UPR改性(四)复材改性6
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。不饱和树脂网(www.upr-e.cn)专家表示,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。
4、耐介质改性
U PR分子链上含有端羧基,造成耐碱性较差。若利用某些可与羧基反应的树脂改性,消去羧基,就可以提高耐碱性。周菊兴利用环氧树脂的氧基团与UPR的羧基反应生成A-B-A型嵌段共聚物,用其改性的UPR耐碱性优于普通UPR,可与3301双酚A型UPR媲美。林宗基制成了具有耐溶剂性能的DCPD型UPR。这是通过DCPD对UPR端羧基的封闭作用实现的。尹彦兴也制成了DCPD型UPR。结果发现,DCPD型UPR不仅耐介质性能好于一般的邻苯型和间苯型UPR(见表3),而且其耐热性和固化线性收缩率也优于通用型、双酚A型和间苯型UPR。
表3 不同浇注体浸泡90 d的质量变化率(%)
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类型 |
水中 |
5%HNO3溶液 |
5%NaOH溶液 |
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邻苯型 |
0.832 |
1.087 |
6.922 |
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间苯型 |
0.374 |
1.026 |
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DCPD型 |
0.252 |
0.308 |
0.172 |
无机填料也可以提高UPR的耐介质性能。如张云怀l28 J用经铝酸酯和乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂活化后的粉煤灰微珠填充改性UPR玻璃钢。结果既显著提高了耐腐蚀性,又改善了加工性能。
5、耐热改性
提高UPR耐热性能的方法主要是将第二相聚合物与UPR形成IPN结构或将含有热稳定性好的结构单元引入UPR。武维汀由UPR、聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯通过自催化反应制成了具有IPN结构的UPR/PU体系,显著提高了耐热性能。当PU含量为5% 时,其热分解温度就从未含PU时的338.6℃提高到344.3℃ 。王雪秋合成了含有热稳定性好的二苯醚结构的UPR,有效提高了UPR的耐热性能,其耐热指数达到了186℃。








































