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不饱和聚酯改性在FRP中的应用

文章来源:新意玻璃钢 已有次个人浏览并咨询 打印 发表时间:2014-08-12 08:58

不饱和聚醋树脂是热固性树脂主要品种之一。纯不饱和聚醋树脂固化后成为热固性材料,其力学强度较低,难以满足大部分应用领域的要求,一般要用玻璃纤维增强使其成为一种复合材料。不饱和聚醋树脂是近代塑料工业发展中的一个重要品种,主要分为增强和非增强系列,可广泛应用于工业、农业、交通、运输、建筑以及国防工业等诸多领域。

我国玻璃钢增强制品主要有冷却塔、船艇、化工防腐设备、车辆部件、门窗、活动房、卫生设备、食品设备、娱乐设备及运动器材等。非增强制品的主要品种有家具涂料、宝丽板、纽扣、仿象牙和仿玉工艺品、人造大理石、人造玛瑙、人造花岗岩等。

不饱和聚酯性能弱点

固化时体积收缩率大,成型时气味和毒性较大,耐热性、强度和模量都较低,韧性差,易变形。耐有机溶剂的性能差,不饱和聚酯分子结构中含有不饱和的双键而具有双键的特性——在高温下,会发生双键打开、相互交联而自聚;通过双键的加成反应,而与其它烯类单体发生共聚;在一定条件下,双键还易被氧化,致使聚酯质量劣化。聚酯中的酯键易被酸、碱水解而破坏其应有的物理、化学性能,聚酯本身发生降解。

改性方法及改性后性能

1、低收缩改性。不饱和聚酯树脂固化收缩率要求低收缩甚至零收缩。制备这种不饱和聚酯树脂的方法主要是在树脂中引入低收缩剂,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或邻苯二甲酸二丙烯酯等。如利用通过共聚反应合成的一端接PVAc,一端接PS的低收缩剂,既能够得到收缩率好的制品,又能获得良好的着色效果。

2、增韧改性。UPR 固化后脆性大,冲击强度差,为了提高聚酯制品的抗冲击性能,往往需要对UPR 进行韧性改性

从UPR 分子主链角度考虑,引入的长链结构越多,分子越柔顺,在力学性能上则表现为冲击强度提高。在合成UPR时,引入长链醇与长链酸是最简便的方法,常见的二元醇有一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、聚乙二醇;二元酸有己二酸等。长链醇与长链酸被引入后,都能使UPR柔韧性提高,同时降低了树脂的强度。

提高分子主链对称性,也可以提高UPR 的柔韧性。

通过对UPR 添加某些热塑性弹性体,也可以提高树脂制品的韧性。常用的共混改性用的热塑性弹性体如:液体橡胶、液体聚氨酯等。这种改性体系呈现均相结构的特点,能有效地传递应力,充分发挥橡胶本身的柔韧性,减少了外力对树脂基体的破坏。如用已废硫化胶粉(RP)作为活性填料来改性以UPR为基体树脂的团状模塑料(BMC)。当RP 填充到树脂中时, 发现冲击强度得到提高, 固化收缩率也进一步降低。

一种聚合物在另一种聚合物中发生交联反应,形成互穿网络结构(IPN)也可增韧UPR,这是UPR增韧的新途径。

若是物理方法,可以通过添加其它组分,如刚性粒子等来达到增强增韧效果。

3、阻燃改性。提高UPR 阻燃性有2 种途径: 一种是选用具有阻燃性的树脂,如金陵帝斯曼的S320—907树脂等;另一种就是向UPR 中添加阻燃剂。

4、耐介质改性。在强腐蚀或溶剂的条件下使用,这会使UPR 的填料渗出或结构变化,发生降解或交联等现象,从而失去其优良特性。这种工作环境就需要耐介质强的UPR,通常可与稳定的原料反应达到增强耐介质性的目的。也可通过封端来达到改性目的。

5、其他改性方法。使用可以降解的植物纤维替代传统的玻璃纤维增强UPR。研究发现,用25%竹纤维和75%玻璃纤维的混合物制备的复合材料力学性能较好,拉伸强度37MPa,弯曲强度140MPa,冲击强度32kJPm2。使用木粉改善UP的性能,发现复合材料(木粉PUP)的压缩强度比UP大幅度提高。

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