【长言】玻璃钢界的这对奇特兄弟!

说到兄弟,你首先想到的形容词是什么?兄弟情深、患难与共、煮豆燃萁、反目成仇……在玻璃钢界有这么一对奇特的兄弟,如果让他们相遇,那必定是剑拔弩张,火爆场面一触即发。但他们又彼此相辅相成,一起助力让玻璃钢拥有钢铁般的性能。

那么这对兄弟是谁呢?没错,就是引发剂和促进剂。

下面先来看看这对兄弟的自我介绍。

引发剂

大家好,我是引发剂,很多人又叫我固化剂。我的技能是引起分子活化而产生游离基,从而引发连锁反应。

我脾气比较火爆,危险性很高。如果你们人类直接接触到我的话,将会对你们造成伤害。而且我对居住环境也要求比较高,需要呆在阴凉、干燥的地方,而且不能有热源,不然我会爆炸的。问你怕不怕!

促进剂

大家好,我是促进剂。我主要的技能是帮助我的哥哥引发剂在临界温度下形成游离基物质。

我哥哥很厉害,他能分解出游离基物质,激活低分子链段,聚合成高分子物质。但很多时候分解需要在较高的临界温度,常温下分解比较缓慢。如果单纯提高温度的话,会使制品出现裂纹和气泡等缺陷,而且也增加了工艺难度。所以,我是哥哥的好帮手,可以让哥哥在临界温度下,也就是常温下,稳定、快速地分解出游离基,确保树脂在室温下可以固化成型。

正是在这对兄弟的帮助下,从而让单体发生连锁反应,最终聚合成高分子物质,拥有了各项优异的性能。

从化学结构上看,引发剂是含有弱键的化合物,在热的作用下,共价键均裂而产生自由基。常见的引发剂主要有偶氮类化合物和过氧类化合物。

我们最常见的不饱和聚酯树脂(UPR)就属自由基共聚合反应,具有链引发、链增长、链终止、链转移的四个特点。其中链引发即是由引发剂分解形成游离基到游离基加到不饱和基团的过程。

不饱和树脂的固化启动,首先是碳碳双键的断裂,而化学键发生断裂需要能量。如果单靠升温的话,需要350-500℃的温度才能激发裂解,在这样高的温度下使树脂固化显然没有实用性。经过研究发现有一些物质在较低的温度即可分解出游离基,从而引发双键断裂,这就是引发剂。可见,在这个过程中引发剂扮演了非常重要的角色。而促进剂则进一步降低引发剂的分解温度,从而实现了在室温状态下树脂能顺利完成固化。

UPR的固化过程分为三个阶段:

①凝胶阶段。指的是从加入促进剂、固化剂以后算起,直到树脂凝结成胶冻状而失去流动性的阶段。这一阶段大约需要几分钟至几十分钟。

②硬化阶段。从树脂凝胶以后算起,直到变成具有足够硬度,达到基本不粘手状态的阶段。这一阶段大约需要几十分钟至几小时。

③熟化阶段。在室温下放置,从硬化以后算起,达到制品要求硬度,具有稳定的物理与化学性能可供使用的阶段。这个阶段通常是一个很漫长的过程。通常需要几天或几星期甚至更长的时间。(有实验结果表明,不饱和树脂固化后其弯曲强度随时间的增长而增长,一直到一年后才趋于稳定)

不饱和树脂的固化就是线性大分子通过交联剂作用,形成体型交联网络的过程。但一般情况下很难消耗树脂中的全部活性双键达到100%的固化度。其原因主要是在固化反应的后期,体系粘度急剧增加而使分子扩散受到了阻碍。这也就是为什么熟化过程会是一个漫长的过程。为了能让制品达到最佳状态,可通过烘箱等工具进行升温处理,从而加速熟化过程。

树脂的固化度对玻璃钢的性能影响很大,固化度越高玻璃钢的力学性能、物理性能和化学性能才能得到充分的发挥。而影响树脂固化度的因素主要有树脂本身的组分,促进剂、引发剂的添加量,固化温度,后固化温度和固化时间等。

通过对固化机理的分析,可以看到正是有了引发剂和促进剂这对兄弟,才打开了树脂固化的“潘多拉盒子”。但由于促进剂能激发引发剂的活性,因此这对兄弟不能碰面,必须保持距离。不然会由于剧烈反应而发生爆燃,引发安全事故。

在操作过程中,正确的添加顺利应该是先添加促进剂,搅拌均匀后再添加固化剂。为了方便操作和杜绝安全隐患,现在市面上的很多胶衣、树脂都进行了预促处理,使用时直接按比例添加固化剂即可。

如果说世界上最遥远的距离是什么,那莫过于引发剂和促进剂这对兄弟,相亲相爱,却不能相见。


文|长弓侠

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