5　各種特性添加劑

　　下面將介紹觸變添加劑、表面成型劑、光穩定劑以及偶聯劑。

　　5.1　觸變添加劑

　　在手糊成型與噴射成型中，當施工于垂直面或斜面上時，樹脂容易向下流淌，造成復合材料中樹脂與玻璃纖維含量的變化，下層富樹脂，上層貧樹脂，從而使制品力學性能顯著下降。
　　為解決這一問題可使用觸變添加劑，使樹脂帶有觸變性，即在壓力施加于樹脂上時，樹脂黏度低，具有普通操作性能，能徹底滲透、潤濕增強材料；而在無壓力時又具有高黏度，不會從垂直面或斜面上流淌下來，這樣就可以生產勻質的層合材料。
　　樹脂的觸變性可以凋節以滿足不同的要求，有的廠提供黏性的觸變糊，可由使用者加入到樹脂中，自行調節觸變程度。
　　通用的觸變添加劑為活性二氧化硅，即二氧化硅氣凝膠，也稱煙化二氧化硅。其顆粒度很細，約0.015μm，比表面積極大，一般只需加入2％左右即可產生觸變性。如再輔助添加甘油，可進一步提高觸變效果。

　　5.2　表面成型劑

　　不飽和聚酯樹脂在進行開模成型時，暴露于空氣中的表面層會發生空氣阻聚以及因苯乙烯的揮發而發黏，不能充分硬化。可加入少量的蠟或其他類似蠟的化合物以克服這一缺點。在樹脂固化過程中蠟會從樹脂表面析出形成一層表面保護膜，以隔絕空氣。通常加入0.01％～0.1％的石蠟即可收到效果。用蠟質表皮成型劑的問題是使制品與其他材料連接時不易粘結，也不易被覆其他油漆等材料，故在進行修理時要先進行預處理，去除全部的蠟及其他污染物，才能再涂覆新的樹脂和增強材料。

　　5.3　光穩定劑

　　在不飽和聚酯樹脂制品特別是透明玻璃鋼板材用于室外時，要求其在長期日光曝曬下不會退色，為此常加入1％的紫外線吸收劑，即光穩定劑。樹脂退色的主要原因之一是紫外線造成了樹脂系統的降解。紫外線吸收劑可以吸收陽光中的紫外線能量，并轉變為另一種無害于樹脂的能量，從而保護了樹脂結構，增強了樹脂的耐老化性。常用的光穩定劑有羥基二苯甲酮的衍生物(如2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮)、水楊酸苯酯以及乙酰水楊酸等，這些化合物可與亞磷酸三乙酯等共用。

　　5.4　偶聯劑

　　玻璃纖維增強聚酯樹脂中一項關鍵性的技術是如何解決玻璃纖維與樹脂界面之間的結合問題。這種結合可能是物理黏合，也可能是化學鍵合。只有化學鍵合才能使玻璃纖維與樹脂之間產生強的聯結。實現這種化學鍵合的工具就是偶聯劑。例如，將復合材料浸水后的強度進行對比可見，作增強材料的玻璃纖維有無偶聯劑被覆，對復合材料的性能影響很不相同。表11-24為經過熱處理，去除石蠟乳劑后的潔凈表面的玻璃纖維與用甲基丙烯酸氯化鉻處理后的玻璃纖維對復合材料浸水后性能的對比。

　　由表11-24可見，未經偶聯劑處理的玻璃纖維與樹脂界面之間存在著顯微空隙，起著毛細管的作用，使水分沿界面滲入復合體內部，并進一步減弱樹脂與玻璃纖維的粘結，使復合材料的物理性能與化學性能下降。
　　前已述及，填料采用偶聯劑也有良好的效果。例如玻璃微珠經有機物被覆處理后效果明顯。在填料中使用偶聯劑時，也可將偶聯劑直接加入樹脂系統，使之作用在全部填料上，但其作用效率不如前者。用偶聯劑處理三水合氧化鋁可提高充填率及提高阻燃性。這種處理也可用于其他填料，如瓷土等，提高其充填率。硅烷處理劑的用量一般為0.5％～1％。
　　偶聯劑主要有兩類：一類是有機硅化合物，另一類是有機鉻絡合物。使用多的是有機硅烷類。
　　有機硅烷類偶聯劑的一般結構式為：

　　其中，R為有機基團；X為OR’、Cl、       等易水解基團，R＇、R”為烴基；n=1，2，3，n大多為3。有機基團R能與不飽和聚酯起化學反應，易水解基團經水解、縮合與玻璃纖維表面作用，可能有以下幾種結果。

　　偶聯劑與玻璃纖維表面作用的結果，生成牢固的共價鍵，從而改變了玻璃纖維表面的原有性質，使之具有憎水、親有機溶劑、親樹脂等性質，從而使復合材料的力學性能與電性能提高，抗水性增強。
　　有機鉻絡合物的處理需用甲基丙烯酸氯化鉻，可用于不飽和聚酯樹脂中，改善玻璃纖維與樹脂界面的結合條件。此外，也可用于環氧樹脂與酚醛樹脂。當玻璃纖維織物經過熱處理去除浸潤劑以后，甲基丙烯酸氯化鉻即通過自身水解而含有的羥基與硅烷醇及玻璃纖維表面結合，而將甲基丙烯酸基團伸出在外，以便與樹脂進行化學鍵合，其過程如下：

　　有機硅烷偶聯劑的品種發展較快，早采用的是乙烯基三氯硅烷，性能很不穩定，接觸水分后迅速水解，釋放出氯化氫氣體，因而在生產中使用不便。不久即被乙烯基三乙氧基硅烷取代。以后又出現了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等偶聯劑，可以使復合材料具有更好的物理性能，特別是彎曲強度及抗水性。
　　乙烯基三氯硅烷的水解及與玻璃纖維表面化合過程如下：

　　γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與玻璃纖維表面反應過程如下：

　　理論上，偶聯劑與玻璃纖維表面反應形成連續的單分子層，與玻璃纖維表面產生化學鍵合，充分覆蓋玻璃纖維表面。但實際上根據電子顯微鏡的觀察，偶聯劑與玻璃纖維表面作用的結果，形成的是不連續的覆蓋層，只有50％左右的覆蓋面。
　　常用的偶聯劑列于表11-25。表中各種偶聯劑，常用于不飽和聚酯的主要是KH-570、A-151、A-172等。