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前言

乙烯基酯樹脂（VE）是環(huán)氧樹脂開環(huán)與一元不飽和羧酸加成反應(yīng)而成，具備環(huán)氧樹脂耐腐蝕性好的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于耐腐蝕場合，如除霧器、電解槽、冷卻塔等領(lǐng)域；腐蝕介質(zhì)分為酸性、堿性、鹽溶液三大類，因VE分子結(jié)構(gòu)中無與酸、鹽反應(yīng)官能團(tuán)，均呈現(xiàn)較好的耐酸、鹽腐蝕的特性。

VE合成過程中，環(huán)氧基開環(huán)，在分子鏈上引入酯基基團(tuán)，酯基容易發(fā)生堿式水解，此反應(yīng)為不可逆反應(yīng)，造成材料破壞，水解速度受分子結(jié)構(gòu)、環(huán)境溫度、堿液濃度的影響，因此堿性環(huán)境需選定特定結(jié)構(gòu)耐腐材料。

堿性環(huán)境包括堿液槽、罐等領(lǐng)域，多采用樹脂增強(qiáng)玻璃纖維的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，除腐蝕作用，還存在滲透、溶脹、芯吸作用，為排除以上因素帶來的干擾，本文只對樹脂澆鑄體耐堿性能進(jìn)行研究。

VE按所用環(huán)氧類型可分為雙酚A型VE、酚醛型VE兩大類，不同結(jié)構(gòu)VE對不同接觸耐腐蝕性能也不盡相同，經(jīng)學(xué)者研究，介質(zhì)溫度、濃度、酯基密度、相鄰基團(tuán)空間保護(hù)位阻是影響材料耐堿性腐蝕的主要因素，從分子結(jié)構(gòu)角度上看，如果能夠有效減緩酯基受環(huán)境條件的腐蝕作用，可提高材料的耐堿性能，目前，市場上耐堿腐蝕樹脂以雙酚A型VE為主。

本文對低酯基密度雙酚A型VE在80℃質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%NaOH溶液中耐腐蝕性能進(jìn)行研究，同等試驗(yàn)條件下與對比樣A（高酯基密度雙酚A型VE）、對比樣B（雙酚A型VE、酚醛型VE混合結(jié)構(gòu)）、對比樣C（酚醛型VE）、對比樣D（雙酚A型不飽和聚酯樹脂）樹脂耐堿性能對比，測試材不同樹脂在NaOH溶液中彎曲強(qiáng)度保留率、彎曲模量保留率、質(zhì)量保留率、厚度變化率、巴柯爾硬度保留率等指標(biāo)，評判材料耐堿腐蝕性能優(yōu)劣，此次試驗(yàn)，堿液溫度80℃，材料經(jīng)受腐蝕、高溫綜合作用。

本文試驗(yàn)為測試樹脂澆鑄體在80℃條件下耐堿性能，排除其它因素干擾，可比較不同類型樹脂耐堿性能，通過積累防腐蝕數(shù)據(jù)，為耐堿項(xiàng)目選材提供依據(jù)，對行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料

低酯基密度VE：MFE711雙酚A型VE，工業(yè)級，華東理工大學(xué)華昌聚合物有限公司；對比樣A，雙酚A型VE，酯基密度較MFE711高50%；對比樣B，雙酚A/酚醛VE混雜結(jié)構(gòu)；對比樣C，酚醛型VE；對比樣D，雙酚A型不飽和聚酯樹脂；固化劑（M-50過氧化甲乙酮）：工業(yè)級，阿克蘇諾貝爾公司；質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%NaOH溶液：自配。

1.2儀器

Instron3382力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)，英斯特朗；FA200N電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；BY-4030測厚儀，揚(yáng)州博裕試驗(yàn)機(jī)械廠；HBA-1巴氏硬度計(jì)，東莞市展鵬電子儀器有限公司；DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司。

1.3制備方法

澆鑄體彎曲樣條制備：鋼化玻璃夾持4mm限位隔套制成中空模具，樹脂加入固化劑抽真空脫泡，倒入模具固化，24h脫模，雕刻機(jī)加工彎曲試樣，試樣尺寸100mm*15mm，室溫放置24h。

質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%NaOH溶液制備：稱取250gNaOH緩慢加入750ml去離子水中，攪拌均勻，倒入聚乙烯容器，靜置至溶液清亮，取樣標(biāo)定，質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)整至25%。

彎曲試樣80℃堿液浸泡處理：彎曲試樣放入盛有NaOH溶液容器中，用墊片隔開，保證試樣周圍充滿溶液，密封容器，放入80℃烘箱，測試0、35、70、105、140、280、560、700天性能指標(biāo)。

1.4性能測試

彎曲強(qiáng)度保留率、彎曲模量保留率：彎曲強(qiáng)度按GB/T2567-2008測試，與起初彎曲強(qiáng)度比值為強(qiáng)度、模量保留率。

質(zhì)量保留率：使用四位數(shù)天平稱取彎曲試樣質(zhì)量，記錄初始值，堿處理一定時(shí)間后，將表面處理干凈，稱重，計(jì)算質(zhì)量保留率。

巴柯爾硬度：按照ASTMD2583-2013測試。

厚度：經(jīng)高溫堿液浸泡過的彎曲試樣使用刮刀、濾紙將表面腐蝕層處理干凈，測試試樣剩余有效厚度。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1不同類型樹脂基礎(chǔ)性能對比

材料耐堿溶液腐蝕性與材料類型有關(guān)，試驗(yàn)?zāi)康氖菧y試低酯基密度VE與其它類型樹脂高溫耐堿性能區(qū)別，設(shè)計(jì)四個(gè)對比樣，分別為高酯基密度雙酚A型VE、混合型、酚醛型VE、雙酚A型UP，基礎(chǔ)性能見表1。

表1不同類型樹脂性能對比

雙酚A型VE、酚醛VE分子結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。

圖1雙酚A型VE分子結(jié)構(gòu)

圖2酚醛型VE分子結(jié)構(gòu)

2.2不同樹脂耐腐蝕性對比

通過測試材料力學(xué)性能變化可反饋材料受腐蝕情況，因彎曲試樣尺寸規(guī)整，與拉伸強(qiáng)度啞鈴型試樣相比，加工方便，離散性小，因此選用彎曲強(qiáng)度和彎曲模量保留率衡量材料受腐蝕情況。

不同樹脂彎曲強(qiáng)度、彎曲模量保留率曲線如圖3、圖4所示。

圖3不同樹脂彎曲強(qiáng)度保留率曲線

圖4不同樹脂彎曲模量保留率曲線

不同樹脂質(zhì)量保留率、厚度變化率如圖5、圖6所示。

圖5不同樹脂質(zhì)量保留率曲線

圖6不同樹脂厚度變化率曲線

不同樹脂巴柯爾硬度保留率如圖7所示。

圖7不同樹脂巴柯爾硬度保留率曲線

通過測試，得出以下結(jié)論：

彎曲強(qiáng)度保留率：MFE711＞對比樣A＞對比樣B＞對比樣C＞對比樣D

彎曲模量保留率：MFE711＞對比樣A＞對比樣B＞對比樣C＞對比樣D

質(zhì)量保留率：MFE711＞對比樣A＞對比樣B＞對比樣C＞對比樣D

厚度變化率：MFE711＜對比樣A＜對比樣B＜對比樣C＜對比樣D

巴柯爾硬度保留率：MFE711＞對比樣A＞對比樣B＞對比樣C＞對比樣D

綜合幾項(xiàng)指標(biāo)可見，低酯基密度雙酚A型VE（MFE711）耐腐蝕性最好，腐蝕浸泡600天，彎曲強(qiáng)度保留率75%，其余各項(xiàng)指標(biāo)無明顯下降，相反，彎曲模量、硬度等指標(biāo)略有增加，而其它類型樹脂在浸泡30天后性能大幅降低，同為雙酚A型對比樣A，因其酯基密度高，耐堿腐蝕時(shí)間也僅為70天，因此低酯基密度VE在高溫耐堿領(lǐng)域具有較大優(yōu)越性。

3、結(jié)論

本文對不同類型樹脂在80℃、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%NaOH溶液中耐腐蝕性能進(jìn)行對比研究，結(jié)果表明：

（1）不同類型樹脂耐25%NaOH溶液效果存在較大差異。對比結(jié)果表明，雙酚A型VE耐腐蝕性能最好，酚醛型VE其次，雙酚A型UP最差。

（2）酯基密度對材料耐腐蝕性能影響較大。低酯基密度VE浸泡600天，彎曲強(qiáng)度保留率75%以上，彎曲模量保留率105%，質(zhì)量保留率98.6%，有效厚度變化率小于0.5%，巴柯爾硬度保留率108%；相比同類型高酯基雙酚A型VE（對比樣A）耐腐蝕壽命提高8倍以上。

作者：小七