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不饱和聚酯树脂固化和增稠特性的研究

王庆  
【摘要】: 本文用二价碱土金属氧化物、氢氧化物增稠不饱和聚酯树脂,并研究了增稠树脂的固化特性,旨在为模塑料的开发及其应用提供一些基础性的数据和研究方法。 首先,采用SPI法和差示扫描量热法(DSC)研究了引发剂、低收缩树脂(LPA)对凝胶时间、固化时间、放热峰温度的影响,并从动力学角度分析了固化反应特性。 结果表明:UPR固化体系选择TBPB为引发剂,用量1~2phr,确定了固化温度为120℃和后固化温度为180℃;LPA与固化树脂的相容性不好;固化反应动力学参数分别为:频率因子A=1.71*109,表观活化能E=74.3kJ·mol-1,反应级数n=0.916;等温固化时,当反应程度达到0.7左右,反应速率降低,固化反应由动力学控制转向扩散控制。 其次,研究了增稠剂种类、用量、环境温度、增稠时间、微量加水量、复配增稠剂等重要因素对不饱和聚酯树脂增稠特性的影响,选择合适的增稠剂;通过酸值、傅立叶红外光谱(FTIR)以及凝胶渗透色谱(GPC)测定,推断了不饱和聚酯树脂的增稠机理。 结果表明:树脂体系选择氧化镁为增稠剂,用量为2~4 phr;增稠温度为40℃,微量水加速初期增稠,但抑制后期增稠;氢氧化钙在复配体系中能延缓初期增稠,而促进后期增稠;酸值测定和红外光谱说明不饱和聚酯分子的羧基参与增稠反应,生成的水使分子间产生氢键;GPC测定证实分子量的增长是导致不饱和聚酯树脂粘度变大的主要因素;不饱和聚酯树脂增稠机理是碱土金属氧化物、碱土氢氧化物和UPR的端羧基发生离子反应使不饱和聚酯分子链扩展、生成的水产生氢键、分子链相互缠结共同导致不饱和聚酯树脂糊的粘度增加。 最后,以DSC法研究氧化镁增稠不饱和聚酯树脂的固化特性,并推导固化体系工艺参数,并测定等温固化条件下树脂的固化特性;通过扫描电镜(SEM)分析了树脂在不同固化程度时的形貌特征;通过红外光谱(FTIR)分析以及可溶份含量测定,分析树脂的后处理工艺参数;测定玻纤增强不饱和聚酯树脂的力学性能。


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