介绍了不饱和聚酯树脂收缩机理,探讨了包括CaCO3粉,高岭土和氢氧化铝粉,硫酸钙晶须以及碱式硫酸镁晶须等无机填料和聚氨酯弹性体、组合型热塑性树脂、小分子物质等低收缩添加剂,以及改变原材料和成型工艺对不饱和聚酯树脂收缩率的影响。最后对低收缩不饱和聚酯树脂改性方法的发展前景进行了展望。
标签:不饱和聚酯树脂;收缩率;低收缩添加剂
不饱和聚酯树脂(UPR)是树脂基复合材料中应用最广泛的3大基体树脂材料之一,其综合性能优良,具有良好的加工性能、机械性能、耐腐蚀性能以及电子绝缘性能,因此被广泛应用于汽车组件、电力工程、化学工业等领域。但UPR材料还存在诸多不足,如耐候性差,老化现象严重,弹性模量低,层间剪切强度低等,特别是其固化收缩率较高(7%~10%),使制品容易产生变形和翘曲,且由于体积收缩而产生的内部应力,可能会导致制品开裂[1]。因此,对于不饱和聚酯树脂的低收缩改性成为研究重点。目前,降低不饱和聚酯树脂收缩率的方法主要是通过添加无机填料和低收缩剂,也可以通过合成新型不饱和聚酯树脂达到降低收缩率的目的。 1 收缩机理
研究指出[2],产生UPR固化体积收缩主要有3方面的原因,其一是不饱和聚酯树脂固化过程中发生交联反应,不饱和双键反应生成饱和单键,交联点上由分子间距离变为键长距离,由此发生的化学反应使占有体积减少。其二是在固化过程中,不饱和聚酯分子链由黏流态的无序分布逐渐转化成有序程度较高的分布,分子排列紧密从而“自由体积”减小。其三是由于固化温度的变化引起的热收缩。不饱和聚酯树脂在固化过程中,反应放热使体系温度升高,当放热与散热达到平衡时体系处于最高温度,之后体系温度逐渐下降,在降温过程中,分子链段热运动逐渐减弱,”自由体积”逐渐减小。最终可归结为占有体积和“自由体积”的减小,前者占27.5%,后者占72.5%。
聚酯丙烯酸酯2 无机填料对收缩率的影响
在不饱和聚酯树脂中常常加入无机填料降低制品成本,改性其加工流动性并增加复合材料的刚性等,与此同时,无机填料还可降低不饱和聚酯树脂的收缩率。常用的无机填料有:CaCO3粉,高岭土和氢氧化铝粉,硫酸钙晶须以及碱式硫酸镁晶须等。