第二章 手糊成型工艺讲解

原
材 2.1.1 聚合物基体的选择
料•
选用原则： P12 （1）～（4）
的 选 择
目前国内大部分手糊制品均用不饱和聚酯树脂，约占 80％，其次是环氧树脂。几种手糊成型工艺，对树脂性能 的要求见表2-1。
第二章 手糊成型工艺
课件
2.1
一、不饱和聚酯树脂
• 1、性能及品种
•
种类：通用型、耐腐蚀型、阻燃型、低收缩型、耐侯
第二章 手糊成型工艺
课件
• 3、辅助剂
2.1
• 不饱和聚酯树脂的辅助剂包括交联剂、引发剂、促进剂、 阻聚剂、光敏剂等。
1） 交联剂
• 要求：高沸点，低粘度，能溶解树脂、引发剂wenku.baidu.com促进剂、
原 染料等，反应活性大，能使共聚反应在室温或较低温度下
材 进行，能与树脂共聚形成均相共聚物。 料 • 常用交联剂：
料 害。
的 • 用量对性能的影响：
选
苯乙烯用量过多：胶液稀，操作时易流胶；制品固化
择 收缩率大。
苯乙烯用量过小：树脂胶液粘度大，不易使用；同时 固化不完全，制品的软化温度低。用量一般在30～40％。
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课件
• 2）、引发剂
2.1
• 引发剂可以产生自由基，引发树脂体系进行固化反应。引 发剂一般为过氧化物，其通式为 ROOR`。引发剂的主要类 型有：氢过氧化物、酸过氧化物、酮过氧化物、酯过氧化 物、二酰基过氧化物。
2
第二章 手糊成型工艺
2、 手糊成型工艺及设备
、 • 手糊成型——又称接触成型
手 糊
• 工艺流程见图2-1，P11
成•
常温
型 工
• 分类
艺•
加热
及 设
常压
备
低压
课件
第二章 手糊成型工艺
课件
2
• 手糊成型工艺的优点：
1、不受尺寸、形状的限制；
、 2、设备简单、投资少；
手 3、工艺简单；
糊 4、可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求；
原 终止反应，而此时单体分子仍可以自由扩散，自由基还在 材 不断形成，链增长反应仍然继续进行，而且速度加快，即 料 出现“自动加速效应”，体系急剧放热，温度可达150℃ 的 以上。以后进一步共聚反应，体系逐渐形成三维网状结构， 选 黏度更大，限制了单体的扩散，使聚合速度下降而终止反 择 应。
作业：1、手糊成型工艺的优缺点有哪些？ 2、简述不饱和聚酯树脂的固化原理。 3、不饱和聚酯树脂固化有哪几步反应形式？
原 “恒份共聚物”。
材
实验表明：对不饱和聚酯树脂（顺酐型），苯乙
料 烯含量在33－40％时，能形成“恒份共聚物”。
的
选
择
第二章 手糊成型工艺
课件
2.1
• （3） 链终止 链终止反应就是指体系反应的终止过程。
在此体系中，存在“偶合终止”反应，当共聚反应进 行到一定程度后，随反应进行体系中出现凝胶现象，粘度 增大，大分子活性链的运动受到阻碍，这样就减弱了偶合
课件
2.1
链引发、链增长、链终止
• （1） 链引发：
• 一般有三种方式
• a 、引发剂引发（如过氧化苯甲酰）
原 • b 、引发剂和促进剂配合使用（如过氧化环己酮－ 材 • 萘酸钴）引发 料 • c 、紫外线照射引发
的 选
•
择
树脂被引发后，双键打开，形成“游离基” 。 M1 、M2——分别代表乙烯类单体、聚酯分子；
成 型
5、产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。
工
艺 • 手糊成型工艺的缺点
及 • 1、生产效率低，劳动强度大，卫生条件差；
设 备
• 2、产品性能稳定性差；
• 3、产品力学性能较低。
第二章 手糊成型工艺
课件
2.1
2.1 原材料的选择 • 选用的原材料必须满足3点要求 • 1、产品设计的性能要求
• 2、手糊成型工艺要求 • 3、价格便宜、材料容易取得
原
名称
活性氧含量％ 用量％
材
过氧化二月桂酰
3.94
1.65
料
过氧化甲、乙酮
11.0
0.60
的
过氧化环己酮
11.0
0.60
选
过氧化苯甲酰
6.5
1.0
择
异丙基苯过氧化氢
9.3
0.70
过氧化二叔丁基
10.8
0.60
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课件
2.1
• ②临界温度
是过氧化物具有引发活性的最低温度。因此选择引发
K21
～ m1•
的 选
～m2•+M2
K22
～ m2•
择
通过上述反应形成了新的游离基。
第二章 手糊成型工艺
课件
2.1
上式中的K11 、K12、K21、K22分别代表四个反应速度 常数，四个速率常数不同，即四个反应的反应速度不
同。即单元反应的竞聚率不同，因此要得到好的制品,
就必须选用合适的乙烯类单体种类及浓度，使得到
型聚酯树脂等。
• 2、 不饱和聚酯树脂的固化原理：
原•
固化是通过引发剂引发聚酯分子中的双键，与可聚合
材 的乙烯类单体(如苯乙烯)进行游离基共聚反应，使线型的
料 聚酯分子交联成三维网状的体形大分子结构。
的
选 • 不饱和聚酯树脂的固化过程即它与乙烯类单体共聚的过程，共
择 聚反应过程的三个主要阶段：
第二章 手糊成型工艺
的
苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲苯、邻苯二甲酸
选 二丙烯酯、邻苯二甲酸二丁酯。最常用的是苯乙烯。
择
第二章 手糊成型工艺
课件
2.1
• 苯乙烯的优缺点：
• 优点：
粘度低；与树脂有良好的共混性，能很好的溶解引发 剂、促进剂；苯乙烯双键活泼，易于进行共聚反应；价格 便宜，材料来源广。
原 • 缺点：
材
沸点较低（145℃），易挥发，有一定毒性，对人体有
原 • 最常用的有：
材 料
过氧化二苯甲酰
的
选 择
过氧化环己酮（混合物）
OO ‖‖
C6H5-C-OO-C-C6H5
OH
O
OOH
OH
CH3
OOH
C
过氧化甲乙酮（混合物） C2H5
OH
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课件
2.1
• 过氧化物的特性指标： • 以活性氧含量；临界温度；半衰期来评价
• ①活性氧含量 表明可以产生自由基量的指标。
～m1 •——代表乙烯类单体形成的游离基； ～m2•——代表不饱和聚酯形成的游离基。
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课件
• （2） 链增长
•
聚酯分子双键及乙烯类单体双键被引发后，就会进行
链增长反应，有如下四种形式的链增长反应。
～m1•+M1
K11
～ m1•
2.1
原 ～m1•+M2
K12
～ m2•
材 料
～m2•+M1
剂时应考虑固化工艺条件的允许温度，引发剂的”临界温 度”应低于固化温度。
• ③半衰期
原
在给定条件下，引发剂分解一半所需时间，表明了引
材 发剂的反应速度。
料
一般情况下引发剂用量增加，反应速度增加。用量过
的 选 择
少，反应速度慢，甚至固化不完全；用量过大，反应速度 过快，放热峰过高，影响产品质量，而且成本高。