不饱和树脂是什么材料(不饱和树脂固化原理)

不饱和聚酯树脂因其易于处理、机械、电气和化学性能的良好平衡以及相对较低的成本而成为商业、大规模生产应用中最广泛使用的热固性树脂。通常与玻璃纤维增强材料结合使用,不饱和树脂可以很好地适应各种制造工艺,最常用于开模喷涂、压缩成型、树脂传递成型 (RTM) 和浇铸。聚酯提供用于块状模塑料 (BMC) 和片状模塑料 (SMC) 的主要树脂基质,它们使用压缩成型进行加工。

根据对乙二醇和酸元素以及反应性单体(最常见的是苯乙烯)的选择,可以修改聚酯配方的特性以满足特定的性能标准。苯乙烯的添加量高达 50%,以降低粘度,使树脂更易于处理和加工。不饱和树脂通常根据其基本成分进行区分。例如,原聚酯以邻苯二甲酸为基础。与原聚酯相比,异聚酯树脂以间苯二甲酸作为其基本成分,并具有优异的耐化学性和耐热性。对苯二甲酸聚酯树脂加入了对苯二甲酸,与传统的异聚酯相比,其配方具有更高的韧性。双环戊二烯 (DCPD) 改性聚酯。可以具有较低的粘度并在较低的苯乙烯含量下提供良好的性能。然而,DCPD 在室温下固化,因此需要加热的储存和处理设施。

苯乙烯通过分子链的交联使不饱和树脂能够从液体固化成固体。然而,不饱和树脂会在很长一段时间内自行凝胶化。因此,通常在树脂制造过程中添加少量抑制剂以减缓这种作用并延长树脂的保质期。即使没有抑制剂,聚酯的聚合速度也太慢,无法按原样用于复合材料成型,因此需要添加催化剂和促进剂以加快固化速度。催化剂在成型前加入树脂中,以激活交联,但不参与聚合反应。与不饱和树脂一起使用的催化剂包括过氧化甲乙酮 (MEKP) 和过氧化物。

不饱和聚酯树脂

彻底混合很重要,催化剂与树脂重量的比例影响固化速率,并可能影响固化程度。例如,1% 通常被认为是慢速混合,2% 是常见的供应商规格,而 3% 将是快速固化混合。然而,添加超过 4% 重量的催化剂可能会导致固化失败。

将促进剂添加到催化树脂中以使反应能够在车间温度和/或以更高的速率进行。因为在没有催化剂的情况下促进剂对树脂的影响很小,所以有时聚酯树脂制造商将它们添加到树脂中以制造预促进树脂。钴是一种常见的促进剂。固化是放热的:当组分交联时,它们会释放热量。制造商可以通过精心配制催化剂包(可能包括促进剂以及抑制剂和促进剂),在保质期、适用期(固化前的时间)、凝胶时间、固化温度和粘度方面控制固化曲线。

各种其他添加剂——有时也称为改性剂——提供修饰的加工或性能属性。最常见的是颜料、填料和阻燃剂。虽然颜料的添加量仅占树脂重量的 3%,但如果它们与树脂不相容,它们的使用会影响固化并使最终层压板降解。研磨纤维、短切纤维和玻璃微球等填料的添加量通常高达 50%,以帮助降低成本、促进成型或防止厚层压板放热。某些填料也有助于成品复合材料的耐火性。

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