不飽和聚酯樹(shù)脂改性及其固化性能研究.pdf

1、不飽和聚酯樹(shù)脂(unsaturated polyester resin,UPR)是熱固性樹(shù)脂的主要品種之一。因其良好的綜合性能以及生產(chǎn)原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉等特點(diǎn),在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通與建筑等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。但未經(jīng)改性的UPR一般存在著韌性差,強(qiáng)度不高,收縮率大等缺點(diǎn),因此,UPR的改性研究一直備受關(guān)注。環(huán)氧樹(shù)脂(epoxy resin,EP)綜合性能優(yōu)良,但成本相對(duì)較高；納米粒子因其突出的量子效應(yīng),在樹(shù)脂的改性應(yīng)用中,增強(qiáng)增韌效果顯著。

2、本文采用直接共混法,選用低分子量EP(E44、E51)、不同種類(lèi)的納米粒子,制備EP/UPR/納米粒子復(fù)合材料,以期將EP的優(yōu)良性能、納米粒子的量子效應(yīng)與UPR相結(jié)合,制備高性能UPR。研究結(jié)果如下:
　　 (1)EP能夠改善UPR的力學(xué)性能及耐水、耐酸、耐堿性能。E44、E51的最佳用量分別為4％、2％；E51因其低分子量、高環(huán)氧值的特點(diǎn),對(duì)UPR具有比E44更明顯的增強(qiáng)效果；
　　 (2)E51/UPR體系經(jīng)不同無(wú)機(jī)

3、粒子填充后,所得復(fù)合材料的各性能(粘度、凝膠時(shí)間、力學(xué)性能、耐介質(zhì)性能等)與粒子種類(lèi)及其用量相關(guān)。納米ZnO的改性效果最明顯、納米SiO2次之、納米TiO2再次；普通石粉粒徑較大,表面活性低,對(duì)樹(shù)脂的改性效果最不明顯；Nano-ZnO最佳添加量為5％時(shí),Nano-ZnO/E51/UPR復(fù)合材料的綜合性能最為突出；
　　 (3)掃描電鏡(SEM)研究表明:UPR斷面光滑,斷裂路徑窄而連續(xù),是典型的脆性斷裂形貌；Nano-ZnO/E

4、51/UPR復(fù)合材料斷面粗糙并伴有大量應(yīng)力發(fā)白,具有典型的韌性斷裂形貌。
　　 (4)采用FTIR方法跟蹤了樹(shù)脂的固化過(guò)程。研究表明:在UPR固化反應(yīng)熱的作用下,E51中的環(huán)氧基團(tuán)與聚酯端基可發(fā)生反應(yīng),封閉部分聚酯端基或與聚酯形成UP-EP-UP型嵌段共聚物,從而達(dá)到改性的目的；納米ZnO的添加,降低了樹(shù)脂的反應(yīng)活性。
　　 (5)采用差示掃描量熱法(DSC)研究了復(fù)合樹(shù)脂的固化動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明:E51/UPR與Nano