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不飽和聚酯改性在FRP中的應用

文章來源:新意玻璃鋼 已有次個人瀏覽并咨詢 打印 發表時間:2014-08-12 08:58

不飽和聚醋樹脂是熱固性樹脂主要品種之一。純不飽和聚醋樹脂固化后成為熱固性材料,其力學強度較低,難以滿足大部分應用領域的要求,一般要用玻璃纖維增強使其成為一種復合材料。不飽和聚醋樹脂是近代塑料工業發展中的一個重要品種,主要分為增強和非增強系列,可廣泛應用于工業、農業、交通、運輸、建筑以及國防工業等諸多領域。

我國玻璃鋼增強制品主要有冷卻塔、船艇、化工防腐設備、車輛部件、門窗、活動房、衛生設備、食品設備、娛樂設備及運動器材等。非增強制品的主要品種有家具涂料、寶麗板、紐扣、仿象牙和仿玉工藝品、人造大理石、人造瑪瑙、人造花崗巖等。

不飽和聚酯性能弱點

固化時體積收縮率大,成型時氣味和毒性較大,耐熱性、強度和模量都較低,韌性差,易變形。耐有機溶劑的性能差,不飽和聚酯分子結構中含有不飽和的雙鍵而具有雙鍵的特性——在高溫下,會發生雙鍵打開、相互交聯而自聚;通過雙鍵的加成反應,而與其它烯類單體發生共聚;在一定條件下,雙鍵還易被氧化,致使聚酯質量劣化。聚酯中的酯鍵易被酸、堿水解而破壞其應有的物理、化學性能,聚酯本身發生降解。

改性方法及改性后性能

1、低收縮改性。不飽和聚酯樹脂固化收縮率要求低收縮甚至零收縮。制備這種不飽和聚酯樹脂的方法主要是在樹脂中引入低收縮劑,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或鄰苯二甲酸二丙烯酯等。如利用通過共聚反應合成的一端接PVAc,一端接PS的低收縮劑,既能夠得到收縮率好的制品,又能獲得良好的著色效果。

2、增韌改性。UPR 固化后脆性大,沖擊強度差,為了提高聚酯制品的抗沖擊性能,往往需要對UPR 進行韌性改性

從UPR 分子主鏈角度考慮,引入的長鏈結構越多,分子越柔順,在力學性能上則表現為沖擊強度提高。在合成UPR時,引入長鏈醇與長鏈酸是最簡便的方法,常見的二元醇有一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、聚乙二醇;二元酸有己二酸等。長鏈醇與長鏈酸被引入后,都能使UPR柔韌性提高,同時降低了樹脂的強度。

提高分子主鏈對稱性,也可以提高UPR 的柔韌性。

通過對UPR 添加某些熱塑性彈性體,也可以提高樹脂制品的韌性。常用的共混改性用的熱塑性彈性體如:液體橡膠、液體聚氨酯等。這種改性體系呈現均相結構的特點,能有效地傳遞應力,充分發揮橡膠本身的柔韌性,減少了外力對樹脂基體的破壞。如用已廢硫化膠粉(RP)作為活性填料來改性以UPR為基體樹脂的團狀模塑料(BMC)。當RP 填充到樹脂中時, 發現沖擊強度得到提高, 固化收縮率也進一步降低。

一種聚合物在另一種聚合物中發生交聯反應,形成互穿網絡結構(IPN)也可增韌UPR,這是UPR增韌的新途徑。

若是物理方法,可以通過添加其它組分,如剛性粒子等來達到增強增韌效果。

3、阻燃改性。提高UPR 阻燃性有2 種途徑: 一種是選用具有阻燃性的樹脂,如金陵帝斯曼的S320—907樹脂等;另一種就是向UPR 中添加阻燃劑。

4、耐介質改性。在強腐蝕或溶劑的條件下使用,這會使UPR 的填料滲出或結構變化,發生降解或交聯等現象,從而失去其優良特性。這種工作環境就需要耐介質強的UPR,通常可與穩定的原料反應達到增強耐介質性的目的。也可通過封端來達到改性目的。

5、其他改性方法。使用可以降解的植物纖維替代傳統的玻璃纖維增強UPR。研究發現,用25%竹纖維和75%玻璃纖維的混合物制備的復合材料力學性能較好,拉伸強度37MPa,彎曲強度140MPa,沖擊強度32kJPm2。使用木粉改善UP的性能,發現復合材料(木粉PUP)的壓縮強度比UP大幅度提高。

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