低收缩添加剂
化学术语
低收缩添加剂(LSA)是指能够降低在加工成型的过程中树脂收缩率的一类添加剂
简介
不饱和聚酯树脂具有良好的加工性能,适合多种成型工艺,如SMC模压、BMC注射、拉挤、RTM、手糊和浇注等。但是在产品的制作过程中,存在着诸如树脂相产生裂纹;表面存在质量缺陷;尺寸失控等问题。产生这些问题的主要原因是树脂在聚合时树脂单元会紧密堆积,集结成核,这会导致树脂出现聚合收缩和热收缩的现象。而收缩引起的内应力会导致树脂从表面向内凹陷,此凹陷从聚合物表面至中心逐步传递,释放内应力直至平衡,这直接导致了缺陷的发生。低收缩添加剂(LSA)的作用就是通过局部松弛释放内应力补偿聚合收缩,从而达到降低收缩率的效果。
分类
非极性低收缩添加剂
聚苯乙烯(PS)为代表,还包括聚乙烯(PE) 、聚丙烯(PP)等固体粉末低收缩添加剂。该类低收缩添加剂在树脂固化前与树脂呈两相体系,简单地利用热塑性树脂的受热膨胀性,抑制树脂的固化收缩。此类低收缩添加剂具有良好的内着色性,但在低收缩性一般。
弱极性低收缩添加剂
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为代表,还包括纤维素醋酸丁酯、聚氯乙烯(虽然聚氯乙烯极性也较强,但由于其玻璃化转变温度Tg为87 ℃,粘流温度高达165~190℃,分相效果不太好,低收缩效果较差)等。该类低收缩添加剂由于极性的增强,在树脂中稳定性有所提高,固化时与树脂的分相结构得以改善,但着色性能不佳。
极性低收缩添加剂
极性低收缩添加剂包括聚醋酸乙烯酯(PVAc)、饱和聚酯、聚己内酯聚氨酯等。该类低收缩添加剂的极性与不饱和聚酯相近,与树脂相容性好,固化前与树脂为均相体系,固化后均匀分相,对树脂固化的收缩控制能达到最高的程度。但该类低收缩添加剂同样存在着色不均匀的问题,不适应内着色制品要求。
组合型低收缩添加剂
组合型低收缩添加剂包括接枝型的芯壳聚合物、嵌段型的聚醋酸-苯乙烯(PVAc-St)、改性的轻度交联的聚苯乙烯、无机物改性的极性低收缩添加剂等。该类低收缩添加剂具有优异的综合性能,包括优良的内着色性、优良的低收缩性、良好的微观界面、良好的力学性能及耐小分子渗透性等。
作用机理
低收缩添加剂的作用机理为相分离机理,固化后与树脂分相是产生孔穴、抵制收缩的必要条件。其具体作用过程如下:
① 材料加热,开始热膨胀;
② 温度升高引起引发剂分解,固化开始;
③ 由与树脂相容变得不相容,开始形成两相;
④ 反应的低收缩添加剂与树脂在热塑料中汇集;
⑤ 随着聚合的进行,温度及聚合的程度增加,随着温度的升高树脂相收缩,低收缩添加剂及未反应的单体占据的体积增加,补偿聚合收缩;
⑥ 低收缩添加剂相中的单体开始反应,由聚合导致的应力产生微穴;
⑦ 最后,开始冷却,在高于树脂相的Tg之上,低收缩添加剂相和树脂相的热膨胀系数大致相当,在低于树脂相的Tg 之下,树脂相的冷收缩比低收缩添加剂相的冷收缩小得多,这种冷收缩的差异是引起低收缩添加剂相中产生微穴与低收缩添加剂相外围由于应力产生的微穴一样多,直至达到低收缩添加剂的Tg。
参考资料
最新修订时间:2023-02-23 19:59
目录
概述
简介
分类
参考资料