不饱和聚酯复材改性7

    不饱和聚酯树脂(UPR)具有良好的力学性能、电学性能和耐化学性能,而且原料易得和价格低廉,其复合材料被广泛应用于交通、建材、电子等工业,近20年来在全发展迅速。随着科学技术的发展与各种应用的需求,对不饱和聚酯树脂(UPR)复合材料性能的要求越来越高,也促进了它的开发和应用。介绍了几种新开发和应用的不饱和聚酯树脂(UPR),并且综述了不饱和聚酯(UPR)复合材料改性方面的新发展,具体叙述了不饱和聚酯(UPR)复合材料,在表面、界面、低收缩改性以及天然纤维,和无机物增强方面的研究,着重介绍了不饱和聚酯(UPR)层状硅酸盐纳米复合材料的制备和性能。对此分别一一作了介绍:UPR复合材料的表面氟化改性;UPR/玻璃纤维复合材料的界面改性;UPR复合材料的低收缩改性;天然纤维增强;UPR/无机物复合材料;UPR/层状硅酸盐纳米复合材料。
    (2)加工方法对UPR/蒙脱土复合材料结构性能的影响
    Suh等通过不同的加工方法,研究了不饱和聚酯/层状硅酸盐纳米复合材料的结构性能和机理。结果表明,制备过程对不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的性能有很大的影响。样品通过两种不同的混合方法来制备。种是同步法,它与制备传统的不饱和聚酯/填料复合材料的方法类似,即不饱和聚酯、苯乙烯单体、有机改性蒙脱土同时在60℃混合3h。第二种是分步法。先将不饱和聚酯与有机改性蒙脱土混合,然后加苯乙烯单体。结果表明,不饱和聚酯/苯乙烯单体不能插层进入未经处理的蒙脱土层间。,在同步混合法中,十二烷基三甲基溴化铵处理过的蒙脱土所制备的纳米复合材料,其蒙脱土的层间距从1.84nm增加到3.15nm。这可能是蒙脱土的有机处理有利于增加蒙脱土的湿润性。通常热固性聚合物蒙脱土复合材料的玻璃化温度高于纯热固性聚合物。
    但Suh等的结果表明,不饱和聚酯/有机改性蒙脱土的Tg低于纯的不饱和聚酯。众所周知,影响固化不饱和聚酯的主要因素,是不饱和聚酯的交联密度。由此可以推断,不饱和聚酯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的交联密度比较低。由于不饱和聚酯、苯乙烯单体和有机改性蒙脱土同时共存在混合介质中,苯乙烯单体扩散进入有机改性蒙脱土的速率,比不饱和聚酯的快得多。如果在这种条件下开始固化反应,在有机改性的层间主要是产生苯乙烯均聚物,由于苯乙烯单体集中在层状硅酸盐的层间,使与不饱和聚酯的双键起交联反应的苯乙烯单体的量不够,使有机改性蒙脱土片层内外的交联密度都降低。因此,用同步法制备的不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料的Tg,比纯不饱和聚酯的低。
    分步法的X射线衍射实验显示,不饱和聚酯/有机改性蒙脱土显示一个弱的宽峰,表明在混合过程以及不饱和聚酯的交联反应中,聚合物分子已插入硅酸盐的层间。随着加入苯乙烯单体后混合时间的增加,X射线衍射峰逐渐消失。在混合时间180min时,峰几乎消失。用不同方法制备的不饱和聚酯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的TEM的照片,显示一部分蒙脱土片层完全被剥离,并无规则地分散在不饱和聚酯基体中。各蒙脱土片层之间的距离约为300nm~2000nm。随着混合时间的增长,完全剥离的蒙脱土片层增多,分散更好。