UP纳米CaCO3复合材料体积收缩性能的研究.pdf

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1、高喜平，等：UP／纳米CaCO3复合材料体积收缩性能的研究6lUP／纳米CaCO3复合材料体积收缩性能的研究木高喜平李志争陆昶燕小然张玉清(河南科技大学化工与制药学院，高分子科学与纳米技术重点实验室，洛阳471003)摘要研究了纳米CaCO对不饱和聚酯树脂(uP)体积收缩性能的影响及其作用机理。结果表明，随着纳米CaCO，用量的增加，uP／纳米CaCO3复合材料的体积收缩率先下降后上升；用不同偶联剂对填料进行表面处理后，复合材料的体积收缩率较未用偶联剂处理的复合材料低，且用偶联剂硬脂酸处理填料比用偶联剂K

2、H一570更有利于复合材料体积收缩率的下降。关键词纳米CaCO，不饱和聚酯体积收缩偶联剂不饱和聚酯树脂(uP)是三大热固性树脂之一，定量混合好的试样加入模具中，在平板硫化机中固在工业、农业、交通、建筑以及国防工业方面有广泛化成型。固化温度为150~C，固化压力为5MPa，固的应用。UP固化过程中的体积收缩会导致制品产化时间为10min。生裂纹、弯曲、尺寸精度和表面平滑性不良以及玻璃1．4测试与表征纤维(玻纤)与树脂界面剥离导致的强度降低等问体积收缩率的测定：对于固化前的试样，称取一题，严重影响了其应用⋯。

3、可加入低收缩添加剂来定量置于密度瓶中，在25℃下采用密度法测量其密抵制UP固化时的体积收缩』。度；对于固化后的试样，将其粉碎后在25℃下测量在UP中常加入填料来降低其成本、改变体系其密度。运用式(1)计算试样固化前后体积收缩率流动性、提高复合材料的刚性等，同时，有少量文献(叼)的变化，每组试样测量5次，取平均值。报道填料也可降低UP固化时的体积收缩J。近年竹。：×100％(1)来，纳米填料与UP复合的研究工作日益发展J，p式中：P——固化前的密度；但尚未见到关于纳米填料对UP体积收缩率影响的报道。笔者研究

4、了纳米CaCO对UP体积收缩率的p——固化后的密度。断裂面表征：将纳米CaCO与UP质量比为影响，并阐述了其影响机理。1实验部分0．16的试样固化后冲击断裂，将断裂面喷金处理，用1．1主要原材料SEM观察试样并拍照。苯乙烯挥发量的测定：将填料、UP、苯乙烯及引UP：深圳雅联化工实业有限公司；发剂按一定比例混合好后，称取质量为G的样品置苯乙烯：分析纯，天津市福晨化学试剂厂；于质量为G：的表面皿中，置于烘箱中于120℃固化叔丁基过氧化甲酯：宜兴市宏达塑化有限公司；1h，取出称量质量得G，运用(2)式计算苯乙烯

5、挥一甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：KH一发量(V)(每组试样测量5次，取平均值)。570，南京曙光化工厂；硬脂酸：杭州万事达油脂有限公司；：×。。％(2)纳米CaCO：上海冬建化工有限公司。2结果与讨论1．2仪器2．1纳米CaCO用量对UP体积收缩率的影响扫描电子显微镜(SEM)：JSM一5610LV型，日图l示出纳米CaCO用量对UP体积收缩率的本电子株式会社。影响。由图1可知，随着纳米CaCO用量的：N~tl，复1．3试样制备合材料的体积收缩率呈现先下降后上升的趋势，说将UP、苯乙烯、引发剂叔丁基过

6、氧化甲酯按明纳米CaCO，可有效降低uP在固化过程中的体积100：32：2．5的质量比混合均匀后，按一定比例加入纳米CaCO，或经偶联剂处理的CaCO(偶联剂用量河南科技大学人才科研基金项目(05—7'1)、校科研基金项目为纳米CaCO，质量的1％)混合均匀(CaCO与UP(2006ZY029)质量比分别为0、0．08、0．16、0．24、0．32)。称取一收稿日期：2010—10-12高喜平，等：uP／纳米CaCO3复合材料体积收缩性能的研究63复合材料的交联密度下降，有利于复合材料体积收使得界面处生成

7、的空隙减少，但由于偶联剂的加入缩率的下降。由于KH一570较之硬脂酸能更有效使苯乙烯的挥发量较未加偶联剂的体系大，导致参抑制苯乙烯的挥发，因而采用KH一570为偶联剂的与反应的苯乙烯量减少，使得交联密度下降，进而导复合材料的交联密度高于采用硬脂酸处理的复合材致复合材料收缩率较之未用偶联剂处理的体系小。料，故其体积收缩率相应更大。对于uP／硬脂酸处理的纳米CaCO复合材料，由于综上所述，对于未经处理的UP／纳米CaCO，复其界面处产生的空隙较用KH一570处理纳米CaCO，合材料，填料取代部分UP、纳米Ca

8、CO。与树脂界面体系的多，且交联密度低，故其体积收缩率更小。的空隙可导致复合材料体积收缩率下降，而纳米3结论CaCO对苯乙烯挥发的抑制作用又可导致体系的体(1)纳米CaCO的加入导致UP／纳米CaCO，复积收缩率上升，以上3种因素的综合作用使得在不合材料的体积收缩率呈现先下降后上升的趋势。同的填料用量下，复合材料的体积收缩率出现不同(2)加入偶联剂后，复合材料的体积收缩率较的变化趋势。对于UP／纳米CaCO复合材料，当填未加偶