不饱和聚酯树脂固化机理

2024-12-13 01:04:43
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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。

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)
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。

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。
5.3 不饱和树脂固化过程的表观特征变化
不饱和聚酯树脂的固化过程可分为三个阶段,分别是:
1、凝胶阶段(A阶段):从加入固化剂、促进剂以后算起,直到树脂凝结成胶冻状而失去流动性的阶段。该结段中,树脂能熔融,并可溶于某些溶剂(如乙醇、丙酮等)中。这一阶段大约需要几分钟至几十分钟。
2、硬化阶段(B阶段):从树脂凝胶以后算起,直到变成具有足够硬度,达到基本不粘手状态的阶段。该阶段中,树脂与某些溶剂(如乙醇、丙酮等)接触时能溶胀但不能溶解,加热时可以软化但不能完全熔化。这一阶段大约需要几十分钟至几小时。
3、熟化阶段(C阶段):在室温下放置,从硬化以后算起,达到制品要求硬度,具有稳定的物理与化学性能可供使用的阶段。该阶段中,树脂既不溶解也不熔融。我们通常所指的后期固化就是指这个阶段。这个结段通常是一个很漫长的过程。通常需要几天或几星期甚至更长的时间。