2004年第4期玻璃鋼/復合材料1新型低收縮添加劑研究段華軍,王鈞,楊小利(武漢理工大學,武漢430070)摘要:本文研究了 自制低收縮添加劑用量對不飽和聚酯樹脂固化收縮率與力學性能的影響。結(jié)果表明在不飽和聚酯樹脂中加入20%的該類低收縮添加劑樹脂的固化收縮率為2.1% ,彎曲強度保有率為88% ,彎 由模量沒有明顯變化;并利用SEM對加有低收縮添加劑的樹脂固化試件的斷面形貌進行了表證分析了低收縮添加劑的作用機理。關(guān)鍵詞:低收縮添加劑;固化收縮率;不飽和聚酯樹脂;機理中圖分類號: TQ327.1文獻標識碼: A文章編號: 1003 - 0999 ( 2004) 04-0011-03不飽和聚酯樹脂( UPR )由于工藝性能良好適機理。合于多種成型工藝如手糊、模壓、拉擠和注射等,但1實驗部分在.上述成型過程中存在一個共同缺陷-制品的固化1.1 原材料及LPA配制收縮率大。眾所周知,UPR體積收縮率一般為 6~191不飽和聚酯樹脂、苯乙烯、過氧化甲乙酮、10%。在UPR中加入適量的低收縮添加劑或低輪環(huán)烷酸鈷及熱塑性聚合物WD等均為工業(yè)品原料。廓添加劑(LPA)可顯著降低制品的收縮率。因而,WD為無色透明的顆粒狀聚合物溶于苯乙烯。為對低收縮率添加劑的制備及機理研究引起了人們廣了增加WD在樹脂中的相容性先將WD與本乙烯泛的關(guān)注1~3]。配成-定濃度的溶液配制過程需要邊加熱邊攪拌,LPA的研究和發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段:①非加熱溫度為50~ 60C ,時間約0.5~ 1h?；靹蚝蟮臉O性低收縮添加劑,以聚苯乙烯( PS )為代表此類低低收縮添加劑為無色透明的粘稠液體。收縮添加劑與樹脂的相容性差在樹脂固化前與樹1.2測試脂為兩相體系較簡單的利用熱塑性塑料的受熱膨先將樹脂與-定量低收縮添加劑混勻然后加脹性來抑制樹脂的固化收縮;②非極性低收縮添加入固化劑并攪勻。在經(jīng)過標定的定量容器中加入計劑與極性低收縮添加劑之間的過渡類型。以聚甲基量的樹脂膠液測得樹脂膠液固化前的體積V,,用丙烯酸甲酯(PMMA)為代表此類低收縮添加劑由排水法測得膠液固化后的體積V2則該樹脂體系的于其極性增加在樹酯中的穩(wěn)定性有所提高固化時固化體積收縮率為( V1- V2 )/V; x 100%樹脂澆鑄體與樹脂的分相結(jié)構(gòu)得以改善玻璃鋼制品的收縮率的彎曲強度及彎曲彈性模量的測試按GB2570-81.得到控制③極性低收縮添加劑。以聚醋酸乙烯酯進行。設(shè)備為深圳瑞格爾儀器有限公司的RGT-30(PVAcf4]為代表此類低收縮添加劑與樹脂相容性型微機控制電子萬能材料試驗機。樹脂澆鑄體試件好樹脂固化前與LPA為一相體系,固化后均勻分的彎曲強度測試完畢后,用掃描電鏡觀察其斷裂面相具有十分優(yōu)良的低收縮效果能使玻璃鋼制品的形貌。設(shè)備為日本電子株式會社的JSM-5610LV型.收縮率達到0.05%以下或達到零收縮缺點是制品掃描電子顯微鏡。的機械強度差;④組合型LPA。此類低收縮添加劑2結(jié)果與 討論的代表有嵌段型的醋酸-苯乙烯聚合物、接枝型的2.1 低收縮添加劑用量對樹脂固化收縮率的影響芯殼聚合物等,它們在內(nèi)著色、低收縮、力學強度等在191樹脂中加入不同用量的自制低收縮添加方面具有良好的綜合性能。本文自制的低收縮添加劑所測得的固化收縮率變化見圖1。劑屬于組合型LPA。本文主要研究了自制低收縮添從圖1可以明顯看出隨著低收縮添加劑用量加劑用量對UPR固化收縮率與力學性能的影響并的增加樹脂的固化收縮率呈下降趨勢。純191樹利用SEM對加有低收縮添加劑的樹脂固化試件的脂的中國煤化工加入20%LPA后其固.斷面形貌進行了表征分析了低收縮添加劑的作用化收YHCNMHGg可見,低收縮添加收稿日期: 2004-01-17作者簡介:段華軍(1974- ),男,講師,碩士。.FRP/CM 2004.No.412新型低收縮添加劑研究2004年7月劑具有十分顯著的低收縮特性。當LPA用量在脂澆鑄體的彎曲強度逐漸降低。純191樹脂的彎曲20%以內(nèi)樹脂固化收縮率下降較快;當其用量大于強度為74.4MPa ,當加入20%LPA后彎曲強度為20%后樹脂的固化收縮率變化趨于平緩。65.3MPa強度保有率為88% ,且 彎曲彈性模量變化不大;當其用量超過20%后,彎曲強度下降變快。105LPA的最佳用量為20%。2.3固化試件的斷面形 貌觀察號用SEM對UPR與LPA/UPR體系固化試件的斷面形貌進行表征,見圖3、4。02030LPA/W%圖1 LPA用量對樹脂固化收縮率的影響2.2低收縮 添加劑用量對樹脂力學性能的影響在191樹脂中加入不同用量的自制低收縮添加.劑所測得樹脂澆鑄體的彎曲強度見圖2。20ku X1:909 10Mm 2 JSMr5618Lu80「圖3純UP樹脂固化試件斷裂面0t50 t◆.40010LPA/w%20kUmphtee F 百mEM5d OL圖2LPA用量對樹脂澆鑄體彎曲強度的影響圖4 UP樹脂中加入20% LPA固化試件斷裂面由圖2可知隨著低收縮添加劑用量的增加樹O;受熱:O:冷卻膨脹收縮圖5 LPA 作用機理圖3是純UP樹脂固化試件斷面的形貌。圖4.UPR/LPA體系在自由基作用下,UPR 與苯乙烯、UP是UPR中加入20% LPA固化試件斷面的形貌。圖5與UP、苯乙烯與苯乙烯之間將進行聚合反應。隨著是LPA作用機理示意。可以明顯看出純UPR樹脂交聯(lián)中國煤化工中游離苯乙烯的濃度固化體系為均相結(jié)構(gòu)而加有LPA的UPR樹脂固化逐漸iYHCNMHG上述三種聚合反應的體系中存在大量孔穴這是UPR樹脂固化時LPA收速度要慢LPA對本厶烯起畜積作用,并逐漸分離成縮引起的。根據(jù)LPA膨脹抵消UPR收縮理論5]，--相。當交聯(lián)聚合反應達到最高峰時連續(xù)相及分FRP/CM 2004. No.42004年第4期玻璃鋼/復合材料1散相中的所有不飽和鍵都參與反應聚合反應形成達88%而彎曲彈性模量變化不大。的熱量使處于相分離狀態(tài)的LPA膨脹抵消了聚酯參考文獻因固化交聯(lián)引起的收縮。隨著體系溫度的下降,[1] 馮青平薛忠民曾鴻鳴.低收縮添加劑的研究進展及發(fā)展方向LPA和已固化的聚酯同時收縮。由于已固化聚酯的[J].玻璃鋼/復合材料2001(1)46-49.[2] Li W Lee L J. Low tenmerature cure of unsalurated polyester resins with收縮速率比LPA小得多，從而在兩者界面處分離形thermoplastic additives II : Stucture formation and shrinkage control成孔穴圖5說明了這一過程圖4較好地驗證了這mechanisn[ J]. Polymer ,2000 41( 2 ) r697-710.一機理。3]鄢南邦王麗吳良義.低收縮型不飽和聚酯的研制J ]熱固性3結(jié)語樹脂2001 ,16(2)14-18.[4] K E Atkins , R L Seats ,G C Rex. New development in low profile ad-自制低收縮添加劑對不飽和聚酯樹脂具有良好ditives : low viscsity poly( vinyl acetate)IPA' s[ A ] Intemnational的低收縮效果在該UPR樹脂中加入20%低收縮添Composites Expo Proceeding[ C ] ,1998. session 5-D.加劑樹脂的固化收縮率為2.1% ,彎 曲強度保有率[5]尚鋼連軍王繼輝.SMC/BMC低收縮添加劑發(fā)展動態(tài)及趨勢[J]玻璃鋼/復合材料1998 (6):40-41.STUDY ON NEW TYPE OF LOW PROFILE ADDITIVEDUAN Hua-jun , WANG Jun , YANG Xiao-li( Wuhan University of Technology , Wuhan 430070 , China )Abstract : This paper studies the self - made low profile additive and its influence on shrinkage rate and mechanicalpropeties of UP resin. It shows that after adding 20% low profile additive to the UP resin , the shrinkage rate of curedresin is 2.1%，the retention rate of bending strength is 88% and no change in flexural modulus. Using SEM character-izes the fractured UP samples with the low profile additive and analy zes the mechanism of the low profile additive .Key words : low profile additive ; shrinkage rate ; UP resin ; mechanism(上接第42頁)[8]梅啟林.改性酚醛泡沫材料的研究[J]武漢理工大學學報,[11 ]錢瑞莉等.聚氨酯改性酚醛泡沫塑料J].遼寧化工,19946(6):2002 ,24(6) 22-24.18-20.[9]石曉.酚醛泡沫塑料的共混改性研究[J]材料開發(fā)與應用,[12]伊廷會.高性能酚醛樹脂改性研究進展[J]化工進展,2001 ,2000 ,.5(6);11-13.(9)13-16.[ 10]鄭秀蘭.酚醛泡沫塑料的研制J]河南化工2000(1) :15-16.[13]方科等.高性能摩阻材料用酚醛樹脂[ J]北京化工大學學報,1999 ,26(4)33-35.STUDY OF PHENOLIC FOAM TOUGHENING MODIFICATIONLI Shao-tang , GE Dong-biao , WANG Shu-zhong , HU Fu-zeng( Institute of Material Science and Engineering ，East China Universityof Science and Technology , Shanghai 200237 , China )Abstract : In this paper the additives used in phenolic foaming are introduced in details and the mechanisms are al-so discussed. The diferent toughening methods of phenolic foam are described systematically.Key words : phenolic foam ; foaming additives ; toughening modification ; blending ; chemical toughening中國煤化工MHCNMHGFRP/CM 2004.No.4