GF-MV10彈性體增韌劑是一種低分子量液體聚合物,與不飽和樹脂液呈良好的兼容性,當以合理的比例與不飽和聚樹脂液混合、固化成樹脂固化體后,固化體中的不飽和樹脂將呈現出連續相,而GF-MV10彈性體呈離散態、細小顆粒質彈性體相,雙相組織使樹脂固化體的韌性獲得大幅提高,但不削弱其它機械性能。
聚酯和乙烯酯類的不飽和熱固性樹脂,在與例如玻纖類的增強材料組合后,經固化將獲得良好的機械性能。這使得玻纖增強塑料(GRP)在各個領域受到廣泛接受和使用,例如船艇、管道、箱罐、汽車零件、電腦面板和組合房等。
但是,不飽和樹脂固化體在中等或高應力下呈脆性失效性質,限定了在很多應用場合下使用。不飽和聚酯樹脂成分包含有乙烯型單體,例如苯乙烯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯、溴代苯乙烯、α甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、己二烯酞酸脂、亞甲基二丙烯酰胺、1-6-己二醇延胡素酸脂、氰脲酸三烯丙酯等。其中,普通不飽和聚酯樹脂最常用的是苯乙烯,但在樹脂固化或交聯后,所形成的樹脂網絡中呈現出剛性聚苯乙烯鏈段,這是導致樹脂脆性誘因之一。
對于聚酯樹脂產品脆性失效而言,尤為重要的是切口敏感性,即失效往往歸因于樹脂固化體存在的小裂紋、材料雜質、帶有尖銳棱角的填料、表面斑痕等而引發的裂紋傳播。不飽和聚酯的脆性失效是樹脂制品的致命缺陷之一,它不僅影響樹脂制品的質量穩定性和使用壽命,而且限制了樹脂制品的應用。因此,在不飽和聚酯樹脂的實際應用中,一般都要采取對不飽和樹脂的增韌措施,來克服不飽和樹脂自身存在的固有缺陷。
樹脂增韌防裂的最常用方法是“外加第二組分增韌改性法”,即簡易通過增韌劑與樹脂共混方法來實現樹脂的增韌,通過外加第二組分產生出雙相微觀結構。
我們在實驗中發現,按常規采用液體橡膠類聚合物對不飽和聚酯樹脂增韌,液體橡膠類聚合物僅呈弱溶解性,如果橡膠濃度約超過3wt%,則會在樹脂固化之前趨于分離,構成粗大橡膠球或富集于表面,無助于固化樹脂的增韌;如果采用高溶解性橡膠,則在固化后步呈現顆粒狀彈性相,增韌效果極其有限,并削弱了樹脂的其它機械性能(例如模量和熱變性溫度都明顯下降)。
但當在不飽和聚酯樹脂中加入GF-MV10彈性增韌劑后,增韌效果取得明顯改善。盡管沒有任何理論對其解釋,但可以預測,與液體橡膠類聚合物相比較,由于GF-MV10彈性增韌劑與不飽和聚酯樹脂液體呈現出良好的兼容性,使混合液可達到25wt%的GF-MV10彈性增韌劑;而在樹脂固化期間,固化樹脂呈現出與GF-MV10彈性增韌劑的相斥性,使GF-MV10增韌彈性體在固化樹脂相中呈分散顆粒相(顆粒相尺寸范圍1-30μm),而彈性體與樹脂固化體之間可能發生的某些嫁接或交聯反應程度處于可控制在有限范圍(可接受或可忽略不計的程度)。
諸多實驗結果表明,GF-MV10彈性體增韌劑是各類型不飽和類樹脂的高效增韌劑,不飽和類樹脂包括不飽和聚酯樹脂(液體樹脂或結晶質樹脂)、乙烯基酯樹脂等。GF-MV10彈性體增韌劑在不飽和聚酯的優選添加數量范圍達樹脂與增韌劑總量的5-20wt%,可基本滿足各種樹脂制品的增韌要求。
GF-MV10彈性體增韌劑進行增韌改性的總結如下:
1、GF-MV10彈性體增韌劑對烯屬不飽和樹脂具有良好的兼容性,混合分散性優異,混合后不出現不良的集聚或分層;
2、GF-MV10彈性體增韌劑對不飽和樹脂的增韌效果良好,例如在某不飽和聚酯樹脂(苯乙烯含量35%)中,混合GF-MV10彈性體增韌劑,構成混合料基礎上的2-10質量組分的GF-MV10彈性體增韌劑;隨后將混合料澆注成各種濃度GF-MV10彈性體增韌劑的樹脂固化樣品,進行代缺口雙扭矩測試斷裂能,結果表明,隨著混合料中GF-MV10彈性體增韌劑濃度提高,斷裂能按線性關系提高200-850%,而撓曲模量僅下降8.6-24.5%,熱變性溫度僅降低5%??傮w評價來看,GF-MV10彈性體增韌劑盡管導致固化樹脂的某些性能稍微衰退,但對固化樹脂的增韌改性效果明顯,綜合機械性能指標符合樹脂制品的改性要求,是一種高效的增韌劑。GF-MV10彈性體增韌劑對不飽和樹脂各項機械性能的影響趨勢參見下表:
| GF-MV10彈性體增韌劑對不飽和聚酯樹脂機械性能 可能造成的影響趨勢 |
極限抗張強度 | ↑ |
扯斷延長率 | ↑ |
第一失效應變(%)按發聲確定 | ↑ |
應力/應變曲線直線段比例極限(%) | ↑ |
初始拉伸模量 | ↓ |
撓曲強度 | ↓ |
撓曲模量 | ↓ |
夏式無缺口沖擊值 | ↑ |
有缺口沖擊 | ↑ |
沖擊強度 | ↑ |
3、GF-MV10彈性體增韌劑可用于廣泛的不飽和聚酯樹脂制品或工藝,例如填充型樹脂成分、涂料成分、片狀模塑料(SMC)和塊狀模塑料(BMC)成分等,例如手糊、噴涂、冷或熱壓成型、纖維纏繞或擠出工藝。
4、GF-MV10彈性體增韌劑與樹脂中加入的各種其它液體或固體、有機或無機性質的添加劑、填料或成分,大多數呈非活性、惰性或兼容性。
5、GF-MV10彈性體增韌劑具有良好的存放性,可以在常溫環境條件下存放不變質或分離(分層)。
6、GF-MV10彈性體增韌劑的粘滯度適中,基本不影響樹脂體系的粘滯度,適度加熱至35±5℃下可獲得更好的效果。
7、GF-MV10彈性體增韌劑不含毒性、揮發性物質,使用安全。
8、GF-MV10彈性體增韌劑對樹脂固化施工工藝無影響,即對樹脂固化的凝膠時間、固化時間、發熱峰值等關鍵工藝基本無影響。只是在凝膠初期樹脂凝膠體呈現彈性期(即樹脂凝膠體整體呈彈性),而隨著冷卻和時間延長,樹脂固化體整體彈性消失,逐漸變硬,這一短暫的彈性過渡現象有利于降低了樹脂固化體因凝膠、固化收縮而產生的熱裂紋。
9、GF-MV10彈性體增韌劑的增韌重復性良好,在樹脂制品生產中使用穩定。
10、GF-MV10彈性體增韌劑操作簡單,只需與樹脂簡單混合,不添加任意附帶步驟。
盡管從增韌技術和產品來看,已有各種解決措施和原料,但綜合考慮成本、操作性、毒性、實用性、存放性、工藝性等諸多因素,GF-MV10彈性體增韌劑無疑體現出優異的高性價比,是不飽和樹脂增韌改性的明智選擇。
GF-MV10彈性體增韌劑是蘇州市光福合成材料廠新研發產品,我廠將一如既往的堅持技術發展理念,希望與業界人士建立良好的、互助式的溝通和交流,為有機聚合物行業的進步貢獻更多更大的力量。