玻璃纤维毡增强不饱和聚酯树脂复合材料中促进剂及固化剂加入量的探讨

玻璃纤维毡增强不饱和聚酯树脂复合材料中促进剂及固化剂加入量的探讨1.引言

-玻璃纤维毡增强不饱和聚酯树脂复合材料的介绍和应用

-促进剂和固化剂在复合材料中的作用及重要性

2.促进剂的种类及作用

-酸性促进剂、碱性促进剂和氧化剂的介绍和作用

-不同种类促进剂对复合材料性能的影响

3.固化剂的种类及作用

-钯盐固化剂、遇热固化剂和自由基固化剂的介绍和作用

-不同种类固化剂对复合材料性能的影响

4.加入量对复合材料性能的影响

-不同加入量促进剂和固化剂对复合材料性能的影响

-最优加入量的寻找和确定方法

5.结论和展望

-加入量对复合材料性能的影响总结

-未来研究方向的展望1.引言

玻璃纤维毡增强不饱和聚酯树脂复合材料是一种常见的高性能材料，具有优秀的力学性能、化学稳定性和耐腐蚀性等优点。促进剂和固化剂是制备该复合材料时不可或缺的组分，它们能够提高复合材料的力学性能，增强材料中的交联结构，提高耐久性等。因此，加入适量的促进剂和固化剂对于制备高性能的玻璃纤维毡增强不饱和聚酯树脂复合材料是至关重要的。

本论文分析了促进剂和固化剂在不饱和聚酯树脂复合材料中的作用和重要性，探讨了不同种类促进剂和固化剂的作用机理，以及加入量对复合材料性能的影响，旨在为制备高性能的玻璃纤维毡增强不饱和聚酯树脂复合材料提供指导。

2.促进剂的种类及作用

2.1酸性促进剂

酸性促进剂主要是稳定复合材料中的醇酸协同体系，为交联反应提供更多的反应中心，加速交联反应。例如，苯酚、甲酸和醋酸等可用作酸性促进剂。在复合材料中加入适量的酸性促进剂可以缩短固化时间，提高材料的交联密度和耐高温性能。

2.2碱性促进剂

碱性促进剂可以提供更多的碱性中心，促进交联反应。常用的碱性促进剂包括三乙胺、叔胺和异丙胺等。这些碱性促进剂可以与醛固化剂反应，并破坏复合材料中的稳定体系，使其变得更加不稳定。因此，正确的加入量对保证不饱和聚酯树脂复合材料的性能至关重要。

2.3氧化剂

氧化剂的作用是氧化醇类，产生自由基，加速复合材料的固化反应。常见的氧化剂包括过氧化苯甲酰、过氧化丙酮等。若添加量过多，会引起复合材料的自聚和氧化醇类的消耗，从而降低复合材料的稳定性和性能。

3.固化剂的种类及作用

3.1钯盐固化剂

钯盐固化剂常常用于比较硬的不饱和聚酯树脂复合材料中。它可以增强复合材料的交联结构，降低材料的收缩率和热变形温度。但钯盐固化剂加入量过多，会导致材料出现开裂现象，因此适当的加入量是非常重要的。

3.2遇热固化剂

遇热固化剂是一种多功能固化剂，其在室温下是固体，加热时可以变成液体并引发固化。它可以快速固化，提高复合材料的力学性能和耐久性。但过高的固化温度会导致脱水反应，从而破坏复合材料的结构。

3.3自由基固化剂

自由基固化剂常常用于生产不同要求的不饱和聚酯树脂复合材料中。它可以加速固化反应，提高复合材料的耐疲劳性、耐冲击性和耐腐蚀性。正确的加入量可以提高复合材料的性能，但过多的加入会降低交联密度和材料的稳定性。

4.加入量对复合材料性能的影响

促进剂和固化剂加入量的不同组合将直接影响复合材料的性能。过低的加入量会导致材料交联不完全，过高的加入量则会引发结构的缺陷等问题。因此，需要探究最适宜的加入量。

最佳加入量可能会因材料种类、固化剂和促进剂类型、加工条件及其它因素而异。为了确定最优加入量，可以通过实验来评估不同加入量下复合材料的力学性能、化学稳定性、耐腐蚀性等性能。

5.结论和展望

本论文综合分析了促进剂和固化剂在不饱和聚酯树脂复合材料中的作用以及加入量对复合材料性能的影响。正确的加入量和组合将显著提高复合材料的性能，同时探究最优加入量和其它制备方面的问题也值得进一步研究。这将有助于优化不饱和聚酯树脂复合材料的制备工艺，提高其应用性能和广泛应用的意义。2.促进剂的种类及作用

2.1酸性促进剂

酸性促进剂主要是稳定复合材料中的醇酸协同体系，为交联反应提供更多的反应中心，加速交联反应。例如，苯酚、甲酸和醋酸等可用作酸性促进剂。在复合材料中加入适量的酸性促进剂可以缩短固化时间，提高材料的交联密度和耐高温性能。

苯酚是一种常用的酸性促进剂，在不饱和聚酯树脂中的作用是与过氧化物类反应产生自由基，加速交联反应。但过多的苯酚会导致复合材料的毒性增加，因此需要控制在一定的范围内。

另外，甲酸和醋酸也可以作为酸性促进剂。加入适量的甲酸可以使不饱和聚酯树脂的交联反应加速，提高材料的交联密度和耐高温性能。醋酸对于不饱和聚酯树脂的稳定性有着很好的效果，在复合材料中加入适量的醋酸可以防止水解反应和表面缺陷的产生，使复合材料具有更高的强度和耐久性。

2.2碱性促进剂

碱性促进剂可以提供更多的碱性中心，促进交联反应。常用的碱性促进剂包括三乙胺、叔胺和异丙胺等。这些碱性促进剂可以与醛固化剂反应，并破坏复合材料中的稳定体系，使其变得更加不稳定。因此，正确的加入量对保证不饱和聚酯树脂复合材料的性能至关重要。

三乙胺是一种常用的碱性促进剂，它可以加速复合材料的固化反应，并提高材料的交联密度和耐热性能。然而，过量的三乙胺会导致复合材料中的气泡产生，从而影响材料的力学性能和外观质量。

另一种常用的碱性促进剂是叔胺，它比三乙胺更容易加入到复合材料中。叔胺的加入量应该适当，过多会使复合材料中的交联密度降低，导致材料变脆。

2.3氧化剂

氧化剂的作用是氧化醇类，产生自由基，加速复合材料的固化反应。常见的氧化剂包括过氧化苯甲酰、过氧化丙酮等。若添加量过多，会引起复合材料的自聚和氧化醇类的消耗，从而降低复合材料的稳定性和性能。

过氧化苯甲酰是一种常用的氧化剂，在不饱和聚酯树脂复合材料中的作用是加速交联反应和提高材料的力学性能。但过量的过氧化苯甲酰会导致复合材料中氧自聚和醇类消耗过多，从而降低复合材料热稳定性、紫外线稳定性和水解稳定性。

过氧化丙酮是另一种常用的氧化剂，它可以增加复合材料中自由基的含量，促进交联反应，增加材料的强度和硬度。但过量的过氧化丙酮同样会导致复合材料中氧自聚和醇类消耗，降低其性能和稳定性。

总之，促进剂是不饱和聚酯树脂复合材料中不可或缺的组分，它能够提高复合材料的力学性能和化学稳定性。正确的选择和控制促进剂的加入量和组合，对于制备高性能的玻璃纤维毡增强不饱和聚酯树脂复合材料具有重要的意义。3.不饱和聚酯树脂复合材料的性能及应用

不饱和聚酯树脂复合材料具有许多优良的性能，包括较高的强度、刚度、耐热性和化学稳定性等，因此在航空航天、建筑、电气、汽车等领域得到广泛应用。

3.1力学性能

不饱和聚酯树脂复合材料的力学性能主要与其玻璃纤维毡增强剂的数量和质量有关。当高质量的玻璃纤维毡增强剂充分浸润并与树脂完全固化后，复合材料的强度和刚度将显著提高。

不饱和聚酯树脂复合材料的拉伸强度通常介于40MPa至150MPa之间，比强度可以达到1500MPa，弯曲强度可以高达120MPa。这些性能比大多数金属都要优异。

3.2耐热性

不饱和聚酯树脂复合材料的耐热性能通常取决于用于生产树脂的单体类型、交联密度和纤维填料的类型和数量。一般来说，高硬度的树脂交联密度高，因此比低硬度的树脂更具耐热性能。

在高温条件下，不饱和聚酯树脂复合材料的性能会逐渐降低，这是由树脂在高温下的分解和纤维在高温下的丧失引起的。一般来说，不饱和聚酯树脂复合材料在120℃以下的温度范围内使用效果最佳。

3.3化学稳定性

不饱和聚酯树脂复合材料的化学稳定性主要取决于树脂的类型和含量，以及纤维增强材料的选择和处理方法。一些特殊的填料和表面涂层也可以改善复合材料的化学稳定性。

不饱和聚酯树脂复合材料可以耐受各种化学品的侵蚀和腐蚀，因此在化工、电子、航空等领域应用广泛。此外，它还可以在酸性、碱性和低温环境下良好地工作。

3.4应用

不饱和聚酯树脂复合材料在广泛领域中得到了广泛应用：

3.4.1航空航天：不饱和聚酯树脂复合材料在航空航天领域中用于制造方向舵、尾翼、机身、滑板等结构部件，因为其高强度和轻质化。

3.4.2建筑：不饱和聚酯树脂复合材料的轻质、耐腐蚀和高强度特性，使其在建筑领域得到广泛应用，如建筑外墙板、屋顶、管道和桥梁等。

3.4.3电气：不饱和聚酯树脂复合材料在制造电气设备和器材方面有广泛应用，例如电机和变压器内部的绝缘材料、电缆屏蔽层等。

3.4.4汽车：不饱和聚酯树脂复合材料在汽车工业中得到了广泛应用，如制造轻型车身组件、引擎盖、车顶和车门等。它们的轻质和高强度特性可以显着提高汽车的燃油效率和性能。

总之，不饱和聚酯树脂复合材料在广泛的领域中应用广泛，由于其优异的力学性能、耐热性和化学稳定性，不仅可以提高产品的质量，减少生产成本，而且对于能源和环境保护也具有积极的影响。4.不饱和聚酯树脂复合材料的制备方法和工艺参数控制

4.1制备方法

不饱和聚酯树脂复合材料的制备方法主要包括手工层积、手工涂覆、压模、吸塑、注塑等几种方式。

4.1.1手工层积

手工层积是制备复合材料的一种传统方法，在此方法中，树脂和玻璃纤维逐层堆叠并通过手工平整，再在压力下进行固化。这种方法的优点是工艺简单、成本低，但它存在生产效率低、质量不稳定、需要操作经验等缺点。

4.1.2手工涂覆

手工涂覆是指树脂和玻璃纤维通过刷涂或滚涂等方式涂覆到模具表面。树脂涂覆完毕之后，需要将玻璃纤维层逐一铺设，然后在固化之前，用铲子将厚度控制至适当的范围。手工涂布的缺点是生产效率低、质量不稳定，但可以适用于一些小型复材的制作。

4.1.3压模

压模是制备复合材料较常用的方法之一，压模分为浸涂式和干预式。在浸涂式制备过程中，纤维增强材料预先放置在模具中，然后涂上不饱和聚酯树脂；在干预式制备中，则是先涂覆树脂于加工基板上，随后在辊的作用下加紧和揉合纤维增强材料，便可以得到理想的制品形态。

4.1.4吸塑

吸塑是一种生产效率较高且成本低的制备方法，根据产品结构的不同可以使用不同的加工基板，树脂从一头注入，并经过真空脱气后完全覆盖加工基板上的玻璃纤维，然后在加热和冷却过程中固化。由于是记忆性材料的制作方式，工艺条件的控制也很容易。

4.1.5注塑

注塑是一种可以制备大量复材的高效方式，使用液态的树脂挤出机将树脂加压、加热后压进模具中，并经过固定时间的冷却和固化，然后可得到形状准确的零件和产品。

4.2工艺参数控制

不饱和聚酯树脂复合材料的制备过程是一个相对较复杂的过程，需要根据复材的种类和结构设计出相应的制备工艺，以求得最终产品质量。工业界针对不同生产条件和工艺要求也有一些基本的工艺参数控制方法。

4.2.1温度控制

温度是一个非常重要的工艺参数，它对不饱和聚酯树脂复合材料的固化和成型有很大的影响。一般情况下，固化温度在20~40℃之间，降低温度可以延长成型过程的时间，同时降低了热损失，提高了产品的稳定性。

4.2.2压力控制

压力对于不饱和聚酯树脂复合材料的成型过程十分重要，压力过大容易造成材料通过率低、温度不均匀等问题，而压力过小又会导致材料变形、粘度高等问题。因此，压力必须得到适当的控制。

4.2.3固化时间控制

固化时间也是不饱和聚酯树脂复合材料的重要工艺过程之一，它的掌控直接影响着成品质量。通常来讲，复合材料的固化时间为12~24小时。无论在固化过程中，还是在固化过程结束之后，都必须要保持相应的温度和压力。

4.2.4硬度控制

硬度控制对于不饱和聚酯树脂复合材料的生产也是非常重要的，因为它关系到成品的机械性能和耐磨性。制备不同硬度等级的复材需要控制不同的加工基板，树脂和玻璃纤维定比含量，以及固化温度等工艺参数。

总之，不饱和聚酯树脂复合材料的制备过程是一个相对复杂和精细的过程，需要根据产品的要求和生产条件合理设计和控制相应的工艺参数。只有这样才能获得高质量、高性能的复合材料产品，满足各种工业领域的应用需求。5.不饱和聚酯树脂复合材料的性能及应用

不饱和聚酯树脂复合材料具有许多优良的性能和特点，因此在许多领域得到了广泛的应用。下面我们将分别从力学性能、热学性能、化学稳定性、耐久性和应用领域等方面具体介绍不饱和聚酯树脂复合材料的性能及应用。

5.1力学性能

不饱和聚酯树脂复合材料具有优异的强度和刚度，在构件设计中应用逐渐扩大。IM7等优质无机纤维增强的不饱和聚酯树脂复合材料，可达到炭纤维的机械性能，并具有良好的导电性、导热性和耐化学和热性，被广泛应用于航空航天和高速列车等领域。

5.2热学性能

不饱和聚酯树脂复合材料具有较高的热膨胀系数和较低的热导率，优良的隔热性能，能够耐受较高的温度。Bismaleimideresin（BMI)与无机纤维增强的复合材料在高温下性能更好，如热处理后800℃，仍能保持较高的弹性模量和强度。

5.3化学稳定性

不饱和聚酯树脂复合材料具有较好的耐化学稳定性，并可以在不同的介质中使用。epoxyflexibilizedresin丙烯酸乙酯改性的不饱和聚酯树脂，可以用于汽车、飞机等领域。此外，聚酰亚胺（PAI）/不饱和聚酯树脂复合材料的化学稳定性特别好，适用于高品质的自卫、排水系统等。

5.4耐久性

不饱和聚酯树脂复合材料具有很好的耐久性，特别是其在紫外线、海水等恶劣环境下的耐久性能非常出色。不饱和聚酯树脂复合材料与钛合金、铝合金等金属组合的构件，可以达到抗疲劳、减轻自身重量和提高机械效率等多种目的。

5.5应用领域