FT-IR和1H NMR對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，得到了DCPD-UPR的合成工藝為：順丁烯二酸酐（MA）∶鄰苯二甲酸酐（PA）=2∶1（摩爾比），1,2-丙二醇（PG）∶一縮二乙二醇（DEG）=2∶1（摩爾比），苯乙烯含量35％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），加成溫度為125~135℃,加成反應(yīng)時(shí)間為2 h，縮聚反應(yīng)終點(diǎn)酸值為35 mg/g左

4、右，催化劑選用磷酸，用量為聚酯質(zhì)量的0.2%，阻聚劑為對苯二酚，用量為樹脂總質(zhì)量的0.02%，醇酸摩爾比為1.08∶1。
　　然后，在DCPD-UPR縮聚反應(yīng)后期利用桐油與DCPD-UPR分子主鏈上不飽和雙鍵的Diels-Alder（D-A）反應(yīng)合成了桐油含量為5%，10%，15%，20%的桐油改性DCPD-UPR，通過研究桐油含量對樹脂力學(xué)性能和熱性能的影響，確定了桐油的最佳加入量為10%。然后通過單因素實(shí)驗(yàn)研究了桐油改性DCP

5、D-UPR的原料配比對樹脂澆注體力學(xué)性能的影響，得出桐油改性DCPD-UPR的較佳合成配比為：MA與PA的摩爾比為2∶1~3∶1，雙環(huán)戊二烯（DCPD）與MA的摩爾比為0.6~0.8，1,2-丙二醇與二甘醇摩爾比2∶1，苯乙烯含量為35~40%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）。
　　另外，改變原料配比合成了涂料用桐油改性DCPD-UPR，并探討了桐油含量對涂膜性能和樹脂耐熱性能的影響。結(jié)果表明，與未改性的DCPD-UPR相比，桐油改性DCPD-UP

6、R的涂膜具有更好的氣干性、柔韌性、粘接性和耐磨性，桐油含量為5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，涂膜綜合性能最佳。
　　最后，利用n級反應(yīng)機(jī)理求取了澆注型DCPD-UPR的固化反應(yīng)活化能為75.9 kJ/mol，反應(yīng)級數(shù)n=0.92，指前因子為6.98×109，動(dòng)力學(xué)方程為：dα/dt=6.98×109exp(7.59×104/RT)(1α)0.92；桐油改性DCPD-UPR的固化反應(yīng)活化能為94.0 kJ/mol，反應(yīng)級數(shù)n=0.94，指前因子