不飽和聚酯復材改性2

    不飽和聚酯樹脂(UPR)具有良好的力學性能、電學性能和耐化學性能,而且原料易得和價格低廉,其復合材料被廣泛應用于交通、建材、電子等工業,近20年來在全發展迅速。隨著科學技術的發展與各種應用的需求,對不飽和聚酯樹脂(UPR)復合材料性能的要求越來越高,也促進了它的開發和應用。介紹了幾種新開發和應用的不飽和聚酯樹脂(UPR),并且綜述了不飽和聚酯(UPR)復合材料改性方面的新發展,具體敘述了不飽和聚酯(UPR)復合材料,在表面、界面、低收縮改性以及天然纖維,和無機物增強方面的研究,著重介紹了不飽和聚酯(UPR)層狀硅酸鹽納米復合材料的制備和性能。對此分別一一作了介紹:UPR復合材料的表面氟化改性;UPR/玻璃纖維復合材料的界面改性;UPR復合材料的低收縮改性;天然纖維增強;UPR/無機物復合材料;UPR/層狀硅酸鹽納米復合材料。
    2、UPR/玻璃纖維復合材料的界面改性
    大多數不飽和聚酯(UPR)樹脂是用玻璃纖維增強,復合材料的力學性能由纖維、基體以及纖維-基體的界面粘合力所決定。纖維與基體之間的粘合力可能受以下因素影響:吸附、濕潤、物理粘附、界面擴散、靜電吸引力和化學鍵。界面粘合力的強度影響復合材料的終性能。如果復合材料中的基體與增強材料之間的粘合力低,應力不能有效地從基體轉移到增強相,導致在弱的界面過早斷裂。因此,玻璃纖維增強不飽和聚酯的研究,主要集中在界面的行為特征、界面改性以及纖維-基體界面,對復合材料力學性能的影響。
    (1)加入硅烷偶聯劑作表面活性劑
    硅烷偶聯劑通常用于改善UPR與填料或增強材料的粘合力,偶聯劑一方面與玻璃纖維反應,另一方面通過一個或多個反應基團與基體樹脂偶聯。也可以用柔軟的聚有機硅氧烷接枝,來改善玻璃纖維與不飽和聚酯的相容性,改性后大大提高了玻璃纖維與樹脂的粘合力。Lee用γ-甲基丙烯三甲氧基硅烷(γ-MPS),作為表面改性劑處理玻璃纖維使表面能降低,玻璃纖維/UPR復合材料的孔隙數量減少,彎曲強度和彎曲模量提高,模具進出口部位的彎曲性能差減少。
    (2)提高纖維潤濕性
    在RTM的加工過程中,纖維潤濕是一個重要因素。纖維的潤濕性差,則容易生成孔隙,纖維-基體粘合力低,導致力學性能和表面質量降低。在RTM復合材料中孔隙的數量受到下列因素的影響:在基體樹脂中原有的氣泡、在注入樹脂時形成的孔隙、在固化過程中孔隙的增長和收縮??紫兜臄盗窟€受液體樹脂的宏觀流動和微觀流動的影響。微觀流動與表面張力和毛細管壓力有關,要產生良好的微觀流動,必須保證纖維的潤濕性良好,才能使復合材料的孔隙少、力學性能好。特別在壓力低的情況下,基體表面張力而產生的毛細管壓力顯得越來越重要。
    (3)改善不飽和聚酯的柔性
    Rot研究了玻璃纖維不飽和聚酯樹脂界面性能對復合材料的拉伸性能的影響。不飽和聚脂的不飽和度和線性乙二醇醚的用量對拉伸強度影響很大。線形乙二醇醚的不飽和度越低、含量越高則柔性越好,更有利于改善UPR與玻璃纖維的粘合力,提高復合材料的拉伸強度。界面粘合力的改善可能是由于減少了UPR的空間位阻,提高了玻璃纖維與基體的相互作用。