不饱和聚酯复材改性--转贴

南京老孙

不饱和聚酯复材改性
不饱和聚酯复材改性

　　不饱和聚酯树脂(UPR)具有良好的力学性能、电学性能和耐化学性能，而且原料易得和价格低廉，其复合材料被广泛应用于交通、建材、电子等工业，近20年来在全世界发展迅速。随着科学技术的发展与各种应用的需求，对不饱和聚酯树脂(UPR)复合材料性能的要求越来越高，也促进了它的开发和应用。聚酯树脂，介绍了几种最新开发和应用的不饱和聚酯树脂(UPR)，并且综述了不饱和聚酯(UPR)复合材料改性方面的最新发展，具体叙述了不饱和聚酯(UPR)复合材料，在表面、界面、低收缩改性以及天然纤维，和无机物增强方面的研究，着重介绍了不饱和聚酯(UPR)层状硅酸盐纳米复合材料的制备和性能。聚酯树脂，对此分别一一作了介绍：UPR复合材料的表面氟化改性；UPR/玻璃纤维复合材料的界面改性；UPR复合材料的低收缩改性；天然纤维增强；UPR/无机物复合材料；UPR/层状硅酸盐纳米复合材料。

　　6、UPR/层状硅酸盐纳米复合材料

　　由于聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的结构中，存在超细的纳米相尺寸、比表面积大，且相畴间距离小，存在特殊的相互作用，故其性能比相应的宏观或微观级复合材料(例如传统的无机填料填充改性聚合物)，有非常显著的提高，甚至表现出全新的性能和功能，例如高强度、高模量、高韧性、高耐热性、高阻隔性、高尺寸稳定性等，以及在电性质、磁性质、光学性质、催化活性、生化特性等方面，呈现多种多样的优异性质，因此具有广泛的应用前景，据聚酯树脂介绍，可作为新型高性能复合材料广泛应用于汽车、交通、家电、建材、机械、包装等国民经济各个领域，及电子信息、生物技术、航空航天、新能源等高新技术领域。

　　虽然聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的市场前景广阔，但是还有一些因素制约着其产业化。据聚酯树脂介绍，首先是层状硅酸盐粉体的有机改性技术，即在与聚合物纳米复合之前蒙脱土等粉体，必须先用小分子有机物插入层间，以扩大层间距和改变层间的亲疏水性，才有利于大分子的插层改性。熔体插层适用于大部分的热塑性塑料，而热固性塑料则采取原位插层聚合。对于有机/无机纳米复合不饱和聚酯，最理想的是硅酸盐片层完全剥离，并均匀地分散在不饱和聚酯的基体中。

　　(1)UPR/硅烷化蒙脱土复合材料

　　袁金凤等制备了不饱和聚酯/蒙脱土复合材料。结果表明，加入质量分数为0.02～0.03的改性蒙脱土对材料的性能有较大的提高。Kornmann等研究了不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料。首先将膨润土纯化，并经过钠离子活化后获得蒙脱土。活化的蒙脱土再用硅烷处理，与不饱和聚酯混合制成纳米复合材料。据聚酯树脂介绍，X射线衍射结果表明，在不饱和聚酯交联的过程中，部分层状硅酸盐被剥离。透射电镜照片可见层状硅酸盐分散均匀，部分被剥离，聚合物明显地扩散进入硅酸盐的层间，有可能是硅烷的处理增加了蒙脱土，与不饱和聚酯之间的湿润性。结果还表明杨氏弹性模量随蒙脱土的增加而增大。拉伸强度变化不大，在蒙脱土超过0.04(体积分数)后，拉伸强度下降。这是由于层状硅酸盐与不饱和聚酯之间界面脱离。加入少量的蒙脱土可以改善不饱和聚酯的脆性，在蒙脱土用量为0.15(体积分数)时，纳米复合材料的断裂能GQ从纯不饱和聚酯的70J/m2提高到138J/m2，提高近一倍。


　　不饱和聚酯树脂(UPR)具有良好的力学性能、电学性能和耐化学性能，而且原料易得和价格低廉，其复合材料被广泛应用于交通、建材、电子等工业，近20年来在全世界发展迅速。随着科学技术的发展与各种应用的需求，对不饱和聚酯树脂(UPR)复合材料性能的要求越来越高，也促进了它的开发和应用。聚酯树脂，介绍了几种最新开发和应用的不饱和聚酯树脂(UPR)，并且综述了不饱和聚酯(UPR)复合材料改性方面的最新发展，具体叙述了不饱和聚酯(UPR)复合材料，在表面、界面、低收缩改性以及天然纤维，和无机物增强方面的研究，着重介绍了不饱和聚酯(UPR)层状硅酸盐纳米复合材料的制备和性能。聚酯树脂，对此分别一一作了介绍：UPR复合材料的表面氟化改性；UPR/玻璃纤维复合材料的界面改性；UPR复合材料的低收缩改性；天然纤维增强；UPR/无机物复合材料；UPR/层状硅酸盐纳米复合材料。

　　6、UPR/层状硅酸盐纳米复合材料

　　由于聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的结构中，存在超细的纳米相尺寸、比表面积大，且相畴间距离小，存在特殊的相互作用，故其性能比相应的宏观或微观级复合材料(例如传统的无机填料填充改性聚合物)，有非常显著的提高，甚至表现出全新的性能和功能，例如高强度、高模量、高韧性、高耐热性、高阻隔性、高尺寸稳定性等，以及在电性质、磁性质、光学性质、催化活性、生化特性等方面，呈现多种多样的优异性质，因此具有广泛的应用前景，据聚酯树脂介绍，可作为新型高性能复合材料广泛应用于汽车、交通、家电、建材、机械、包装等国民经济各个领域，及电子信息、生物技术、航空航天、新能源等高新技术领域。

　　虽然聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的市场前景广阔，但是还有一些因素制约着其产业化。据聚酯树脂介绍，首先是层状硅酸盐粉体的有机改性技术，即在与聚合物纳米复合之前蒙脱土等粉体，必须先用小分子有机物插入层间，以扩大层间距和改变层间的亲疏水性，才有利于大分子的插层改性。熔体插层适用于大部分的热塑性塑料，而热固性塑料则采取原位插层聚合。对于有机/无机纳米复合不饱和聚酯，最理想的是硅酸盐片层完全剥离，并均匀地分散在不饱和聚酯的基体中。

　　(1)UPR/硅烷化蒙脱土复合材料

　　袁金凤等制备了不饱和聚酯/蒙脱土复合材料。结果表明，加入质量分数为0.02～0.03的改性蒙脱土对材料的性能有较大的提高。Kornmann等研究了不饱和聚酯/蒙脱土纳米复合材料。首先将膨润土纯化，并经过钠离子活化后获得蒙脱土。活化的蒙脱土再用硅烷处理，与不饱和聚酯混合制成纳米复合材料。据聚酯树脂介绍，X射线衍射结果表明，在不饱和聚酯交联的过程中，部分层状硅酸盐被剥离。透射电镜照片可见层状硅酸盐分散均匀，部分被剥离，聚合物明显地扩散进入硅酸盐的层间，有可能是硅烷的处理增加了蒙脱土，与不饱和聚酯之间的湿润性。结果还表明杨氏弹性模量随蒙脱土的增加而增大。拉伸强度变化不大，在蒙脱土超过0.04(体积分数)后，拉伸强度下降。这是由于层状硅酸盐与不饱和聚酯之间界面脱离。加入少量的蒙脱土可以改善不饱和聚酯的脆性，在蒙脱土用量为0.15(体积分数)时，纳米复合材料的断裂能GQ从纯不饱和聚酯的70J/m2提高到138J/m2，提高近一倍。