不饱和聚酯树脂固化特性的研究.pdfVIP

第 21卷第6期 化学反应 工程与工艺 Vul21 2005年 12月 ChemicalReactionEngineeringandTechnology N2u0065 文章编号:1001一7631(2005)06-0492-05 不饱和聚醋树脂固化特性的研究 王 庆 王庭慰 魏无际 (南京工业大学高分子材料科学与工程系， 江苏 南京 210009) 摘要 采用推广放热曲线法 (SPI)和差示扫描量热法 (DSC)研究了不饱和聚醋树脂 (UPR)的固化反应历 程 讨论引发剂对UPR体系固化特性的影响，并由DSC曲线得到固化工艺和动力学参数.结果表明 引发剂 对固化特性的影响很大，其用量宜为 UPR的1%-2V,污}发剂含量 2%时，确定UPR固化温度为 120 〔，后 处理温度为140C,表观活化能74-3kl!mol,碰撞因子 土.71X10,反应级数 0.916等沮固化时，当反应程 度超过。.7固化反应由动力学控制阶段转向扩散控制阶段 关健词 推广放热曲线法 :差示扫描t热法; 不饱和取酣树脂 ; 固化反应; 动力学参数 中图分类号:0632.52 T0317.4 文献标识码 :A 不饱和聚醋树脂(UPR)是现代塑料工业发展中的一个重要品种G7，具有性能良好、固化方便和价 格便宜等优点，在工业 农业、交通、建筑以及国防等方面有着广泛的应用，不饱和聚醋树脂纤维在增 强复合材料制品的生产中应用尤为普遍[z1。其固化过程是一种多相自由基共聚合的交联反应过程，机 理复杂[31，反应动力学特征、结构变化不仅影响其性能，而且对最终制品的使用性能有着很大的影响。 为确保所得制品具有优良的性能，研究该体系固化过程的反应动力学是十分必要的。 运用推广放热曲线(SPI)法和差示扫描量热(DSC)分析技术对不饱和聚醋树脂的固化放热曲线 和固化动力学进行研究，探讨引发剂对凝胶时间、固化时间、放热峰温度的影响 并从动力学角度研 究了UPR反应活化能和固化反应特性，旨在指导实际生产时固化体系工艺参数的确定，为优化反应 条件，提高产品质量提供科学依据。 1 实验部分 1.1 试剂与仪器 不饱和聚醋树脂P171-904(UPR)，邻苯类，固含量70%,DSM公司产品;引发剂为过氧化苯甲酸 叔丁酷(TBPB)，上海凌峰化学试剂有限公司产品。CRD-34P型差示扫描量热(DSC)仪。 1.2 实验方法 放热曲线法((SPI)只适用于以BPO为引发剂的固化体系，推广SPI法Ial应用TBPB为引发剂的 不饱和聚酷树脂固化特性。根据BPO和TBPB的半衰期以及特征测定温度，推算得到TBPB的相应 环境温度Ti,凝胶起始温度Ti,凝胶结束温度T:分别为:114C,98C.120C‘.UPR加人引发剂以 后，在一定温度环境下分解出游离基，引发交联聚合 ，UPR开始由液体向固体转变。在此固化过程中 UPR放热引起体系温度变化，通过记录不同的温度一时间变化曲线称为固化放热曲线。规定油浴温 度为 114C,UPR体系的温度从98C升高至 120C时所需时间，是聚合反应开始的时间，定义为凝 胶时间。固化时间定义为UPR体系的温度从98C升高至最高放热温度所需时间，表明固化反应基 本完成所需最小时间。采用DsC仪测定不饱和聚醋树脂等速升温和等温固化时的放热特性 并利用 收稿 日期 2005-07-18修订 日期 :200,-01一07 作者简介 王 庆(1981一}.男.硕 卜研介牛:工庭慰 (IOG9 )，男 教授 硕 卜生导师.通讯联系人。E-},::Il:wn}ed}nk90-iC}12F.eom 第 21卷第 6期 王 庆等 . 不饱和聚酞树脂固化特性 的研究 493 DSC 曲线测定其固化动力学。 结果与讨论 2.1 引发剂对不饱和聚醋树脂固化的影响 2.1.1 推广 SPI法 在一定条件下，聚合热是固化反应活性的量度，是固化能力的标志 固化反应活性越高，放热峰温 度也越高，通过放热曲线可以了解UPR的反应特征。图1是以TRPB为引发剂的UPR固化放热曲 线，可知TBPB用量对UP