工廠設(shè)計(jì) 聚酯工藝技術(shù)方案

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1、工藝技術(shù)方案§1.1工藝技術(shù)方案的選擇§1.1.1原料路線確定的原則和依據(jù)1.運(yùn)輸方便、廉價(jià)；2.供應(yīng)穩(wěn)定；3.原料質(zhì)量好、反應(yīng)平穩(wěn)。用于不飽和聚酯樹脂制造的原料主要有：(1)二元醇：乙二醇、丙二醇(與單體互溶性好)、甘油(耐熱)、一縮二乙二醇(柔韌)、新戊二醇(耐藥品性)、3,3二醇(耐熱性、耐藥品性)等。(2)不飽和二元酸（酐）：順丁烯二酸酐、反丁烯二酸、衣康酸、檸康酸、四氫苯二甲酸、氯代馬來酸等。(3)飽和二元酸（酐）：苯二甲酸酐、間苯二甲酸、對苯二甲酸、四氯代苯酐、丁二酸、己二酸、癸二酸、氫代苯酐等。(4)交聯(lián)劑：一般用苯乙烯、對氯代苯乙烯、鄰氯代苯乙烯、2-

2、甲基苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、一縮二乙二醇二丙烯酸酯、苯基二丙烯磷酸酯(耐火)、三聚氰酸三丙烯酸酯(耐熱)和季戊四醇二丙烯縮醛醚(氣干性)等。(5)引發(fā)劑：主要是使用有機(jī)過氧化合物.常用的過氧化合物包括過氧化苯甲酰、過氧化環(huán)己酮、過氧化甲乙酮、叔丁基過氧化氫、過苯甲酸叔丁酯等。(6)促進(jìn)劑：環(huán)烷酸鈷、環(huán)烷酸釩、異辛酸鈷、異辛酸釩、Ｎ,Ｎ-二甲基苯胺、硫醇類和1,3-二酮類等。(7)抑制劑：對苯二酚、醌、間苯二酚、苯酚以及它們的衍生物、三甲基芐基氯化銨、三甲基芐基溴化銨、三甲基芐基醋酸銨等。在本設(shè)計(jì)方案中選擇的主要原料是丙二醇、一縮二乙二醇、苯酐、順酐、苯乙烯

3、。丙二醇有兩種異構(gòu)體:1,3-丙二醇和1,2-丙二醇。聚酯生產(chǎn)中所用的是后者,為粘性液體,可和水與醇以任何比例混溶。在樹脂生產(chǎn)中可以單獨(dú)使用或與其他二元酸共用。采用丙二醇所制得的樹脂結(jié)晶性較低。一縮二乙二醇在樹脂生產(chǎn)中有利于提高樹脂的柔性，降低結(jié)晶性。但分子中的氧橋會提高固化后樹脂對水的敏感性。鄰苯二甲酸酐稱為鄰苯二甲酸酐或苯酐,是鄰苯二甲酸的脫水產(chǎn)物,鄰苯二甲酸有兩個(gè)羧基直接加在苯環(huán)的鄰位上,都可以酯化,但其結(jié)構(gòu)中不含非芳族的不飽和雙鍵,因此沒有不飽和性,由于兩個(gè)羧基處于鄰位,很容易脫水制成酸酐,實(shí)際使用的均為酸酐。一般說來在聚酯中引入苯二甲酸酐代替部分順丁烯二酸酐

4、,可以調(diào)節(jié)聚酯的不飽和性,使之具有良好的綜合性能。例如提高樹脂的韌性,改善聚合產(chǎn)物與苯乙烯的相容性,在樹脂配方中使用很普遍。順丁烯二酸酐簡稱〝順酐〞,是順丁烯二酸的脫水產(chǎn)物,溶于水后生成順丁烯二酸。順丁烯二酸是帶有四個(gè)碳原子的αβ不飽和二元羧酸,其分子上兩個(gè)羧基都很容易發(fā)生酯化反應(yīng),同時(shí)又含有不飽和雙鍵可以和其他單體進(jìn)行加成反應(yīng)。在實(shí)際生產(chǎn)中常用的是順丁烯二元酸酐,因?yàn)樗埸c(diǎn)低,含水少,反應(yīng)速度快。交聯(lián)單體采用苯乙烯。苯乙烯可以按各種比例溶于醇,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

5、絕緣性,耐水,耐化學(xué)等優(yōu)良性能。苯乙烯上乙烯基中的雙鍵可用于樹脂聚酯的交聯(lián)。由于其反應(yīng)快,性能好,價(jià)格低,故是應(yīng)用最廣的交聯(lián)單體。在樹脂中苯乙烯的含量一般為25-35%?？墒箻渲淑晟驘o色。但用苯乙烯交聯(lián)的樹脂其折光率高于玻璃纖維,故不易作透明材料。苯乙烯在空氣中或陽光下,開始緩慢聚合,但很快就會被空氣中自動(dòng)形成的過氧化物加速聚合,故必須加阻聚劑,如硫磺,對苯二酚,連苯三酚,單、二、三硝基苯,苦酰胺等。表4-1通用不飽和聚酯樹脂工藝配方組分分子量摩爾比質(zhì)量（kg）重量（%）1，2-丙二醇76.091.183.70乙二醇62.051.168.26順丁烯二酸酐98.0

6、6198.06苯二甲酸酐148.111148.11理論縮水量18.022-36.04聚酯產(chǎn)量362.0963.5苯乙烯104.152208.3036.5聚酯樹脂產(chǎn)量570.39（1）縮聚反應(yīng)反應(yīng)式1．1摩爾丙二醇1摩爾順酐反應(yīng)生成1摩爾順丁烯二酸丙二醇酯。2．1摩爾丙二醇和1摩爾苯酐反應(yīng)生成1摩爾鄰苯二甲酸丙二醇酯。3．1摩爾乙二醇1摩爾順酐反應(yīng)生成1摩爾順丁烯二酸乙二醇酯。4．1摩爾乙二醇和1摩爾苯酐反應(yīng)生成1摩爾鄰苯二甲酸乙二醇酯。5．2摩爾丙二醇1摩爾順酐和1摩爾苯酐反應(yīng)，在均勻結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生以下反應(yīng)。6．2摩爾乙二醇、1摩爾順酐和1摩爾苯酐反應(yīng)，在均勻結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生以

7、下反應(yīng)。7．以上反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，即形成高分子鏈。（2）固化反應(yīng)反應(yīng)式（3）流程簡介如圖所示：§1.1.1國內(nèi)外工藝技術(shù)概況隨著我國ＦＲＰ工業(yè)的快速發(fā)展,目前全國各地,特別是江蘇、浙江和廣東等地區(qū)玻璃鋼機(jī)械化成型技術(shù)也不斷提高。根據(jù)我國ＦＲＰ工業(yè)協(xié)會和有關(guān)信息中心提供情況,目前我國引進(jìn)的成型加工設(shè)備和國內(nèi)自己配套的設(shè)備大約為800套。為了配合引進(jìn)的成型加工生產(chǎn)線和國內(nèi)自己配套的加工生產(chǎn)線,近年來我國開發(fā)和完善了各種樹脂,比如鄰苯、間苯和乙烯基樹脂、阻燃樹脂、低收縮樹脂、亞克力粘合樹脂、拉擠樹脂、人造花崗巖樹脂、原子灰、ＲＴＭ樹脂、ＳＭＣ樹脂及片材等,并已