不飽和聚酯樹脂(UPR)的固化似乎是從理論和實(shí)踐上己研究得十分透徹的問題,但是因?yàn)橛绊懝袒磻?yīng)的因素相當(dāng)復(fù)雜,而在UPR的各種應(yīng)用領(lǐng)域中,制品所出現(xiàn)的質(zhì)量瑕疵在很大程度上幾乎都與“固化”有關(guān)。所以,我們有對(duì)UPR的固化進(jìn)行較深入探討的必要。
不飽和聚酯樹脂的固化是游離基引發(fā)的共聚合反應(yīng),如何能使反應(yīng)啟動(dòng)是問題的關(guān)鍵。單體一旦被引發(fā),產(chǎn)生游離基,分子鏈即可以迅速增長而形成三向交聯(lián)的大分子。
不飽和聚酯樹脂固化的啟動(dòng)是首先使不飽和C-C雙鍵斷裂,由于化學(xué)鍵發(fā)生斷裂所需的能量不同,對(duì)于C-C鍵,其鍵能E=350kJ/mol,需350-550°C的溫度才能將其激發(fā)裂解。顯然,在這樣高的溫度下使樹脂固化是不實(shí)用的。因此人們找到了能在較低的溫度下即可分解產(chǎn)生自由基的物質(zhì),這就是有機(jī)過氧化物。一些有機(jī)過氧化物的O-O鍵可在較低的溫度
下分解產(chǎn)生自由基。其中一些能在50-150°C分解的過氧化物對(duì)樹脂的固化很有利用價(jià)值。我們可以利用有機(jī)過氧化物的這一特性,選擇其中的一些作為樹脂的引發(fā)劑,或稱固化劑。
固化劑的定義:不飽和聚酯樹脂用的固化劑,是在促進(jìn)劑或其它外界條件作用下而引發(fā)樹脂交聯(lián)的一種過氧化物,又稱為引發(fā)劑或催化劑。
這里所說的“催化劑”與傳統(tǒng)意義上的“催化劑”是不同的。在傳統(tǒng)的觀念上,“催化劑”這個(gè)術(shù)語是為反應(yīng)物提供幫助的,它們?cè)诖龠M(jìn)反應(yīng)的同時(shí),本身并沒有消耗。而在UPR固化反應(yīng)中,過氧化物必須在它“催化”反應(yīng)以前,改變它本身的結(jié)構(gòu),因此對(duì)子用于UPR固化的過氧化物來說,一個(gè)較合適的名字應(yīng)該叫做“起始劑”或“引發(fā)劑”。
說到過氧化物我們要有必要了解的兩個(gè)概念是活性氧含量和臨界溫度。其中“活性氧”或“活性氧含量”是一個(gè)與固化劑有密切關(guān)系并常常被誤會(huì)的概念。
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