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樓主 |
發(fā)表于 2007-5-23 11:09:34
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6.1 樹脂類型的對固化程度的影響
1、線型不飽和聚酯分子鏈中雙鍵的含量(即雙鍵的密度)
UPR的反應(yīng)活性通常是以其中所含不飽和二元酸的摩爾數(shù)占二元酸摩爾總數(shù)的百分比來衡量,所謂高反應(yīng)活性,中反應(yīng)活性,低反應(yīng)活性一般是指:不飽和二元酸占70%以上者為高反應(yīng)活性;60-30%者為中反應(yīng)活性;而不飽和二元酸占30%以下者為低反應(yīng)活性。
不飽和聚酯分子鏈中不飽和雙鍵含量越高,樹脂的反應(yīng)活性越高,達(dá)到完全固化的時間越短。
2、線性不飽和聚酯分子中反式雙鍵和順式雙鍵兩種雙鍵的比例。反式雙鍵含量越高,固化程度越高。
3、樹脂中應(yīng)有足夠的苯乙烯含量,過多或過少都會使樹脂固化不良。
4、樹脂中阻聚劑等其它添加劑的影響
在保存未固化的液體UPR時,要加入阻聚劑,使UPR商品在貯存過程中免于過早膠凝變質(zhì)。引發(fā)劑和促進劑反應(yīng)釋放出的游離基,最初是被阻聚劑消耗掉,阻聚劑變?yōu)榉€(wěn)定的大分子失去阻聚能力。因此,低反應(yīng)活性的樹脂有可能因為其中加入的阻聚劑量很少而顯得反應(yīng)活性很高,而高反應(yīng)活性的樹脂也可能因其中加入了較大量的阻聚劑變得不甚活潑。另外樹脂中的填料、色漿、低收縮添加劑等也會影響樹脂的固化程度。
6.2 固化劑、促進劑加入量對樹脂固化的影響
為了提高施工進度,以及其后制品性能的穩(wěn)定性,我們總是希望我們總是希望樹脂能盡快固化完全。對于一定反應(yīng)活性的樹脂來說,固化劑、促進劑的加入量對樹脂的的固化速度及其后的固化程度有很大的影響。
通過理論和實踐,我們總結(jié)出如下的固化規(guī)律
1、要有足夠的固化劑的加入量,以保證足夠的放熱峰溫度,從而達(dá)到較高的固化程度。 (固化劑的量過少有可能造成永久的欠固化)
2、 環(huán)境溫度較高條件下可適當(dāng)減少促進劑的加入量,以得到足夠長的凝膠時間和較完全的固化程度。
3、一般促進劑與固化劑(過氧化物)的摩爾比必須小于1,(這種情況只有在選擇鈷鹽作為促進劑的情況下才能計算出),否則促進劑與初級游離基的逆反速度會大于初級游離基引發(fā)單體的速度,結(jié)果使轉(zhuǎn)化率下降。因此過多地使用促進劑并不能達(dá)到加速固化的效果,反而會使產(chǎn)品性能下降。
4、對于低反應(yīng)活性的不飽和聚酯樹脂的固化宜選用低活性的固化系統(tǒng)。
5、低溫或高濕度的不利的固化條件下,可采用復(fù)合固化系統(tǒng):
過氧化甲乙酮1%
N,N-二甲基苯胺0.5%
過氧化苯甲酰2%?
總結(jié)固化的原則為:足夠的固化劑的加入量和適當(dāng)?shù)拇龠M劑的加入量。
6.3 施工環(huán)境對樹脂固化的影響
施工環(huán)境對樹脂的固化影響很大,施工時環(huán)境溫度越高,膠凝和固化時間越短。有時施工溫度升高10℃,可使凝膠時間縮短將近1/2。如果施工環(huán)境溫度過低,易造成永久的欠固化。因為樹脂在低溫下雖然能夠膠凝,但膠凝后形成的大分子卻不能移動,由于沒有足夠的放熱峰溫度引發(fā)固化劑不斷釋放自由基,使得連鎖交聯(lián)反應(yīng)不易進行,最終導(dǎo)致永久的欠固化。
一般要求施工溫度不低于15℃,相對濕度不大于80%。
一般為了使樹脂充分固化,固化成型后最好進行高溫后固化處理。
后固化處理方法:可于40℃下2小時,60℃下2小時,80℃下4小時進行處理,(如果有條件可于100-120℃處理2小時效果更佳)然后常溫養(yǎng)護24小時后再投入使用。如施工單位無熱處理條件,可在施工后常溫養(yǎng)護1個月(環(huán)境溫度低時還要適當(dāng)延長養(yǎng)護時間),使其充分固化,再投入使用。這一點對于耐腐蝕用途的樹脂固化尤為重要。
6.4制品結(jié)構(gòu)對樹脂固化程度的影響
一定量的UPR混合物固化時所放出的熱量是固定的,它取決于其組分的化學(xué)成份。但是放熱的速度及由此而引起的溫度上升速度和體系所能達(dá)到的最高放熱峰溫度則取決于UPR混合物的形狀與尺寸、周圍的溫度、所加入的引發(fā)劑、促進劑及阻聚劑的成分與濃度諸多因素。在同樣成分下,大制件相對小制件熱損失少,溫升就較高。如果參與固化的UPR量太大,有可能造成放熱失控,體系會因放熱、收縮而開裂,甚至分解冒黑煙,直至著火。因此施工時要注意以下幾點:
樹脂制品體積越大,應(yīng)適當(dāng)減少固化劑、促進劑的加入量。
制品體積小,要適當(dāng)增加固化劑、促進劑的加入量。
對于大面積噴涂成型,可能因為交聯(lián)劑的揮發(fā)而導(dǎo)致交聯(lián)劑不足,也要適當(dāng)增加促進劑、固化劑的量,以縮短凝膠時間。
6.5填料等其它添加劑對樹脂固化程度的影響
如果樹脂中加入其它物質(zhì)如:橡膠、硫、銅與銅鹽、苯酚、酚醛樹脂、粉塵及碳黑等,即使是少量的,也可以抑制聚合反應(yīng),有時甚至?xí)箻渲耆还袒?br />
7.不飽和聚酯樹脂固化度的評價
FRP產(chǎn)品在實際施工中,由于不同廠家不同批次的樹脂固化速度不同,同時施工時受環(huán)境溫度、濕度等諸多因素的影響,制品達(dá)最佳固化程度的時間會有所不同。下面介紹幾種間接判斷FPR產(chǎn)品固化程度的常用方法。
1、現(xiàn)場檢查
用手觸FRP產(chǎn)品表面無粘感;用干凈棉球蘸取丙酮放在制品表面觀察,棉花是否出現(xiàn)顏色;敲擊制品聽聲音,應(yīng)清脆而不是模糊;用硬幣劃不出傷痕。
2、巴氏硬度法
巴氏硬度法是用Barcol硬度儀測試成型材料的硬度值。一般巴氏硬度達(dá)40~50,則達(dá)到較為理想的固化程度,即可投入使用了。
3、回彈法
回彈法是把小鋼球從一定高度落向被測固化樹脂表面,由于固化程度不同,樹脂的剛性是不同的,所以回彈高度亦不同,回彈高度可表明固化程度。
4、測成型制品中的不可溶物含量,即用丙酮來萃取出樹脂中的可溶性成分,從而得到不可溶物含量。此法也適用于環(huán)氧或酚醛FRP,是目前用得最多的方法。其原理是樹脂固化前是線型分子、易溶于有機溶劑,而固化后變成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、難溶于有機溶劑的特點,采取有機溶劑萃取出已固化樹脂中的可溶組份,再根據(jù)玻璃鋼試樣在萃取前后的重量差進行計算,以此間接地說明固化程度。
7.樹脂的固化度對制品性能的影響
經(jīng)過理論和實踐測試表明:
1、樹脂的固化度越高其彎曲強度及模量越大;
2、樹脂的固化度越高其制品的耐腐蝕性越好;
3、樹脂的固化度越高制品耐熱性能越好;
4、拉伸強度和斷裂延伸率的最大值出現(xiàn)在樹脂固化度為90%左右。
8.結(jié)束語
UPR的固化是一個復(fù)雜的化學(xué)過程,受很多因素的影響,因此,無論是UPR生產(chǎn)廠家,還是應(yīng)用廠家都應(yīng)掌握一些UPR基本的固化常識,才能在安全生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上,針對自身產(chǎn)品的特點,有效地解決實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問題。相信隨著應(yīng)用廠家對樹脂的固化常識的不斷深入了解,他們生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量將會有質(zhì)的飛躍。 |
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