UPR改性(四)復材改性6
樹脂分為熱塑性和熱固性兩大類。對于加熱熔化冷卻變固,而且可以反復進行可熔的叫熱塑性樹脂,如聚氯乙烯樹脂(PVC)、聚乙烯樹脂(PE)等;加熱固化以后不再可逆,成為既不溶解又不熔化的叫熱固性樹脂,如酚醛樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等。“聚酯”是相對于“酚醛”“環氧”等樹脂,而區分的含有酯鍵的一類高分子化合物。這種高分子化合物是由二元酸,和二元醇經縮聚反應而生成的,這種高分子化合物含有不飽和雙鍵時,就稱為不飽和聚酯,這種不飽和聚酯溶解于有聚合能力的單體中(一般為苯乙烯);而成為一種粘稠液體時,稱為不飽和聚酯樹脂(英文名Unsaturated Polyester Resin,簡稱UPR)。因此不飽和聚酯樹脂可以定義為:由飽和的或不飽和的二元酸,與飽和的或不飽和的二元醇,縮聚而成的線型高分子化合物,溶解于單體中而成的粘稠的液體。不飽和聚酯樹脂是熱固性樹脂主要品種,也是復合材料三大基體樹脂之一。目前改性主要集中在降低固化收縮率、提高阻燃耐熱性能、增強增韌、耐腐蝕等方面。獲得高性能不飽和樹脂的方法很多,如通過制備高分子質量(分子質量在5000以上)UPR,可使耐煮沸性、耐堿性、熱分解溫度、韌性和機械強度得到明顯提高;在分子結構中引入柔性鏈段或與其它樹脂互穿網絡化,可有效改善抗沖擊性能;引入難水解的結構單元,如雙酚A環氧烷烴加成物或氫化雙酚A,可以提高耐腐蝕性。以下即國內UPR改性研究的新進展。不飽和樹脂網(www.upr-e.cn)專家表示,為克服純UPR固化物存在的性脆、模量低,以及由體積收縮引起的制品翹曲和開裂變形等缺點,擴大其應用范圍,就必須對其進行增韌增強改性。增韌增強改性方法除了主要的幾種,如通過改變主鏈結構增韌增強、纖維增韌增強、聚合物微凝膠增韌增強、聚氨酯增韌增強等,還有幾種方法較為奏效。
4、耐介質改性
U PR分子鏈上含有端羧基,造成耐堿性較差。若利用某些可與羧基反應的樹脂改性,消去羧基,就可以提高耐堿性。周菊興利用環氧樹脂的氧基團與UPR的羧基反應生成A-B-A型嵌段共聚物,用其改性的UPR耐堿性優于普通UPR,可與3301雙酚A型UPR媲美。林宗基制成了具有耐溶劑性能的DCPD型UPR。這是通過DCPD對UPR端羧基的封閉作用實現的。尹彥興也制成了DCPD型UPR。結果發現,DCPD型UPR不僅耐介質性能好于一般的鄰苯型和間苯型UPR(見表3),而且其耐熱性和固化線性收縮率也優于通用型、雙酚A型和間苯型UPR。
表3 不同澆注體浸泡90 d的質量變化率(%)
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類型 |
水中 |
5%HNO3溶液 |
5%NaOH溶液 |
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鄰苯型 |
0.832 |
1.087 |
6.922 |
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間苯型 |
0.374 |
1.026 |
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DCPD型 |
0.252 |
0.308 |
0.172 |
無機填料也可以提高UPR的耐介質性能。如張云懷l28 J用經鋁酸酯和乙烯基三乙氧基硅烷偶聯劑活化后的粉煤灰微珠填充改性UPR玻璃鋼。結果既顯著提高了耐腐蝕性,又改善了加工性能。
5、耐熱改性
提高UPR耐熱性能的方法主要是將第二相聚合物與UPR形成IPN結構或將含有熱穩定性好的結構單元引入UPR。武維汀由UPR、聚醚多元醇和甲苯二異氰酸酯通過自催化反應制成了具有IPN結構的UPR/PU體系,顯著提高了耐熱性能。當PU含量為5% 時,其熱分解溫度就從未含PU時的338.6℃提高到344.3℃ 。王雪秋合成了含有熱穩定性好的二苯醚結構的UPR,有效提高了UPR的耐熱性能,其耐熱指數達到了186℃。










































