不饱和聚酯树脂及玻璃钢的制备

测试与数据处理:
1.促进剂与爬杆时间关系测试 表六 室温固化凝胶时间对应表
促进剂百分含量 2% 1% 0.7% 0.5% 0.3%
室温固化凝胶时间（min） 19 42 62 84 116
图四 促进剂含量与爬杆效应出现时间关系图
2.拉伸强度测试
表七 拉伸强度测试登记表
类别 序号 宽/mm
浇铸聚合 1
实验目的:
1.了解线型不饱和聚酯树脂及纤维增强复合材料的制备原理和影响因素. 2.掌握线型不饱和聚酯合成和增强复合材料制备实验的操作技能;熟悉树脂的特性测试和玻 璃钢试样的性能试验方法.
实验原理:
不饱和聚酯树脂主要是有不饱和二元酸（酐）、饱和二元酸（酐）和二元醇, 以一定的 摩尔比在惰性气氛保护下, 经酯化缩聚而制得线型聚合物, 其聚酯主链上具有重复的酯键制 制品及不饱和双键, 即称不饱和树脂, 化学结构式如下:
2% 1.05g, 1% 0.52g, 0.7% 0.40g, 0.5% 0.27g, 0.3% 0.15g
表三 浇注成型配方 名称 树脂
过氧化丁酮（引发剂） 环烷酸钴（促进剂）
理论用量 100g 4g 2g
实际用量 100g 4% 2.03g
表四 手糊成型配方 名称
玻璃布(10 层) 树脂
4%过氧化丁酮（引发剂） 环烷酸钴（促进剂）
OO
ORO C R' C x
O
O
ORO C CH CH C y
不饱和聚酯长链型大分子中含有不饱和双键, 在引发剂－促进剂的作用下可以和乙烯 基单体发生交联反应.
在引发剂分解产生活性游离基，聚酯链中的不饱和双键和苯乙烯单体发生加成共聚反 应，经过链引发、链增长和链终止三个阶段，形成网状结构的均匀聚合物.
拉伸强度/Mpa 256 164.9 145.7 146.4
3.放热峰值测试(附页 DSC 图及解析表) 测试条件:加入促进剂和不加入促进剂.
分析与讨论:
1.由做出的“促进剂用量比与树脂胶液凝胶时间的关系”图中可以看出，随着促进剂用量的 增加，凝胶时间变短.促进剂是能促进有机过氧化物在室温下分解产生游离基的物质.引发 剂的临界温度均在 60 摄氏度以上,如果设计采用室温固化成型工艺,单纯使用过氧化物引 发剂时交联反应速度极慢,当采用引发剂—促进剂体系,则能大大加速交联固化速度,即可 实现常温下成型加工.
理论用量
玻璃布重量的 1.2 倍 2.8g
实际用量 54.5g 70.90g 3.01g 0.35g
实验操作流程图:
图一 冷态触动法实验流程图
树脂 50g 引发剂(树脂 质量的 4%)
搅拌
搅拌 记时
观察树脂粘度 变化至固化 再次记时
作图
促进剂(树脂质量的 0.3%,0.5%,0.7%,1%,2%)
图二 浇铸聚合实验流程图
0.800
手糊成型 2
1.188
3
1.208
4
1.162
试样尺寸 150*10 mm2
厚/mm 0.884 0.160 0.168 0.884
面积/m2 0.707200 0.017820 0.202944 1.027208
最大载荷/N 18.1*103 2.93*103 2.95*103 15.04*103
树脂 100g 引发剂(树脂质
量的 4%)
搅拌
搅拌
促进剂(固化时间为 20min 对应的量)
浇铸
室温固 化 2h
测试力 学性能
砂磨
切割
图三 手糊成型实验流程图
树脂(玻璃布 质量的 1.2 倍) 引发剂(树脂
质量的 4%)
搅拌
搅拌
促进剂(固化时间为 20min 对应的量)
手糊接 触成型
测试力 学性能
砂磨
数量 7个 7根 3根 1根 2个 4个 1张 2张 10 张
表二 室温固化凝胶时间测定配方
名称
理论用量
树脂
50g×5
过氧化丁酮（引发剂）
4% 2g×5
环烷酸钴（促进剂） 2% 1g, 1% 0.5g, 0.7% 0.35g,
0.5% 0.25g, 0.3% 0.15g
实际用量 50g×5 2g×5
制得的不饱和树脂和聚酯树脂主要用于制造玻璃纤维增强复合材料, 也制造装饰涂料 和油漆、压塑粉与片状和块状模压复合材料制品.
实验仪器和试剂:
表一 实验仪器一览表表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
名称 烧杯 小玻棒 玻棒 导管 铁板 铁夹子 玻璃纸 玻璃纸 玻璃布
规格 150ml
15×15cm 15×35cm 20×20cm 18×18cm
4.产品的测试结果显示,加入玻璃纤维粗格子布增强的不饱和聚酯比未增强的不饱和聚酯拉 伸强度可高 4 倍之多.增强材料玻璃布赋予制品以综合强度,不饱和聚酯树脂实质上是联 结剂.
5.从 DSC 图纸可以看到:在 84.2℃时开始固化,在 120.9℃自加速效应最大.
思考题:
1.在凝胶时间的测定和成型加工中为什么不能将引发剂和促进剂一起加入? 答：促进剂和过氧化物之间发生一种氧化还原反应，致使过氧化物的 O-O 键发生对称裂解，
2.室温交联固化时树脂胶液的凝胶时间,是随引发剂的种类.用量比的变化而变化的,促进剂 用量增加,放热峰温度提高,固化时间缩短.钴-氢过氧化物引发系统对反应条件的适应性 较宽,即使交联固化不足时,以后还能继续交联固化.
3.配制树脂胶液时,促进剂的实际用量比,根据施工过程所需要的时间,可以从图中跟踪出来, 凝胶时间应足以保证手糊作业的全面完成.树脂胶液凝胶时间的过短或过长,对手糊作业 不利,对制品的综合性能亦有不良影响.
取代热裂解,亦称化学裂解. 配胶操作中不允许将促进剂和引发剂直接相混合.否则反应猛烈而会引起爆炸.通常先将
引发剂加入树脂中.搅拌混合均匀,最后加入促进剂并快速混合均匀,立Fra Baidu bibliotek用于测定和成型.
切割
脱模
室温固 化 16h
后烘 1h
裁减 边缘
实验记录:
表五 预聚合实验记录
实验项目
时间
冷态触动法
10:00
10:05
10:24
10:47
11:07
11:29
12:01
手糊成型
15:00
15:03
次日 8:00
9:15
浇铸成型
14:40
15:30
15:02
15:43
16:39
16:43
16:45
操作(备注) 5 组分别加入树脂,引发剂和促进剂
加料完毕 第一组出现爬杆效应(19min) 第二组出现爬杆效应(42min) 第三组出现爬杆效应(62min) 第四组出现爬杆效应(84min) 第五组出现爬杆效应(116min) 称量好树脂,引发剂,促进进,搅匀
刷胶 放入烘箱 从烘箱取出,性能测试 称量树脂约 100g 将浇注成型装置安装好 加入引发剂,并搅拌 加入促进剂,灌模 用玻璃棒测试,表明硬度不够,铁板微热 硬度足够,脱模,试样呈黄色 试样放出大量的热