UPR改性(四)复材改性5
树脂分为热塑性和热固性两大类。对于加热熔化冷却变固,而且可以反复进行可熔的叫热塑性树脂,如聚氯乙烯树脂(PVC)、聚乙烯树脂(PE)等;加热固化以后不再可逆,成为既不溶解又不熔化的叫热固性树脂,如酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。“聚酯”是相对于“酚醛”“环氧”等树脂,而区分的含有酯键的一类高分子化合物。这种高分子化合物是由二元酸,和二元醇经缩聚反应而生成的,这种高分子化合物含有不饱和双键时,就称为不饱和聚酯,这种不饱和聚酯溶解于有聚合能力的单体中(一般为苯乙烯);而成为一种粘稠液体时,称为不饱和聚酯树脂(英文名Unsaturated Polyester Resin,简称UPR)。因此不饱和聚酯树脂可以定义为:由饱和的或不饱和的二元酸,与饱和的或不饱和的二元醇,缩聚而成的线型高分子化合物,溶解于单体中而成的粘稠的液体。不饱和聚酯树脂是热固性树脂主要品种,也是复合材料三大基体树脂之一。目前改性主要集中在降低固化收缩率、提高阻燃耐热性能、增强增韧、耐腐蚀等方面。获得高性能不饱和树脂的方法很多,如通过制备高分子质量(分子质量在5000以上)UPR,可使耐煮沸性、耐碱性、热分解温度、韧性和机械强度得到明显提高;在分子结构中引入柔性链段或与其它树脂互穿网络化,可有效改善抗冲击性能;引入难水解的结构单元,如双酚A环氧烷烃加成物或氢化双酚A,可以提高耐腐蚀性。以下即国内UPR改性研究的新进展。为克服纯UPR固化物存在的性脆、模量低,以及由体积收缩引起的制品翘曲和开裂变形等缺点,扩大其应用范围,就必须对其进行增韧增强改性。增韧增强改性方法除了主要的几种,如通过改变主链结构增韧增强、纤维增韧增强、聚合物微凝胶增韧增强、聚氨酯增韧增强等,还有几种方法较为奏效。
⑹无机填料增韧增强UPR谢怀勤用矿物偏硅酸盐为填料改性UPR/纤维复合材料,使力学性能得到了很大提高。当填料用量为20%时,体系固化收缩率从加填料前的3.0%降至1.4%,弯曲强度和模量分别从62MPa和2.0 GPa提高到80 MPa和2.8 GPa,且拉伸强度下降幅度很小。填料粒子的微细化和表面活化改性都可以显著提高填料的增韧增强作用,并可减少填料的加入量。袁金凤用有机胺通过离子交换反应改性的层状粘土作为增强材料,制成了层离型有机/无机纳米复合材料。加入少量的改性粘土,复合材料就具有非常好的力学性能。如当粘土质量分数为3%时,材料冲击强度就可提高3倍,且拉伸强度有所增加,达到同时增强增韧的目的。在UPR中同时加入功能填料和增强填料,就可以达到既可增强增韧UPR,又可以赋予UPR某种特殊功能的双重目的。如王士才以石墨为导电填料,羟基磷灰石为增强填料,利用混炼法制得了增强UPR导电塑料,其综合性能优良。
⑺活性单体或聚合物增韧增强UPR通过加入活性单体,对UPR进行共聚改性,可以有效克服其性脆和收缩率高的缺点。张复盛利用具有高刚度、高耐热的双马来酰亚胺(BMI)作为第二活性共聚单体与UPR进行共聚反应,可以大幅度提高其玻璃化转变温度、弹性储能模量、拉伸强度和弯曲性能等,且可以降低固化收缩率。当用20% BMI改性后,其玻璃化转变温度可从120 cc提高到156 cc,拉伸强度和拉伸模量分别从未改性时的27.8 MPa和2.7 GPa提高到35.3MPa和3.2 GPa,在30~210 cc范围内的弹性储能模量也得到大幅度提高。其原因是BMI与UPR树脂溶解度参数相近,相容性好,并且体系中的BMI既可以发生均聚反应,又可以与苯乙烯单体发生共聚合反应,并成为UPR分子链之间的桥键,这样就既进一步改善了BMI在UPR中的分散效果,又达到了引入BMI性能的目的,提高了体系的综合性能。周建文以自制的含有亚甲基、醚氧基和酯基的端羟基活性齐聚物DT-18为柔性改性剂,制出了具有粘结强度高、易拆胶返修、固化速度易调节和光学性能好等优点的UPR光学胶粘剂。当DT-18加入量为20%~30%时,所得胶粘剂的剪切强度可从改性前的9.5 MPa提高到11.5 MPa。








































