Mn661不饱和聚酯树脂耐啤酒腐蚀性能研究

齐双春

(衡水学院 化工学院，河北 衡水 053000)

Mn661不饱和聚酯树脂是衡水市兴化化工厂生产的一个产品，它属于乙烯基酯不饱和聚酯树脂，是由甲基丙烯酸对E51环氧树脂改性，在溶于苯乙烯制备的，由于分子中的酯键周围具有较大的苯环结构，对酯键起到了屏蔽保护作用，因而其具有耐腐蚀性能，同时由于分子中含有双键，可以进行自由基固化，因而也具有很好的工艺性能。

啤酒是当今世界上消耗量排名前三的饮料，是一种起源相当久远的酒精型饮料，酒精度一般在10左右，同时啤酒也含有谷氨酸成分，因而啤酒具有一定程度的腐蚀性。

目前储存、输送啤酒的容器与管道，或为不锈钢、铝、铅等金属材质，或为玻璃材质，或为木质材质等，用玻璃钢材质的容器与管道储存、输送啤酒，还很少。

Mn661不饱和聚酯树脂作为一种耐腐蚀树脂，对其耐酸、碱、食用醋、酱油等的耐腐蚀性能研究很多[1-3]，对其耐啤酒腐蚀性能的研究还未见报道，本文通过浸泡法研究Mn661不饱和聚酯树脂耐啤酒腐蚀性能，得出耐腐蚀数据，对有关玻璃钢容器与管道的选材设计具有一定的指导意义。

1 实验部分

1.1 仪器与药品

恒温水浴锅、烧瓶、烧瓶夹、回流冷凝管、铁架台、冷凝管夹、洗耳球、移液管(2mL)、玻璃棒、胶管、烧杯、切割打磨机、轧辊、分析天平、游标卡尺、万能试验机、巴氏硬度计，以上所有的仪器设备均由衡水学院应用化学系实验室提供。

Mn661乙烯基酯树脂、过氧化甲乙酮(固化剂、MEKP，1.0mL/120g)、环烷酸钴(促进剂、Co，0.9mL/120g)、聚酯薄膜、短切毡、表面毡等，上述药品均由衡水学院应用化学系有机实验室提供。

“老白干”啤酒、“雪花”啤酒、蒸馏水等均由衡水学院应用化学系提供。

1.2 玻璃钢(FRP)试样的制备

按标准GB/T 3857-2005制备玻璃钢试样。

(1)过程中通过不断调整固化剂甲乙酮和促进剂环烷酸钴的使用量来调节乙烯基酯聚酯树脂的室温胶凝时间，将其调节至30分钟左右。

(2)对玻璃钢试样进行糊制，先将光亮、干净的聚酯薄膜放在处理好的洁净玻璃板上，倒入已调配好的树脂胶液，再依次铺上两层的表面毡，用滚轴滚压将树脂均匀平铺，继续滚压来赶尽气泡。然后使用同样的操作方法在表面毡上依次糊上3层短切毡和两层表面毡，最后在上面铺一层聚酯薄膜后继续赶出气泡即可完成(表面毡和的短切毡均为增强材料)。保证试块厚度为3mm。

(3)玻璃钢试样的固化脱模：将糊制的玻璃钢试样室温下固化2.5h后，脱模，然后室温下固化24h，80℃环境下固化2h，固化过程结束。

(4)加工玻璃钢试样样块：通过切割机，将玻璃钢试样切割成长为8cm，宽为1.5cm的试块，并将切口修整好后用石蜡封边，试样样块的制备即可完成。

1.3 试样测试

按照GB/T 3857-2005标准对提前制备好的试样样块的质量、厚度、巴氏硬度和弯曲强度进行测定，使用万能试验机测量弯曲强度(3次取平均)，使用分析天平测质量(3次取平均)、游标卡尺测量厚度(随机3点取平均)、巴氏硬度计测巴氏硬度(随机3点取平均)，各测试数据需要三组并取平均值，来保证实验数据的准确性。

1.4 试样耐腐蚀性实验

通过一系列的实验探究啤酒对Mn661不饱和聚酯树脂的腐蚀情况，选择的实验方法是选择不同的温度下对试块进行浸泡研究。将制备好的玻璃钢试样分别放入圆底烧瓶中，分成两组，每组四个，在这两组烧瓶中分别倒入"老白干"啤酒和"雪花"啤酒，将玻璃钢试样浸泡其中，然后将烧瓶放到16℃、24℃、32℃、40℃的恒温水浴锅中，接通冷却水。浸泡时间为14天。实验过程中要观察记录试样表面的变化和啤酒的颜色与状态。实验结束后，将样块取出，多次冲洗后擦干并将其放置通风处自然晾干，待晾干后再按照1.4中所述测定试样的质量、厚度、弯曲强度和巴氏硬度，并计算相应的保留率(试验后的数据值/实验前的数据值×100%)。

2 结果讨论

2.1 不同温度、不同种类啤酒对Mn661UPR腐蚀性能影响

不同温度、不同种类啤酒对Mn661UPR的腐蚀性能影响如下图1,图4所示。

图1 不同温度下Mn661UPR玻璃钢试块厚度保留率

图2 不同温度下Mn661UPR玻璃钢试块质量保留率

图3 不同温度下Mn661UPR玻璃钢试块巴氏硬度保留率

从图1以及图2可以看出，随着温度的升高，在啤酒浸泡下的Mn661玻璃钢试块的厚度保留率和质量保留率整体上是呈现上升趋势的。从图3和4可以看出，Mn661玻璃钢试块的弯曲强度保留率、巴氏硬度保留率随着温度增加，呈下降趋势，说明啤酒对玻璃钢试块发生了一定程度的腐蚀。并且，老白干啤酒较雪花啤酒对试块腐蚀稍强。啤酒主要是通过以下两种方式对Mn661玻璃钢试块造成腐蚀作用：一个是啤酒介质会扩散到玻璃钢试块的分子里面，引起试块的厚度和质量发生改变，一般情况下会有所增加，同样也会造成试块的巴氏硬度和弯曲强度发生下降现象；另一个是啤酒中的谷氨酸分子会损坏玻璃钢试块分子中的酯键官能团，从而使分子发生降解现象，造成试块的质量、厚度、巴氏硬度和弯曲强度下降。介质温度升高，啤酒中的谷氨酸分子损坏酯键的速度加快[4-5]。

图4 不同温度下Mn661UPR玻璃钢试块弯曲强度保留率

2.2 玻璃钢试块及啤酒介质浸泡前后的变化

表1 浸泡前后MN661UPR玻璃钢试样表面与介质变化情况

老白干啤酒雪花啤酒浸泡前试块表面洁净有光泽,啤酒澄清试块表面洁净有光泽,啤酒澄清16℃浸泡后试块表面洁净有光泽,啤酒澄清试块表面洁净有光泽,啤酒澄清24℃浸泡后试块表面洁净有光泽,啤酒试块表面洁净有光泽,啤酒澄清32℃浸泡后试块表面洁净有光泽,啤酒澄清试块表面洁净有光泽,啤酒澄清40℃浸泡后试块表面洁净有光泽,啤酒澄清试块表面洁净有光泽,啤酒澄清

3 评价方法

耐腐蚀性能良好：质量增加小于3%或者减少小于0.5%，强度的保留率需大于85%，硬度的保留率大于85%，介质、试样无明显变化。

耐腐蚀性能一般：质量增加3%～8%或减少0.5%～3%，强度的保留率需在80%～85%之间，硬度的保留率需在80%～85%之间，介质的颜色略微改变，试样表面保持光泽。

不耐腐蚀：质量增加大于8%或者减少大于3%，强度保留率小于80%，硬度的保留率小于80%，介质、试样颜色有明显的变化[15-16]。

4 结论

根据实验数据、浸泡前后试样和啤酒介质的变化分析得出在40℃以下Mn661UPR耐老白干啤酒和雪花啤酒腐蚀。