不饱和聚酯树脂的固化
不饱和聚酯树脂固化程度的评定

不饱和聚酯树脂固化程度的评定不饱和聚酯树脂是一种常用的固化材料,广泛应用于涂料、胶黏剂、复合材料等领域。
固化程度是评定不饱和聚酯树脂性能的重要指标之一。
本文将从固化程度的定义、评定方法和影响因素等方面进行探讨。
一、固化程度的定义不饱和聚酯树脂的固化程度是指树脂体系中反应物与产物的摩尔比。
通常情况下,固化程度越高,树脂体系的性能越优越。
二、评定方法1. 热分析法:利用差热分析(DSC)或热重分析(TGA)等热分析技术,通过测量样品在升温过程中的热响应或质量变化,来评定固化程度。
固化程度越高,样品的热响应或质量变化越大。
2. 硬度测试法:通过测量固化后的样品硬度,来评定固化程度。
一般采用巴氏硬度计或洛氏硬度计等硬度测试仪器进行测量。
固化程度越高,样品的硬度越大。
3. 动态力学分析法:利用动态力学分析仪(DMA)等仪器,通过测量样品在一定振动频率下的动态力学性能变化,来评定固化程度。
固化程度越高,样品的动态力学性能变化越明显。
4. 化学分析法:通过对固化后的样品进行化学分析,测定反应物和产物的摩尔比,来评定固化程度。
常用的化学分析方法有红外光谱法、核磁共振法等。
三、影响因素1. 固化剂种类和用量:不同种类和用量的固化剂对固化程度有较大影响。
合理选择和控制固化剂种类和用量,可以提高固化程度。
2. 温度和时间:固化反应是一个时间与温度相关的过程。
通常情况下,提高温度和延长固化时间,可以增加固化程度。
3. 混合均匀性:不饱和聚酯树脂与固化剂的混合均匀性对固化程度有重要影响。
如果混合不均匀,会导致部分区域固化程度低,影响材料性能。
4. 环境条件:固化程度受环境条件(如湿度、氧气含量等)的影响较大。
在潮湿或氧气充足的环境中,固化程度可能降低。
固化程度是评定不饱和聚酯树脂性能的重要指标之一。
通过合理选择固化剂种类和用量、控制温度和时间、保证混合均匀性以及考虑环境条件等因素,可以提高固化程度,进而优化不饱和聚酯树脂的性能。
2.1.3 不饱和聚酯树脂的固化

有机过氧化物特性参数
1、活性氧含量 又称有效氧含量(%),描述有机过氧化 物的纯度的指标,是有机过氧化物有效成分 的标志。 2、临界分解温度 有机过氧化物受热分解形成初级自由基 的所需的最低温度。(BPO<TBPB<DCP) 3、半衰期 指在给定温度下,有机过氧化物分解一 半所需要的时间。常用来评价过氧化物活性 的大小。 (P18)
金属化合物促进剂
尤其是辛酸钴和环烷酸钴,是当前应用最广的 促进剂。 一般将其溶解于各种浓度的增塑剂、溶剂或苯 乙烯中使用,用邻苯二甲酸二甲酯作溶剂比苯乙 烯作溶剂,可使树脂有较长的存放期。 通常聚酯树脂使用含1%钴的溶液,用量一般为 0.5%~4%,具体用量与环境温度及配胶量有关。 常用于促进氢过氧化物,是CHP与MEKP最常 用的促进剂,适用于常温固化体系。
可溶、可熔
不溶、不熔
2.1.3.2 不饱和聚酯树脂的固化原理
UPR的固化是一种自由基型共聚反应, 具有以下三个自由基型聚合反应的特点: (1)链引发 (2)链增长 (3)链终止
链引发:形成单体自由基活性中心的反应。 首先由引发剂分解,形成初级自由基,初级自由 基再与单体加成,形成单体自由基。 链增长:单体自由基打开第二个烯类分子的双键, 形成新的自由基。新自由基活性并不衰减,继续 和其它单体分子结合形成单元更多的链自由基。 链终止:自由基活性高,易相互作用而终止。 任何自由基聚合都有上述三步基元反应。其中链 引发速率最小,成为控制整个聚合反应的关键。
自由基加聚反应的特点
1)自由基加聚反应不是逐步反应,而是连锁反应。 产物分子量在短时间内迅速增大到定值形成高聚 物。这就是UPR凝胶速度很快的原因。 2)自由基加聚反应是不可逆反应。一经引发剂引发 启动,反应就自动进行到底。 3)在反应过程中,单体的浓度逐渐减少,转化率逐 渐上升,最后还可能保留少部分未反应的单体。 4)聚酯树脂交联是放热反应。引发剂一旦形成足够 量的自由基,树脂就开始交联,放出大量的热, 温度迅速达到峰值。
不饱和聚酯树脂的固化机理

不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR 的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义2.1固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
2.2固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
说到过氧化物我们要有必要了解的两个概念是活性氧含量和临界温度。
不饱和聚酯树脂的固化

不饱和聚酯树脂的固化机理引言不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义2.1 固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
2.2固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
1-3 不饱和聚酯树脂的固化

• 理论上恒配比苯乙烯用量为57mol.% • 实际上通用不饱和聚酯树脂中苯乙烯含量为33-40 wt%, 苯乙烯与不饱和聚酯双键摩尔比为1.8:1,苯乙烯占6470mol.%
• 若采用甲基丙烯酸甲酯M1与反丁烯二酸二 乙酯M2共聚 • r1=17, r2=0 • 单体M1均聚倾向,单体M2共聚倾向 • 单体M1率先消耗,M2反应不完全
• (3)链终止 • 双基偶合终止为主 • 共聚到一定程度,形成三维网络,出现凝 胶现象(双基终止困难),发生自动加速, 聚合速度增加,急剧放热,温升至150-200 度,进一步共聚,三维网络更加紧密。
• 2 固化树脂的网络结构表征 • 交联点间苯乙烯的重复单元数目 • 线性不饱和聚酯分子中双键的反应百分数
•
• • • • • • • • •
举例:E40的双酚A环氧,乙二胺(分子量60)做固化剂,求乙二 胺的phr G=60/2*0.40=6 phr 酸酐类固化剂用量 酸酐分子与环氧树脂中环氧基是等当量反应 G(phr)=K*酸酐克当量*酸酐当量=K*酸酐克当量*环氧基当量 数=K*(酸酐分子量/酸酐基团数)*环氧值=K*(酸酐分子量/ 酸酐基团数)*100/环氧当量 K:常数,一般酸酐K=0.85,卤化酸酐K=0.6,叔胺催化K=1 举例:顺酐(分子量98.06)与E44的环氧反应 G=0.85*(98.06/1)*0.44=35.01克 苯酐M=148, 固化E51 G=0.85*148/1*0.51=64 g
1-3 不饱和聚酯树脂的固化
outline
• • • • 1-3-1 不饱和聚酯树脂的固化过程 1-3-2 不饱和聚酯树脂的固化原理 1-3-3 不饱和聚酯用引发剂 1-3-4 不饱和聚酯用阻聚剂
1-3-1 不饱和聚酯的固化过程
不饱和聚酯树脂的固化机理

不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR 的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义 2.1 固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
2.2固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
不饱和聚酯树脂的固化

不饱和聚酯树脂的固化不饱和聚酯树脂是一种广泛应用于合成领域的重要材料,其具有优异的物理性能和化学稳定性,广泛应用于塑料、涂料、复合材料等领域。
而固化是不饱和聚酯树脂加工过程中的一个重要步骤,通过固化可以使不饱和聚酯树脂从液态转变为固态,从而赋予材料更好的力学性能和热稳定性。
不饱和聚酯树脂的固化是一个复杂的化学反应过程,需要适当的固化条件和催化剂的存在。
在固化过程中,聚酯树脂分子之间发生交联反应,形成网络结构,从而使材料由液态转变为固态。
固化过程包括初次固化和后固化两个阶段。
初次固化是指不饱和聚酯树脂在室温下与固化剂反应生成一定的交联结构,从而具有一定的硬度和力学性能。
初次固化的主要反应是单体的自由基聚合反应,其中单体包括不饱和酯、酸酐和交联剂等。
固化剂主要起催化作用,加速不饱和聚酯树脂的固化速度。
常用的固化剂有过氧化物、过硫酸盐和有机金属盐等。
后固化是指在初次固化后,通过升高温度或使用外加剂使得材料的固化程度进一步增加,从而获得更高的力学性能和热稳定性。
后固化的目的是改进材料的性能,如提高耐热性、耐化学性、机械性能等。
后固化的反应包括固化剂的活化和交联结构的增加。
常用的后固化方法有热固化和光固化两种。
热固化是通过升高材料的温度,使固化剂开始发生反应,从而引发材料的后固化。
温度的选择很重要,过高的温度会导致材料过早固化,而过低的温度则固化时间太长,不利于生产效率。
典型的热固化反应是通过过氧化物引发单体的聚合反应,生成交联结构。
光固化是通过使用紫外线或可见光等光源,使固化剂发生光敏反应,从而引发材料的后固化。
光固化具有反应速度快、节能环保等优点,常用于制备薄膜、涂层等需要快速固化的材料。
典型的光固化反应是通过光引发剂吸收光能,产生自由基,并引发单体的聚合反应。
不饱和聚酯树脂的固化过程受到多种因素的影响,如固化时间、温度、压力、固化剂种类和用量等。
其中固化时间是固化过程中最重要的参数之一,过短的固化时间会导致固化不完全,固化剂未完全发挥催化作用,从而降低材料的性能;而过长的固化时间则会增加生产成本和生产周期。
不饱和聚酯树脂的固化机理

不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR 的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义 2.1 固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
2.2固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
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不饱和聚酯树脂的固化 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】不饱和聚酯树脂的固化机理引言不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。
所以,我们有对UPR的固化进行较深入探讨的必要。
(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。
2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义固化的定义液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。
这个过程称为UPR的固化。
固化剂不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。
单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。
饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。
显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。
因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。
一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。
其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。
我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。
固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。
这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。
在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。
而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。
说到过氧化物我们要有必要了解的两个概念是活性氧含量和临界温度。
其中“活性氧”或“活性氧含量”是一个与固化剂有密切关系并常常被误会的概念。
活性氧含量:活性氧含量简单来说就是过氧化物中氧和过氧化物分子总量的百分比。
从这个概念本身来说,一个具有较低的分子量的过氧化物的活性氧含量可能相对较高。
但这并不意味着活性氧含量高的过氧化物比活性氧含量低的过氧化物具有更多或更快的活性。
(因为我们很多应用厂家是用活性氧含量作为考核固化剂的一个指标)事实上,活性氧含量仅仅是作为一个恒量任何一个特定的过氧化物的浓度和纯度的一个尺度。
人们发现许多具有较高的活性氧含量的过氧化物并不适合用于固化树脂,因为它们在标准的固化温度下会很快地分解或“耗尽”,也就是它分解游离基的速度过快。
由于游离基总是有一种彼此间相互结合的强烈倾向,当游离基产生的速度比它们被不饱和双键利用的速度快时,它们会重新组合或者终止聚合链,从而产生低分子量的聚合物而导致不完全固化的结果。
(典型的例子就是过氧化氢)。
临界温度:简单来说,临界温度就是过氧化物大量分解产生自由基的最低温度。
(这个温度一般来说只是一个近似值。
在此温度以前同样也有游离基放出,只是程度不同而已。
)我们可以根据过氧化物的临界温度不同将过氧化物分为中温引发剂或高温引发剂。
对于拉挤成型以及模压成型就是依据所使用的过氧化物的临界温度来确定工作温度的。
一般设定工作温度要稍高于引发剂的临界温度。
(例如:过氧化甲乙酮的临界温度是80℃;过氧化苯甲酰的临界温度是70℃;过氧化二叔丁基为146℃;过苯甲酸叔丁酯为194℃。
拉挤成型工艺选用过氧化二苯甲酰和过氧化二叔丁基为引发剂,程序升温采用的温度就是90℃;160℃。
)促进剂外界温度的高低直接影响着过氧化物产生游离基的速度,靠加热来使固化剂释放出游离基从而引发树脂固化,这个过程当然是可行的,但是高温操作也会带来一些不便。
于是,人们进一步发现一些有机过氧化物可以用另一种化合物来激活,它们通常通过氧化——还原反应而起作用,不需升温,在环境温度下就可以裂解产生游离基。
这种能在环境温度下能激活过氧化物的物质就是促进剂或可称为加速剂或活化剂。
促剂剂的定义:促进剂是能促使固化剂在其临界温度以下形成游离基(即实现室温固化)的物质。
光固化另外一种引发树脂固化的物质是光,光谱中能量最高的紫外光产生的活化能,能够使树脂的C—C键断裂,产生自由基从而使树脂固化。
例如,我们曾做过实验,即使是在0℃以下,如果把树脂放在阳光直接照射的地方,树脂也能在一天内胶凝。
当UPR中加入光敏剂后,用紫外线或可见光作能源引发,能使树脂很快发生交联反应。
至此,我们可以了解到,按引发方式的不同,不饱和聚酯树脂固化类型可为三种:热固化:靠外部加热使固化剂释放游离基,从而引发树脂固化的过程。
(也称为热引发固化)冷固化:在室温或固化温度不高的条件下,通过加入促进剂使固化剂释放游离基从而使树脂固化的过程。
(也称为化学分解引发固化)光固化:通过加入光敏剂,用紫外线作为能源,引发树脂交联固化的过程。
(也称为光引发固化)以下我们主要讨论冷固化中常用固化体系。
3.冷固化体系中常用的固化剂类型1、过氧化环己酮(是多种氢过氧化物的混合物)其中以第(Ⅰ)种结构为主。
过氧化环己酮溶解在二丁酯中,成为50%的糊状物,称为1#固化剂2、过氧化二苯甲酰(是一种过氧化物,简称BPO)结构式:过氧化二苯甲酰溶解在二丁酯中,成为50%的糊状物,称为2#固化剂3、过氧化甲乙酮(简称MEKP)这是一种液态固化剂,一般配成有效成份为50%的二甲酯溶液,就是市售的5#固化剂。
在有效成份中,同样,不是单一化合物,而是由多种分子结构的氢过氧化物的混合物:这些化合物具有不同的活性,氢过氧基(-OOH)使活性增大,羟基(-OH)使活性减小。
目前国内最常用的固化剂就是5#固化剂。
值得注意的是,目前国产5#固化剂的质量有所下降,存在着固化剂中低分子物含量过高、含水量过高等缺点。
由于生产工艺不过关,爆炸事故频繁发生,很多厂家目前的生产工艺不采用蒸馏法除去水,而采用低温冷却静置分离法,此法的弊病是除水不尽,固化剂中含水量过高,如果采用多次冷冻分离的方法,又会造成收率低、成本高。
一些商家为了提高固化剂的活性氧含量,向固化剂中直接加入过氧化氢,对于这样的固化剂,使用时会出现下列现象:1、固化剂、促进剂加入树脂后产生大量气泡,低反应活性或阻聚剂含量高的树脂现象尤明显。
2、夏季气温升高,起泡现象更为严重。
这是由于固化剂中的过氧化氢快速分解,未能与树脂及时反应引起的。
4.冷固化体系中常用的促进剂类型严格地讲,促进剂可分为三类:1、对氢过氧化物如过氧化环己酮、过氧化甲乙酮等有效的,如环烷酸钴、辛酸钴等。
国外常用的是前者。
2、对过氧化物如过氧化二苯甲酰BPO有效的,如叔胺类:二甲基苯胺、二乙基苯胺等。
3、对二者都有效的,如十二烷基硫醇等。
实际常用的是前两者,后者意义不大。
市售的常用促进剂1、环烷酸钴,一般为1%的苯乙烯溶液,称为1#促进剂。
常与1#固化剂过氧化环己酮配合使用。
几十年来,人们一直认为钴盐保进剂固化性能好,在不饱和聚酯树脂室温固化中广泛采用。
由于受钴盐色泽的影响,近年来人们普遍认识到:其凝胶固化效果和颜色已不能满足需要。
2、N,N-二甲基苯胺,通常为10%的苯乙烯溶液,称为2#促进剂。
常与2#固化剂(过氧化二苯甲酰)配合使用。
在树脂中含有大量游离酚或聚酯分子链中含有大分子支链的分子结构的场合,是很有效的固化系统。
(如对于乙烯基酯树脂固化、双酚A类聚酯树脂的固化、氯桥酸酐类聚酯树脂等。
)3、异辛酸钴,常用在预促进型树脂中,尤其是用较浓的异辛酸钴预促进,能得到较好的催干效果。
通常情况下异辛酸估的促进效果要比环烷酸钴好,这是因为环烷酸是一个分子量不固定(分子量范围180-350)的环烷烃的羧基衍生物,所以其钴含量难于做得十分精确,并且由于它是石油精制时的副产物,通常颜色较深,所以目前市场上异辛酸钴有取代环烷酸钴的趋势。
4、钴——钾——钙——过渡金属复配的复合促进剂,(常被称为5#促进剂)用碱金属盐、碱土金属盐以及能变价的过渡金属盐类与钴盐配合使用,能达到单独使用钴盐做促进剂达不到的效果。
这是最近几年市场上最常见的一种促进剂类型,它们可分为以下三类:(1)钴——钾复合促进剂,钾盐对估促进剂协同作用较大。
其配合使用可作为FRP制品促进剂。
钾的含量不宜过高,钴含量不宜过低。
否则会影响FRP制品的强度。
(2)钴——钾——过渡金属复合促进剂,过渡金属盐对钾盐协同作用很大,但对钴盐没有协同作用,甚至有延滞作用。
过渡金属盐的加入能较大地缩短凝胶时间和固化时间,并能较大地降低UPR放热峰温度,钴——钾——过渡金属盐的复合促进剂既可用于FRP制品,又可用于UPR浇铸体制品。
(3)钴——钾——钙——过渡金属复合促进剂,钙盐对钴——钾——过渡金属盐不能起到协同促进作用,只是起到增白的效果,使浇铸体外观颜色变浅或接近无色。
可用于UPR的浇铸工艺。
需要说明的是,目前市售的促进剂多为复合促进剂,与传统的单一钴盐类型的促进剂相比,具有低成本、低色号、固化迅速的特点。
也就是说,目前,国产的促进剂质量已有大幅度的提高,在固化速度、固化后对制品的色泽影响等很多方面都优于进口材料。
另外,2#促进剂(N,N-二甲基苯胺)对钴盐也有很强的协效作用,常用于冬季低温施工。
5.不饱和聚酯树脂的固化机理从游离基聚合的化学动力学角度分析UPR的固化属于自由基共聚合反应。
固化反应具有链引发、链增长、链终止、链转移四个游离基反应的特点。
链引发——从过氧化物引发剂分解形成游离基到这种游离基加到不饱和基团上的过程。
链增长——单体不断地加合到新产生的游离基上的过程。
与链引发相比,链增长所需的活化能要低得多。
链终止——两个游离基结合,终止了增长着的聚合链。
链转移——一个增长着的大的游离基能与其他分子,如溶剂分子或抑制剂发生作用,使原来的活性链消失成为稳定的大分子,同时原来不活泼的分子变为游离基。
不饱和聚酯树脂固化过程中分子结构的变化UPR的固化过程是UPR分子链中的不饱和双键与交联单体(通常为苯乙烯)的双键发生交联聚合反应,由线型长链分子形成三维立体网络结构的过程。
在这一固化过程中,存在三种可能发生的化学反应,即1、苯乙烯与聚酯分子之间的反应;2、苯乙烯与苯乙烯之间的反应;3、聚酯分子与聚酯分子之间的反应。
对于这三种反应的发生,已为各种实验所证实。
值得注意的是,在聚酯分子结构中有反式双键存在时,易发生第三种反应,也就是聚酯分子与聚酯分子之间的反应,这种反应可以使分子之间结合的更紧密,因而可以提高树脂的各项性能。