复合饱和直链二元羧酸低收缩剂在UPR中的应用文献综述

 2021-09-27 12:09

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文献综述

1. 研究意义

不饱和聚酯树脂简称UPR (Unsaturated Polyester Resins)是由不饱和聚酯（不饱和二元酸或酸酐与饱和二元酸或酸酐和二元醇线型缩聚而成的具有不饱和双键的聚合物）与乙烯基不饱和单体（主要为苯乙烯）共混组成的。UPR的力学性能、电性能和耐化学腐蚀性能优越，加工成型工艺简单，近年来国外发展较为迅速，是热固性树脂中发展较快的品种。应用于工业、农业、交通以及运输等诸多领域。UPR树脂按性能主要分为增强和非增强制品两大系列。其中增强制品主要包括冷却塔、船艇、化工防腐设备、车辆部件、门窗、活动房、卫生设备、食品设备、娱乐设备及运动器材等。非增强制品如涂料、粘接剂、宝丽板、纽扣、仿象牙和仿玉工艺品、人造大理石、人造水晶、人造玛瑙、人造花岗岩等[1-3]。

尽管UPR性能优异，用途广泛，但目前UPR仍然存在一些缺陷，例如在固化过程中会产生体积收缩，导致表面凹陷、翘曲，表观质量下降，并且UPR的快速固化引起收缩应力的堆积而产生微裂纹，因此固化收缩造成了UPR制品的强度和质量缺陷。控制UPR的收缩率成为当前UPR研究的重要领域。

在本课题中，我们将饱和直链二元羧酸丁二酸、己二酸和癸二酸作为小分子低收缩剂，进行复配后应用于低收缩UPR的制备。小分子低收缩剂与大分子低收缩剂相比，一方面小分子低收缩剂与UPR进行前酯化反应，其前酯化反应低收缩机理不同于大分子低收缩剂的物理作用，另一方面小分子低收缩剂改善了UPR的固化反应过程，有助于降低固化应力，提高制品的均相性，使得制品强度相比于大分子低收缩剂有所改善。因此，饱和直链二元羧酸作为小分子低收缩剂具有独特的低收缩效果，进一步拓宽了低收缩剂的发展方向。

2. UPR的研究进展

人类最早发现的树脂是从树上分泌物中提炼出来的脂状物，如松香等，这是脂前有树的原因。直到1906年第一次用人工合成了酚醛树脂，才开辟了人工合成树脂的新纪元。1942年美国橡胶公司首先投产UPR，后来把未经加工的任何高聚物都称作树脂。为了使UPR能满足更多特殊用途的需要，改善表观特征和降低成本等，开发出越来越多具有新功能的UPR产品，其应用领域也越来越广泛。就目前的研究而言，UPR产品的性能拓展方向主要有：低收缩、电磁性能、强韧性和轻质化等[4-5]。

2.1 低收缩UPR

低收缩UPR是采用热塑性聚合物来降低和缓和UPR的固化收缩，已在SMC和BMC的制造中得到广泛应用。常用的大分子低收缩剂有聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙酸乙烯酯等高分子聚合物。目前国外除采用基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲脂和聚乙酸乙烯酯以外，还开发了聚己酸内酯、改性聚氨酯和醋酸纤维素丁酯等高性能大分子抗收缩剂[6]。

日本油脂株式会社化成品研究所研究出了UPR的新型低收缩添加剂，这种低收缩剂含有弹性链段和可以与UPR相容，UPR的成型工艺中，使得制品表面光泽、收缩率低、强度高且着色性能好。

美国俄亥俄州立大学的科学家从膨胀学、形态学和结构学的方面研究了含有改性热塑性LSAs添加剂可低温固化UP/ST/LSAs体系，并且在低温固化体系中引入促进剂DVB和第二单体三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，更好地控制了固化过程中的收缩。

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