耐水性和耐碱性
乙烯基酯树脂结构式中酯键部分是不稳定的部分,在路易斯酸、碱催化下,易水解。在碱性环境中水解后与na+形成水溶性的金属盐,反应是不可逆的;在酸环境中水解反应是可逆的。、
不稳定的酯键水解特征如下:①温度升高,酯键水解、醇解的速度更快;②酯键含量越大,相应透湿性越大,越不耐水解,特别是热水解和碱腐蚀。酯键浓度减半,耐水解时间延长20倍。
乙烯基酯树脂的耐水解性和耐碱性与以下因素有关。
(1)乙烯基酯树脂酯部分的酯键浓度。酯部分的酯键浓度越大,耐水解性和耐碱性越差,这导致富马酸改性型双酚a型乙烯基酯树脂因酯键浓度大于标准双酚a型乙烯基酯树脂酯键浓度,从而其耐碱性明显不如后者。
(2)乙烯基酯树脂酯部分的酯键位置、受保护程度。连接酯键两端的分子结构式的大小、酯键周边空间位阻等,都对乙烯基酯树脂酯部分发生酯解的难易程度产生影响,酯键两端的分子结构越大,空间位阻越大,酯键受保护程度越高,发生水解或碱性酯解就越难。
(3)交联单体含量、官能度、酯键浓度。采用不含酯键的苯乙烯相较于采用含有酯键的丙烯酸酯类交联单体,耐水解和耐碱性更好。苯乙烯含量越高,终固化物的酯键相对含量越低,耐碱性也越好。
(4)整个乙烯基酯树脂酯部分的疏水性及分子量。整个乙烯基酯树脂酯部分的吸水性越强,耐水煮性能就越差。酯部分分子量的大小对终分子结构的极性也有影响。
(5)双键交联密度。交联密度越大,耐水解和耐碱性能越好。
(6)对于有机碱而言,除了考虑碱性环境的腐蚀之外,还需要考虑有机碱溶剂的溶胀渗透性能,
氢氧化钠等某些碱的腐蚀性随着浓度的升高先变强,然后再下降;氢氧化钠的腐蚀性在其5%~25%区间的溶液是*的,这与一般的化学介质的腐蚀性随浓度的升高而变强的特点不一致。因此乙烯基酯树脂耐5%~25%氢氧化钠液的能力反倒不如耐40%以上氢氧化钠腐蚀的能力。
采用富马酸己二酸改性的双酚a型乙烯基酯树脂含有更多的酯键和具有更高的固化交联密度,更高的酯键密度,而酯键容易受高温碱溶液的水解攻击,且水解过程是不可逆的,所以酯键密度越大,耐碱性就越差。但耐碱性与耐酸/溶剂性是一对矛盾体,耐碱性越好,耐酸和耐溶剂性越差,采用富马酸己二酸改性的双酚a型乙烯基酯树脂与酚醛型乙烯基酯树脂的耐碱性明显不如标准双酚a型乙烯基酯树脂。
耐碱性和耐水解性能,不仅与树脂有关,还与纤维和填料有关。c型玻璃纤维耐碱性不好,不含酯键的有机纤维常用作为耐碱玻璃钢制品的耐腐蚀阻挡层的增强材料。有机纤维与玻璃纤维相比具有较好的耐化学腐蚀性能,特别是在耐水、耐青氟酸和耐碱性方面有其独到之处,但树脂基有机纤维复合材料的缺点是力学强度较玻璃纤维差。在80℃条件下,绦纶不能达到耐碱性要求(因绦纶的化学组成是聚酯纤维,含有大量的酯键,在80℃碱液作用下易水解),维纶的耐碱性尚可(化学构成是*缩甲醛,常温下耐碱性良好,但耐热水性不好),锦纶的耐碱性良好(化学构成为聚酰胺,不含酯键等易水解的基团,能耐碱液介质的作用)。
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