增稠过程
不饱和聚酯树脂的增稠效应是SMC、BMC技术的基础,增稠过程是使不饱和聚酯树脂的黏度增大至不粘手,但也未固化,在较高的温度下可以流动,使模压变得可行。树脂的黏度之所以会有很大的增长,是使用了增稠剂,即能使树脂胶液的黏度在要求的时间内增加到满足成型工艺要求并保持相对稳定,从而改善其工艺性能的物质。
基本信息
- 中文名
增稠过程
- 外文名
Thickening process
- 增稠剂
MgO和环状酸
- 影响因素
剪切程度、温度
- 第一阶段
增稠剂与羧基发生酸碱反应
- 过程
黏度增大至不粘手、未固化
增稠剂
作为增稠剂的物质是元素周期表中第二类主族元素,即铍、镁、钙、锶、钡、镭的氧化物或氢氧化物,而镁、钙的氧化物及氢氧化物使用更为广泛,这主要是由于它们价廉、来源方便。为了获取其他性能它们还可以与其他物质组合使用,如MgO和环状酸、酐的组合;MgO和LiCl的组合。
增稠过程的阶段
增稠过程分为两个阶段。
第一阶段反应是增稠剂(金属氧化物、氢氧化物)与聚酯树脂中羧基发生酸碱反应生成碱式盐,这个反应是快速的,是由带相反电荷的离子中心间的静电引力所推动。
RCOOH+MgO→RCOOMgOH
RC00H+Mg(OH)2→RCOOMgOH+H2O
RCOOH+RCOOMgOH→(RCOO)2Mg+H2O
第二阶段反应取决于扩散或分子的空间取向。
一种可能取决于扩散过程是相邻聚酯分子间通过羰基和醚氧基的氢键的桥连。羰基和醚氧基在形成氢键时都是电子给予体,当加入水、乙二醇、丙二醇等可形成氢键,它们的氢氧基可作电子给予体也可作接受体。在混合物里它们的低分子量和较高的流动性增加了反应性,乙二醇和丙二醇分子的多官能度可以参与几个键桥。虽然氢键较弱,但是它们的累积影响使黏度显著增加。
另一种可能的扩散,水在聚酯的羰基和酸式盐的金属原子问形成络合物。碱土金属形成配位络合物的最大配位数是6,但由于对称因素,2与4配位数似乎是有利的。在碱土族内钙形成络合物比镁弱,因此钙形成配位络合物较困难。
增稠过程的影响因素
影响增稠的因素大致分成两类:化学的和物理的。这并不意味着二者之间无关系,在很多场合存在着一定的协同作用,然而主要的增稠作用在性质上是化学的增稠作用。
物理因素:物料混合中所达到的剪切程度、温度、时间、填料和增稠剂的表面积等。
化学因素:树脂的化学组成、增稠剂的化学特性、添加剂、杂质等。
增稠剂的用量
常用的增稠剂一般有4种:氧化镁、氢氧化镁、氧化钙(石灰)、氢氧化钙。增稠剂的用量会对乙烯基树脂的增稠效应产生明显的影响,见下图。