光固化UPR复材研究趋广

    不饱和类聚酯树脂作为复合材料的主要基体具有优良的机械性能、电学性能和耐化学腐蚀性能，原料易得，加工工艺简单，实用价值高，其生产和加工工业发展极为迅速。紫外光固化对光源提出了较高要求，提高了固化成本。其致命弱点是环保安全性不好，厚膜固化性能不佳。为解决这两个问题，选择比紫外线透过性能更好更安全的可见光进行固化，一直是国内外研究的热点。上海昭和高分子有限公司乙烯基树脂技术部介绍了一种新型的可见光固化树脂。从固化物的物理性能和耐腐蚀性能比较可以看出，可见光固化比常见的过氧化物固化，性能相当、甚至更佳。使用可见光而不是对人体有害的紫外光，十分安全。它的应用范围极广、固化快速，苯乙烯的挥发更少；作业简单，无需加促进剂和固化剂，提高生产效率的同时，大幅度降低施工成本。该类型可见光固化树脂的开发，有望大幅降低乙烯基脂树脂下游企业的成型施工成本。据不饱和树脂网专家介绍，研究各出如下结论：增大光引发剂浓度可提高固化速度，并且有佳的浓度值使固化时间达到短；相同浓度的安息香双甲醚比安息香乙醚在同样的辐射时间下固化度高；适当减少树脂稀释剂可缩短191#树脂固化时间，佳减少量为树脂5%。
    紫外光固化技术(UV固化技术)具有无惰性溶剂挥发，固化时间短，可低温固化等传统固化技术不可比拟的优点，称为新一代绿色工艺。光固化技术作为一项节能和环保型技术己广泛应用在涂料、油墨、粘合剂、印刷板材、电子工业、微细加工和快速成型等许多领域。把固化技术应用到复合材料制造工艺中，不但可以解决一些工艺难题，而且有利于自动化大规模的现代化工业生产，同时符合现代环保要求。树脂基复合材料的光固化技术是UV固化技术近年来又一新的发展方向。据不饱和树脂网专家介绍，光固化技术应用于复合材料领域有别于其他领域的地方，是制件比较厚(几个mm甚至几个cm)，因此研究光固化树脂体系固化工艺条件与制件厚度间的关系，对复合材料光固化工艺的进行有很大的指导意义。北京航空航天大学选用T20、651两种光引发剂，分别配制引发剂浓度为0.25、0.5、1、2wt%的不饱和聚酯体系。通过测定光固化试样的显微硬度分析光引发剂浓度对固化程度的影响。结果表明提高引发剂浓度能抑制氧阻聚的作用，但对于较厚的试样，引发剂浓度过高会导致固化不完全。该实验通过研究不同光引发剂浓度对树脂体系固化行为的影响，确定光固化树脂体系的固化工艺。

    其优点先是由于树脂体系的上表面裸露在空气中，上表面树脂的固化程度受到氧阻聚的影响。在入射光强度不变的情况下，提高引发剂的浓度可以缓解氧的抑制作用，从而提高试样的表面固化质量；由于紫外光通过树脂层时会发生反射、吸收和散射等现象，当入射的紫外光强度和引发剂浓度不变时，各层(除上表面外)的固化程度随离开表面距离的增大显递减关系；对于本实验所需要的固化厚度而言，引发剂的用量要比常规的UV涂料中所用的用量少。这是因为引发剂浓度过大，高浓度的自由基将产生于树脂的近上表面区，光线在上层就被大量吸收、散射以致到达试样深处的光强大大削弱，使得厚制件不能充分固化；对比两种引发剂可知，引发剂TPO的固化性能要优于651。据不饱和树脂网专家介绍，武汉理工大学材料学院研究了光引发剂、稀释剂，对通用型191#不饱和聚酯树脂紫外光固化速度的影响，研究表明光引发剂种类、稀释剂含量，对固化速度都有影响且它们的含量有佳值。对于191#不饱和聚酯树脂紫外光固化反应，固化体系中光引发剂种类、含量，树脂中的稀释剂含量等对体系的固化速度都有影响，选择恰当的固化体系能较大的提高固化速度。