不飽和聚醋樹脂是熱固性樹脂主要品種之一。純不飽和聚醋樹脂固化后成為熱固性材料,其力學(xué)強度較低,難以滿足大部分應(yīng)用領(lǐng)域的要求, 一般要用玻璃纖維增強使其成為一種復(fù)合材料。不飽和聚醋樹脂是近代塑料工業(yè)發(fā)展中的一個重要品種,主要分為增強和非增強系列,可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、運輸、建筑以及國防工業(yè)等諸多領(lǐng)域。
我國玻璃鋼增強制品主要有電纜支架、電纜溝蓋板、冷卻塔、船艇、化工防腐設(shè)備、車輛部件、門窗、活動房、衛(wèi)生設(shè)備、食品設(shè)備、娛樂設(shè)備及運動器材等。非增強制品的主要品種有家具涂料、寶麗板、紐扣、仿象牙和仿玉工藝品、人造大理石、人造瑪瑙、人造花崗巖等。
不飽和聚酯性能弱點
固化時體積收縮率大,成型時氣味和毒性較大,耐熱性、強度和模量都較低,韌性差,易變形。耐有機溶劑的性能差,不飽和聚酯分子結(jié)構(gòu)中含有不飽和的雙鍵而具有雙鍵的特性——在高溫下,會發(fā)生雙鍵打開、相互交聯(lián)而自聚;通過雙鍵的加成反應(yīng),而與其它烯類單體發(fā)生共聚;在一定條件下,雙鍵還易被氧化,致使聚酯質(zhì)量劣化。聚酯中的酯鍵易被酸、堿水解而破壞其應(yīng)有的物理、化學(xué)性能,聚酯本身發(fā)生降解。
改性方法及改性后性能
1、低收縮改性。不飽和聚酯樹脂固化收縮率要求低收縮甚***零收縮。制備這種不飽和聚酯樹脂的方法主要是在樹脂中引入低收縮劑,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或鄰苯二甲酸二丙烯酯等。如利用通過共聚反應(yīng)合成的一端接PVAc,一端接PS的低收縮劑,既能夠得到收縮率好的制品,又能獲得良好的著色效果。
2、增韌改性。UPR 固化后脆性大,沖擊強度差,為了提高聚酯制品的抗沖擊性能,往往需要對UPR 進行韌性改性。
從UPR 分子主鏈角度考慮,引入的長鏈結(jié)構(gòu)越多,分子越柔順,在力學(xué)性能上則表現(xiàn)為沖擊強度提高。在合成UPR時,引入長鏈醇與長鏈酸是簡便的方法,常見的二元醇有一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、聚乙二醇;二元酸有己二酸等。長鏈醇與長鏈酸被引入后,都能使UPR柔韌性提高,同時降低了樹脂的強度。
提高分子主鏈對稱性,也可以提高UPR 的柔韌性。
通過對UPR 添加某些熱塑性彈性體,也可以提高樹脂制品的韌性。常用的共混改性用的熱塑性彈性體如:液體橡膠、液體聚氨酯等。這種改性體系呈現(xiàn)均相結(jié)構(gòu)的特點,能有效地傳遞應(yīng)力,充分發(fā)揮橡膠本身的柔韌性,減少了外力對樹脂基體的破壞。如用已廢硫化膠粉(RP)作為活性填料來改性以UPR為基體樹脂的團狀模塑料(BMC)。當RP 填充到樹脂中時, 發(fā)現(xiàn)沖擊強度得到提高, 固化收縮率也進一步降低。
一種聚合物在另一種聚合物中發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(IPN)也可增韌UPR,這是UPR增韌的新途徑。若是物理方法,可以通過添加其它組分,如剛性粒子等來達到增強增韌效果。
3、阻燃改性。提高UPR 阻燃性有2 種途徑: 一種是選用具有阻燃性的樹脂,另一種就是向UPR 中添加阻燃劑。
4、耐介質(zhì)改性。在強腐蝕或溶劑的條件下使用,這會使UPR 的填料滲出或結(jié)構(gòu)變化,發(fā)生降解或交聯(lián)等現(xiàn)象,從而失去其優(yōu)良特性。這種工作環(huán)境就需要耐介質(zhì)強的UPR,通??膳c穩(wěn)定的原料反應(yīng)達到增強耐介質(zhì)性的目的。也可通過封端來達到改性目的。
5、其他改性方法。使用可以降解的植物纖維替代傳統(tǒng)的玻璃纖維增強UPR。研究發(fā)現(xiàn),用25%竹纖維和75%玻璃纖維的混合物制備的復(fù)合材料力學(xué)性能較好,拉伸強度37MPa,彎曲強度140MPa,沖擊強度32kJPm2。使用木粉改善UP的性能,發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料(木粉PUP)的壓縮強度比UP大幅度提高。