不飽和聚酯復材改性7

    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)加工方法對UPR/蒙脫土復合材料結構性能的影響
    Suh等通過不同的加工方法,研究了不飽和聚酯/層狀硅酸鹽納米復合材料的結構性能和機理。結果表明,制備過程對不飽和聚酯/蒙脫土納米復合材料的性能有很大的影響。樣品通過兩種不同的混合方法來制備。種是同步法,它與制備傳統的不飽和聚酯/填料復合材料的方法類似,即不飽和聚酯、苯乙烯單體、有機改性蒙脫土同時在60℃混合3h。第二種是分步法。先將不飽和聚酯與有機改性蒙脫土混合,然后加苯乙烯單體。結果表明,不飽和聚酯/苯乙烯單體不能插層進入未經處理的蒙脫土層間。,在同步混合法中,十二烷基三甲基溴化銨處理過的蒙脫土所制備的納米復合材料,其蒙脫土的層間距從1.84nm增加到3.15nm。這可能是蒙脫土的有機處理有利于增加蒙脫土的濕潤性。通常熱固性聚合物蒙脫土復合材料的玻璃化溫度高于純熱固性聚合物。
    但Suh等的結果表明,不飽和聚酯/有機改性蒙脫土的Tg低于純的不飽和聚酯。眾所周知,影響固化不飽和聚酯的主要因素,是不飽和聚酯的交聯密度。由此可以推斷,不飽和聚酯/有機改性蒙脫土納米復合材料的交聯密度比較低。由于不飽和聚酯、苯乙烯單體和有機改性蒙脫土同時共存在混合介質中,苯乙烯單體擴散進入有機改性蒙脫土的速率,比不飽和聚酯的快得多。如果在這種條件下開始固化反應,在有機改性的層間主要是產生苯乙烯均聚物,由于苯乙烯單體集中在層狀硅酸鹽的層間,使與不飽和聚酯的雙鍵起交聯反應的苯乙烯單體的量不夠,使有機改性蒙脫土片層內外的交聯密度都降低。因此,用同步法制備的不飽和聚酯/蒙脫土納米復合材料的Tg,比純不飽和聚酯的低。
    分步法的X射線衍射實驗顯示,不飽和聚酯/有機改性蒙脫土顯示一個弱的寬峰,表明在混合過程以及不飽和聚酯的交聯反應中,聚合物分子已插入硅酸鹽的層間。隨著加入苯乙烯單體后混合時間的增加,X射線衍射峰逐漸消失。在混合時間180min時,峰幾乎消失。用不同方法制備的不飽和聚酯/有機改性蒙脫土納米復合材料的TEM的照片,顯示一部分蒙脫土片層完全被剝離,并無規則地分散在不飽和聚酯基體中。各蒙脫土片層之間的距離約為300nm~2000nm。隨著混合時間的增長,完全剝離的蒙脫土片層增多,分散更好。