不饱和聚酯的增韧改性及机理

不饱和聚酯的增韧改性及机理

朱立新，王小萍，贾德民

(华南理工大学材料科学与工程学院广东广州510641)

摘要：在17篇文献基础上综述了近年来不饱和聚酯及团状模塑料(BMC)增韧方面的研究进展，研究表明除可通过合成新的韧性不饱和聚酯品种外，还可通过改变不饱和聚酯交联网络结构、添加第二组分以及通过对不饱和聚酯接枝和嵌段来达到增韧改性目的。

关键词：不饱和聚酯；增韧；改性

中图分类号：TM215.1；TQ327.1

文献标识码：A

文章编号：1009-9239(2004)01-0052-04

Modification of unsaturated polyester and its mechanism

ZHU Li-xin，WANG Xiao-ping，JIA De-min

(College of Materials Science and Engineering，South China University of Technology，Gu

angzhou 510641，Chian)

Abstract：Research advances in modification of unsaturated polyester are reviewed from the following topics：synthesize new unsaturated polyester，changing the network of unsaturated polyester，blending with second component，forming grafted or blocked copolymer. Key words：unsaturated polyester；modification；toughening

1、不饱和聚酯基体及BMC材料增韧改性的现状

不饱和聚酯的增韧往往沿袭了环氧树脂等其它热固性树脂增韧的方法，最常用也最简便的方法是采用构造第二相弹性体(如共混液体橡胶)的方法来增韧，但增韧的效果不如环氧树脂。如用某些液体橡胶对环氧树脂增韧后，其表面断裂能可以提高50倍左右，而用来增韧不饱和聚酯，据文献报道最高的也只有4～5倍。对高交联度不饱和聚酯和BMC复合材料来说，效果就更不明显。其原因一方面可能是不饱和聚酯本身结构因素所致，另一方面原因就是不饱和聚酯与一般的液体橡胶相容性都不够好。

2、通过改变化学组成合成新的韧性不饱和聚酯

采用改变化学组成合成新的韧性不饱和聚酯这种方法属于在分子层次范围设计合成聚合物。一般是合成不饱和聚酯时采用饱和二元脂肪酸代替饱和芳香二元酸，树脂的柔韧性和曲挠性随饱和酸链长的增加而增大。同理，增加饱和二元醇的链长亦可达到增加树脂韧性的目的。另外，通过提高饱和酸对不饱和酸的比例，减少交联密度，也可提高柔韧性。但是采用这种方法来提高树脂韧性的效果是有限的，而且由于分子极性降低，不饱和键数量减少，使

制品力学强度和耐热性都会严重下降。再者，通过合成新的不饱和聚酯品种的途径进行增韧改性成本较高，灵活性也不够，不能适应实际应用中对制品性能多样化的要求。

3、改变不饱和聚酯交联网络结构

如上所述，采用化学合成改性的方法有其局限性。由于不饱和聚酯目前最常用的交联单体是苯乙烯，交联固化后形成网络中刚性的聚苯乙烯链段，是导致树脂脆性的一个原因，如改用分子链内旋转比较容易的聚合物的单体，实际上改变了固化后的交联网络结构，可以增加了网络的变形能力，因而使韧性得到提高。目前可以替代采用的单体有乙烯基甲苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、甲基丙烯酸甲酯、三聚氰酸三烯丙酯等。但这些单体其生产成本、工艺操作性均比不上苯乙烯，且由这些单体构成的聚合物其玻璃化温度仍在室温以上，其网络的弹性仍然是有限的。

4、通过外加第二组分的改性

通过简易实用的共混方法来达到不饱和聚酯增韧改性是人们乐意追求的目标。通过外加第二组份的改性方法会产生两种微观结构：一种是形成两相结构，一种是形成单相结构或称半互穿网络结构。

4.1、两相结构

在不饱和聚酯基体中引入橡胶相是不饱和聚酯及BMC材料最常用的增韧方法，固化后橡胶组分一般以颗粒状形式分散于基体树脂中，在受到外载荷作用时，能有效地引发银纹并阻止银纹发展为裂纹，或者通过产生剪切带消耗大量的外部能量，从而起到增韧作用。

对于不饱和聚酯来说，早期人们多集中于采用小块状的天然、丁苯、丁腈橡胶来增韧，但存在橡胶与不饱和聚酯间相容性差和加工困难等问题。后来较多采用橡胶低聚物来增韧不饱和聚酯，即先与未固化的不饱和聚酯(溶于苯乙烯中)混合分散，然后加入引发剂引发不饱和聚酯交联固化，在固化过程中聚酯分子量逐渐增大，橡胶相便从基体中析出，最终形成微相分离的海岛结构来达到增韧目的。

L.Suspene等人用羧端基丁腈橡胶(CTBN)反应生成的环氧端基丁腈橡胶(ETBN)对不饱和聚酯进行增韧，ETBN是由CTBN和双酚A的二环氧甘油醚(DGEBA)反应生成的三嵌段聚合物。它可有效提高丁腈橡胶与不饱和聚酯的相容性，因而加强了橡胶相与基体树脂的界面连结，并使析出的橡胶粒子相尺寸变小，从而提高冲击强度，通过SEM可观察到橡胶相粒子尺寸有大有小，大的粒子似乎含有亚结构，因此析出橡胶相的体积分数一般大于所加橡胶的总量，而亚结构中含有聚酯。另外它亦可直接作为CTBN与不饱和聚酯的相容剂，能有效地减小两者的界面张力。

M.Abbate等人把端氨基液体丁腈橡胶(ATBN)同马来酸酐反应转变成马来酐端基丁腈(ITBN)用来增韧不饱和聚酯(UP)，作者对ATBN/UP和ITBN/UP体系力学性能及形态进行了研究，无论是冲击强度还是弹性模量，后者都优于前者。这是因为含马来酸酐端基的液体丁腈橡胶，其两端的活泼双键可在引发剂引发下，与不饱和聚酯发生 …… 此处隐藏：5489字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……