Что такое полиэфирная смола?

Что такое полиэфирная смола?

Полиэфирная смола — это общее название полимеров, содержащих сложноэфирные группы в основной цепи. Полиэфирные смолы получают путем дегидратации-конденсации многоосновных кислот и многоатомных спиртов. Продается множество полиэфирных смол с различными исходными мономерами. Типичным примером является полиэтилентерефталат (ПЭТ), используемый для изготовления тары для напитков.

Также используются ненасыщенные полиэфиры с ненасыщенными связями в основной цепи. Например, армированный волокном пластик (FRP), смесь стекловолокна или углеродного волокна и смол, таких как ненасыщенный полиэфир, используется в качестве строительного материала, деталей самолетов и ракет.

Кроме того, недавно были разработаны биоразлагаемые полиэфирные смолы для снижения нагрузки на окружающую среду, типичным примером которых является полимолочная кислота (PLA). Полимолочная кислота — это материал с низким воздействием на окружающую среду, поскольку ультрафиолетовые лучи и вода быстро разлагают ее основные цепи, а ее отходы разлагаются в окружающей среде.

Применение полиэфирных смол

Полиэфирная смола — это общее название для полимеров, содержащих сложноэфирные группы в основной цепи. Типичным примером является полиэтилентерефталат (ПЭТ), который обладает превосходной термо- и морозостойкостью и используется для изготовления тары для напитков. Полиэфирная смола также используется в качестве волокна. Помимо ПЭТ, в качестве полиэфирного волокна также используются полибутилентерефталат (ПБТ) и политриметилентерефталат (ПТТ).

Существуют также ненасыщенные полиэфирные смолы, которые имеют ненасыщенные связи в своих молекулах. FRP используется в различных отраслях промышленности, включая самолеты и другие транспортные компоненты, строительные материалы, спортивные товары и компоненты, связанные с космосом, такие как ракеты.

Процесс производства полиэфирных смол

Полиэфирная смола получается путем реакции полимеризации, в которой карбоновая кислота COOH и спирт OH дегидратируются и конденсируются с образованием сложноэфирных связей. Существует два метода производства полиэфирных смол: метод обмена эфира с использованием диметилтерефталата в качестве сырья и метод прямой полимеризации с использованием терефталевой кислоты в качестве сырья. Метод прямой полимеризации в настоящее время используется в основном.

Катализаторы на основе сурьмы в прошлом были катализаторами полимеризации. Тем не менее, произошел переход к новым катализаторам, которые не используют тяжелые металлы, и в настоящее время используются титановые и германиевые катализаторы. Различные компании все еще разрабатывают новые катализаторы, такие как титановые и германиевые.

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) — типичный полиэфир. Реактивная ненасыщенная полиэфирная смола получается путем смешивания полимеризуемого винилового мономера с базовым полимером, полученным реакцией полимеризации многоосновной кислоты и многоатомного спирта через дегидратационную конденсацию и радикально-каталитическую полимеризацию. Свойства смолы сильно различаются в зависимости от химической структуры мономера в бисфеноле и других мономерах.

Стабильность и переработка полиэфирных смол

Полиэфирные смолы являются более стабильными материалами, чем другие смолы. Например, полиэтилентерефталат (ПЭТ) обладает превосходной термо- и химической стойкостью. С другой стороны, ПЭТ имеет сложноэфирные связи, которые вызывают реакции гидролиза в щелочных водных растворах. Кроме того, при высоких температурах и высокой влажности он подвергается реакции гидролиза с нейтральной водой, поэтому рассматривается его применение для переработки ПЭТ.

Также активно разрабатываются полиэфирные смолы с биоразлагаемыми свойствами, типичным примером которых является полимолочная кислота (PLA). УФ-излучение и вода ускоряют гидролиз основной цепи полимолочной кислоты, что приводит к быстрому снижению молекулярной массы. Поэтому его можно разбирать и переформовывать после использования, разлагая отходы без каких-либо остатков в окружающей среде.