⑴ 如何解决树脂砂轮经过烘箱加热变形问题
在模具加工中,电火花线切割加工技术得到了广泛的应用,但在线切割加工过程中,模具易产生变形和产生裂纹,造成零件的报废,使得成本增加等问题屡屡发生。所以,线切割加工中模具的变形和开裂问题,也越来越引起人们的关注,多年来,人们对线切割加工的变形和开裂熟悉不够,往往造成线切割加工部门与来料加工者之间相互推脱责任,产生矛盾。
其实,变形和开裂的原因是多方面的,如材料问题、热处理问题、结构设计问题、工艺安排问题及线切割时工件的装夹和切割线路选择的问题等等。在这诸多因素中,能否找到线切割加工变形和开裂规律呢笔者通过多年的深入研究,提出了以下防止变形和开裂的措施。
1、产生变形及裂纹的主要因素
在生产实践中,作者经过大量的实例分析,发现线切割加工产生变形和裂纹与下列因素有关。
1.1与零件的结构有关
1)凡窄长外形的凹模、凸模易产生变形,其变形量的大小与外形复杂程度、长宽比、型腔与边框的宽度比有关。外形越复杂,长宽比及型腔与边框宽度比越大,其模具变形量越大。变形的规律是型腔中部瘪入,凸模通常是翘曲;
2)凡是外形复杂清角的淬火型腔,在尖角处极易产生裂纹,甚至易出现炸裂现象。其出现的频率与材料的成分、热处理工艺等有关;
3)圆筒形壁厚较簿零件,若在内壁进行切割,易产生变形,一般由圆形变为椭圆形。若将其切割缺口,在即将切透时易产生炸裂现象;
4)由零件外部切入的较深槽口,易产生变形,变形的规律为口部内收,变形量的大小与槽口的深度及材料性质有关。
1.2与热加工工艺有关
1)模具毛坯在锻造时始锻温度过高或过低,终锻温度偏低的零件;
2)终锻温度过高,晶粒长大,终锻后冷却速度过慢,有网状碳化物析出的模坯;
3)锻坯退火没有按照球化退火工艺进行,球化珠光体超过5级的零件;
4)淬火加热温度过高,奥氏体晶粒粗大,降低材料强韧性,增加脆性;
5)淬火工件未及时回火和回火不充分的零件。
1.3与机械加工工艺有关
1)面积较大的凹模,中间大面积切除而又事先未挖空,因切去框内较大的体积,框形尺寸将产生一定的变形;
2)凡坯料中无外形起点穿丝孔,不得不从坯料外切入的,不论其凸模回火和外形如何,一般轻易产生变形,尤其是淬火件变形严重,甚至在切割中产生裂纹;
3)对热处理后的磨削零件,无砂轮粒度、进刀量、冷却方式等工艺要求,磨削后表面有烧伤及微裂纹等疵病的零件。
1.4与材料有关
1)原材料存在严重的碳化物偏析;
2)淬透性差、易变形的材料,如T10A、T8A等。
1.5与线切割工艺有关
1)线切割路径选择不当,易产生变形;
2)工件的夹压方式不可靠、夹压点的选择不当,均易产生变形;
3)电规准选择不当,易产生裂纹。
2防止变形和开裂的措施
找到了变形和开裂的原因,即可对症下药采取相应的措施予以避免,防止变形、开裂。具体的措施可以从以下几个方面入手:
2.1选择变形量较小的材料,采用正确的热处理工艺
为了防止和减少变形、开裂,对需要线切割加工的模具,应对材料的选择、热加工、热处理直到制成成品的各个环节都要充分关注和重视;
1)严格检查原材料化学成分、金相组织和探伤,对于不合格原材料和粗晶粒钢材及有害杂质含量超标钢材不宜选用;
2)尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔钢材;
3)避免选用淬透性差、易变形材料;
4)坯料应合理锻造,遵守镦粗、拔长、锻压比等锻造守则,原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2-3之间;
5)改进热处理工艺,采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火;
6)选择理想的冷却速度和冷却介质;
7)淬火钢应及时回火,尽量消除淬火内应力,降低脆性;
8)用较长时间回火,提高模具抗断裂韧性值;
9)充分回火,得到稳定组织性能;
10)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力;
11)对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷),可消除二类回火脆性;
12)模具钢化学处理之前进行扩散退火、球化退火、调质处理,充分细化原始组织。
2.2合理安排机械加工工艺
1)线切割工件坯料的大小,要根据零件的大小确定,不宜太小。一般情况下,图形应位于坯料中部或离毛坯边缘较远而不易产生变形的位置上,通常应取图形到坯料边距大于10mm;
2)凡较大的型腔或窄长而复杂的凸模,配制坯料时要改变传统的实心板料习惯。大框型腔、窄长型腔等易变形零件,其中间部位应镂空。这样淬火时表里状况得以改善,温差小,产生的应力小,同时切割时切除的体积也就小,应力达到平衡也就不至受破坏;
3)在模具使用答应的情况下,大框形型腔零件的清角处,应适当增加工艺圆角R,或在线切割之前将清角处钻空,以缓解应力集中的现象;
4)对凸模零件,在淬火之前应在凸块坯料中钻外形起点的穿丝孔,使工件在切割时保持内应力平衡且不被破坏,以免从材料外切入引起开裂变形。
2.3优化线切割加工的工艺方案,选择合理的工艺参数
2.3.1该进切割方法
1)改变一次切割到位的传统习惯为粗、精二次切割,以便第一次粗切割后的变形量在精切割时及时地被修正。一般精切割时的切割量应根据第一次切割后的变形量大小而定,一般取0.5mm左右即可。这种办法常应用于外形复杂而势必产生变形的零件或要求精度较高、配合间隙较小的模具;
2)改变两点夹压的习惯为单点夹压,以便切割过程中的变形能自由伸张,防止两点夹压对变形的干涉,但要注重,单点夹压的合理部位通常在末尾程序处。这样所产生的变形只影响废料部分,避免了对成型部分的影响;
3)对易变形的切割零件,要根据零件外形特征统筹安排切割的起始点、程序走向及夹压位置,以减少变形量。一般应选择较平坦、已精加工或对工件性能影响不大的部位设置线切割的起始点。
2.3.2选择合理的工艺参数
1)采用高峰值窄脉冲电参数,使工件材料以气相抛出,气化温度大大高于融化温度,以带走大部分热量,避免工件表面过热而产生变形;
2)有效地进行逐个脉冲检测,控制好集中放电脉冲串的长度,也可解决局部过热问题,消除裂纹的产生;
3)脉冲能量对裂纹的影响极其明显,能量越大,裂纹则越宽越深;脉冲能量很小时,例如采用精加工电规准,表面粗糙度值。
追问:
精简一点的啊!
回答:
防止变形和开裂的措施
找到了变形和开裂的原因,即可对症下药采取相应的措施予以避免,防止变形、开裂。具体的措施可以从以下几个方面入手:
一、选择变形量较小的材料,采用正确的热处理工艺
为了防止和减少变形、开裂,对需要线切割加工的模具,应对材料的选择、热加工、热处理直到制成成品的各个环节都要充分关注和重视;
1)严格检查原材料化学成分、金相组织和探伤,对于不合格原材料和粗晶粒钢材及有害杂质含量超标钢材不宜选用;
2)尽量选用真空冶炼、炉外精炼或电渣重熔钢材;
3)避免选用淬透性差、易变形材料;
4)坯料应合理锻造,遵守镦粗、拔长、锻压比等锻造守则,原材料长度与直径之比即锻造比最好选在2-3之间;
5)改进热处理工艺,采用真空加热、保护气氛加热和充分脱氧盐浴炉加热及分级淬火、等温淬火;
6)选择理想的冷却速度和冷却介质;
7)淬火钢应及时回火,尽量消除淬火内应力,降低脆性;
8)用较长时间回火,提高模具抗断裂韧性值;
9)充分回火,得到稳定组织性能;
10)多次回火使残余奥氏体转变充分和消除新的应力;
11)对于有第二类回火脆性模具钢高温回火后应快冷(水冷或油冷),可消除二类回火脆性;
12)模具钢化学处理之前进行扩散退火、球化退火、调质处理,充分细化原始组织。
二、合理安排机械加工工艺
1)线切割工件坯料的大小,要根据零件的大小确定,不宜太小。一般情况下,图形应位于坯料中部或离毛坯边缘较远而不易产生变形的位置上,通常应取图形到坯料边距大于10mm;
2)凡较大的型腔或窄长而复杂的凸模,配制坯料时要改变传统的实心板料习惯。大框型腔、窄长型腔等易变形零件,其中间部位应镂空。这样淬火时表里状况得以改善,温差小,产生的应力小,同时切割时切除的体积也就小,应力达到平衡也就不至受破坏;
3)在模具使用答应的情况下,大框形型腔零件的清角处,应适当增加工艺圆角R,或在线切割之前将清角处钻空,以缓解应力集中的现象;
4)对凸模零件,在淬火之前应在凸块坯料中钻外形起点的穿丝孔,使工件在切割时保持内应力平衡且不被破坏,以免从材料外切入引起开裂变形。
三、优化线切割加工的工艺方案,选择合理的工艺参数
1、该进切割方法
1)改变一次切割到位的传统习惯为粗、精二次切割,以便第一次粗切割后的变形量在精切割时及时地被修正。一般精切割时的切割量应根据第一次切割后的变形量大小而定,一般取0.5mm左右即可。这种办法常应用于外形复杂而势必产生变形的零件或要求精度较高、配合间隙较小的模具;
2)改变两点夹压的习惯为单点夹压,以便切割过程中的变形能自由伸张,防止两点夹压对变形的干涉,但要注重,单点夹压的合理部位通常在末尾程序处。这样所产生的变形只影响废料部分,避免了对成型部分的影响;
3)对易变形的切割零件,要根据零件外形特征统筹安排切割的起始点、程序走向及夹压位置,以减少变形量。一般应选择较平坦、已精加工或对工件性能影响不大的部位设置线切割的起始点。
2、选择合理的工艺参数
1)采用高峰值窄脉冲电参数,使工件材料以气相抛出,气化温度大大高于融化温度,以带走大部分热量,避免工件表面过热而产生变形;
2)有效地进行逐个脉冲检测,控制好集中放电脉冲串的长度,也可解决局部过热问题,消除裂纹的产生;
3)脉冲能量对裂纹的影响极其明显,能量越大,裂纹则越宽越深;脉冲能量很小时,例如采用精加工电规准,表面粗糙度值。
⑵ 怎么防止木材变形
目前,很多家庭都在装修中大量使用了木制品,如窗帘盒、暖气罩、固定家具、木线和门窗套等。但是一旦居室中温、湿度变化较大,有些木制品就会出现开裂、翘曲和变形等问题。其实,家庭装修很多的质量问题,都出在木制品的含水率上。
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无论是实木材料还是人造板材,所有的木制品都含有一定的水分。很多消费者都认为木材越干燥越好,其实这种观点有失偏颇。木材的含水率只有在正常范围内维持稳定,才能保证装修不出现质量问题。一般家庭中使用的木质材料,含水率应该在8%左右为宜。含水率过高或过低,都会造成家装中的木做出现质量问题。
为让木材的含水率保持稳定,您在装修中应该注意:
1、多使用人造板材。与实木材料相比,各种人造板材的纹理性能要稳定得多。由于实木材料都有纹理,所以在温度、湿度变化较大的时候,必然会出现开裂、翘曲和变形的现象。而人造板是将木材分解成木片或木浆,再重新制作板材。因为打破了木材原有的物理结构,所以在温、湿度变化较大的时候,人造板的“形变”要比实木小得多。
2、施工注意细节。在家庭装修中,木做质量的关键在于施工,尤其是细节的处理上:
在所有木制品在安装后,要马上涂刷一遍油漆。这层被称为“罩面漆”的油漆,不仅可以保护木制品,而且还能起到隔绝水分,保持木材正常含水率的作用;粘结剂中不能搀水。目前在家庭装修中,一般都使用白乳胶作木制品接缝的粘结剂。有些工人为了偷工减料,在白乳胶中兑水。这样做不仅降低了粘结剂的强度,而且木制品吸收了水分后,很容易出现质量问题;所有木材要放置几天。您在把装修用的木材买回家后,最好在装修现场放置几天再使用。这样做的目的,是让木材的含水率接近新居的水平。
3、购买材料要当心。当您购买装修用的木材时,仅凭眼观、手摸是无法确定木材的含水率的。所以有人感叹:如果只凭外观检查,木材的含水率可谓“神仙难辨”。其实有些小窍门,可以帮助您确定木材的含水率是否合格。一般干燥好的木料特征明显,重量明显减轻,手感不凉,敲打声脆,推刨时“哗哗”作响,刨花发热,刨面光。而含水率高的木料其材体较重,手感冰凉,推刨声时不脆,甚至刨花出水。这类木料就不能用。
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⑶ 防止木材变形的几种方法
板材的干缩与湿胀,以及由于各向尺寸变化不一致而引起的翘曲变形,是木材利用中的一大缺陷,为了提高木材尺寸的稳定性,防止木材变形的发生,一般可采用如下方法处理:
一、用交义层压法进行机械抑制
实际上是将木材加工成胶合板或集成材,通过胶粘剂的作用,防止了变形的发生。
二、用防水涂料进行内部或外部的涂饰
经过良好的外部涂饰处理的木材,可以形成一个完整的外表面涂层,因而大大减少木材吸收水分的速率,得到相当好的阻湿效果。应该指出,外部涂饰处理材的尺寸 稳定性,只是暂时的,如果较长时间放置在相对湿度高的环境中,或者放置在相对湿度急剧变化的环境中,或是露天存放,其阻湿率都大幅度下降。而内部涂饰,由 于涂料的浸渍,而形成一个内部因而具有一定的尺寸稳定性,但以涂饰处理的防水、防湿机理来看,复盖木材内部微观表面比复盖外部表面的效果要差,因内部表面 积比外部表面积大得多,要使全部内表面形成完整的涂层是困难的,所以,内部涂饰处理材的尺寸稳定性还不如外部涂饰处理材。
三、用化学药品充胀木材细胞壁
所谓充胀处理就是用化学药品充填到细胞壁中,并使细胞壁处于胀大状态,而干燥后木材并不干缩到原来的尺寸,从而得到与木材的纤维素、半纤维素和木素等发生 酯化反应,使疏水性的乙酰基取代亲水性羟基,使木材分子上的游离羟基减少而降低吸湿性,从而提高其体积稳定性。经乙酰化处理的各种木材,既保持其美观的天 然效果,又不失木材的原色,且对含有树脂的木材具有脱脂作用,有利于改善木材的油漆涂饰性能,改善了木材的稳定性。现在市面上出现“木材增强剂”在防止木材变形开裂有很大的作用,木材增强剂渗入基材后,其固化过程是与木纤维和木材里接触到的其他化学物质(如半纤维素中单糖,木抽取物的单宁、树脂、树胶、精油、色素、脂肪、生物碱和蜡等)一起交联固化的,可理解为是一种塑化过程,其机理和效果类似于WPC材(木塑复合材料),只是非从里到外的完全“塑化”,一般从表面至深约2mm效果最好,基材越深“塑化”效果就越差,乃至消失,其实,塑化效果一是受木材增强剂渗入数量直接影响,渗入越多“塑化”越好,而渗入数量跟浸涂时间直接关联,另一方面也受各种化学物质的掺和而影响,掺和越多“塑化”越差
木材增强剂的树脂固化后硬度可达2.5-3H,所以经木材增强剂渗入和交联固化后的“塑化”层,硬度会比原来基材硬度普遍提高,这也是变硬的原理
木材增强剂的树脂柔韧性非常高,附着力和与其它物质粘结力极强,这个“塑化”层自然不易开裂,并能产生强大结构拉力,以阻抗基材深部非“塑化”层的自然胀缩和因此引起的表层可见性开裂,这就进一步提供了防止变形开裂的机理依据
对于基材表面,树脂的高清晰度,以及与基材表面纤维结合亲密而伏帖不涨毛刺,最后呈现的效果是基材更加凸显质感和纹理清秀靓丽
木材增强剂的树脂性能极佳,用酒精稀释而取向环保,加上树脂的高清晰、高渗透、高封闭、高韧性、高硬度(3H)、高耐磨和高防腐等性能对基材的“塑化”,就科学地起到有效提高基材性能、增加基材强度、提高基材硬度、防止基材开裂、保持基材含水率稳定和封闭基材化学物质外渗(油脂、色素、蛋白物、单宁等)的功能,也更能彰显基材纹理.
⑷ 树脂模具变形怎么办
这有很多问题的,模具师傅不行,也会出现这样的情况,有的硅胶太热了也会这样的专。如果是模具外壳变形那绝属对是开模具师傅的问题了。也有有一种情况就是模具发热后你做的时候变形,有的是由于模具内膜和外壳之间有气,只要变形那地方的的外壳打个洞,严重的就多打点。
也不知道你的是什么问题。说得在多也是废话,不清楚在HI我。
⑸ 无水磨削树脂材料怎样避免热变形
无水磨削树脂材料怎样避免热变形
通过T300/环氧树脂平纹机织复合材料在真空热循环条件下的表面应变测量,分析其热变形和细观结构变化。研究表明,T300/环氧树脂复合材料上不同位置的热变形存在较大差异
⑹ 怎么避免材料的塑性变形
塑性变形的定义是抄,物质-包括流体及固体在一定的条件下,在外力的作用下产生形变,当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象.
塑性变形的理论及其应用极为广泛,特别是高聚物,金属等等.
相对的,在外力的作用下产生形变,而当施加的外力撤除或消失后该物体能够恢复原状的物理现象,称为假塑性变形.或弹性变形.
金属零件在外力作用下产生不可恢复的永久变形。这是物理性质!不可改变!!就像不可磨损或者永动机一样!!只是个不可能实现的梦!!出现这种塑性变形只能进行更换而已!
⑺ 机械加工POM材料的时候,怎么样才能防止变形
粗加工使用的是什么床子,零件的具体形状都有关系,你的描述过于笼统。如果车床的话,使用锋钢但刀磨的好坏看技术,和使用手法。装卡也有讲究。这东东属于难加工件,没人保证一定合适你的产品
⑻ 树脂是什么材料会出现变形吗
树脂具有较高的热变形温度和低收缩性。间苯树脂、乙烯基树脂及DCPD树脂均可作为模具树脂。
乙烯基型聚酯树脂高固含量、触变性、已促进使其具有优秀的工艺性能,低收缩性能;优良的机械性能,耐热降解性能,耐化学腐蚀性能。在高温下有优越的强度保留,热变形温度高。在制造高挡模具时可 做为模具材料的首选,确保产品表面质量靠的是模具胶衣,保证产品质量的稳定与一致性,则靠的是模具树脂的性能。
一般不会变形。
⑼ 如何解决环氧树脂砂浆收缩变形
这个就要注意配制比例了。环氧树脂砂浆配比,环氧树脂:水泥:细砂:乙二胺内:二丁酯=1:1.6:3.2:0.1:0.12,其中乙二胺
是固化剂,二丁酯是稀容释剂。待环氧树脂砂浆有一定的强度后,以0.15MPa~0.2MPa压力压入
水泥-水玻璃浆液或环氧树脂浆液。
⑽ 如何加速使液体树脂快速凝固且不变形无气泡
配方工艺调整下,固化用量很关键
不饱和聚酯树脂中阻聚剂及其他添加剂的影响
为了不饱和聚酯树脂的稳定,常在其中加入阻聚剂或缓聚剂。这是一种能与链自由基反应形成非自由基或不能再引发的低活性自由基,使交联固化速率降低为零的物质。因此,低反应活性的树脂有可能因为其中加入的阻聚剂量很少而显得反应活性很高,而高反应活性的树脂也可能因其中加入了过量的阻聚剂而变得不甚活泼。另外其他添加剂例如:阻燃剂、色浆、低收缩剂、各种填料的加入,引入了磷、卤、金属离子或其他因素,都会影响树脂交链反应活性。
(6)固化剂、阻聚剂用量的影响
用JX-196树脂作固化实验,不同固化剂、阻聚剂用量的影响如下:
组号 BPO TBC HQ N-Cu 凝胶时间min 放热峰温度℃ 固化时间min
1 0.3 0 0 0 3.7 178 1.7
2 0.3 0.02 0.07 0.07 12.9 143 3.05
3 0.3 0.02 0.07 0.02 12.3 167 2.7
4 0.3 0.04 0.04 0.04 11.3 164 2.6
5 0.6 0.02 0.07 0.07 8.3 181 1.7
6 0.6 0.02 0.07 0.02 6.4 184 1.5
7 0.6 0.04 0.04 0.04 7.6 185 1.3
8 0.9 0.04 0.04 0.04 4.2 191 1.2
从上述实验可以看出:三组不同固化剂用量固化结果形成三个阶梯,用量越大,固化越快,放热峰越高。不同的阻聚剂和不同的用量固化效果也为不相同。因此在树脂制造和使用过程中,掌握好阻聚剂、固化剂的合理匹配十分重要。
2 不饱和聚酯树脂固化网络结构分析
2.1不饱和聚酯树脂交联网络结构
不饱和聚酯中的双键与交联剂中的双键聚合形成不溶不熔的交联网络结构,网络中含有两种聚合物分子链结构。网络主体由不饱和聚酯分子链的无规线团组成,苯乙烯共聚分子链穿插其中,将不饱和聚酯分子链连接和固定起来,形成一个巨大的网。在网中不饱和聚酯分子链平均分子量为1000-3000。连接在不饱和聚酯分子链间苯乙烯分子链的长度为1-3个,而从某个引发点开始,聚酯分子 → 苯乙烯 链 → 聚酯分子 → 苯乙烯链 → 这样的连续重复,最多也只有7-8个交替,这样苯乙烯共聚物分子链平均分子量可达8000-14000。整个网络结构平均分子量为10000-30000。如果网络分子量小于10000会直接影响制品的力学性能 ,如强度、弹性和韧性等。
2.2 不饱和聚酯树脂交联网络的长寿命自由基
不饱和聚酯树脂交联网络在固化过程中,不饱和聚酯和苯乙烯各自双键的聚合进程及残留率的变化具有一定的特色。实验表明不管聚酯树脂交联网络完善与否,都会产生一些自由基无法终止的空间位阻的死点,形成长寿命自由基。这些长寿命自由基又只会存在于不饱和聚酯链上,而不会出现在只有两个官能度的小分子的交联剂上。由于长寿命自由基的存在,不饱和聚酯树脂固化后交联反应仍能进行。温度的升高,特别是接近树脂玻璃化温度时,分子的可动性大大增加,长寿命自由基得以活动,可以和残余的交联剂单体继续进行交联反应,这就是树脂后固化可以提高固化度的原因。
2.3 聚酯树脂网络结构中的微相分离现象
实验分析表明,在交联良好的不饱和聚酯树脂中也存在着一种微相分离结构。这种微相分离很可能是在聚合过程中,由于不同分子链的相互排斥作用,聚酯链和交联剂以某种方式分别敛集在一起而产生了分相。固化初期的放热峰使两相相互溶合在一起,这是不饱和聚酯树脂形成均匀网络的重要条件。但放热峰后相分离的过程又在随着时间的延续不断进行和发展。低温的处理可加速该微相分离的发展,相反,热处理可以消除这种微相分离。当温度升高时首先可以使敛集较松的分相区破坏,温度再升高又可使敛集较紧的分相区破坏,最后,玻璃化温度以上的高温就可使所有分相区消除。相区一经破坏,再重新聚集分相就不象聚合时单体运动、排列自如,而要受到网络的限制。而在两相玻璃化温度以上的高温处理导致在网络均匀状态下进一步的聚合和交联,可从根本上消除这种微相分离。
微相分离现象的存在对材料的性能有相当大的影响。实验表明,同一条件下聚酯浇铸体样品,25℃室温固化30天,固化度达到90.2%,其巴柯硬度为38.5。而经高温处理后,虽然固化度提高不大为92.6%,但由于消除了相分离的影响,巴柯硬度竟达到44.4。可见微相分离对树脂的硬度影响很大。同时也可以理解高温后处理试样刚度大大超过室温固化试样的原因所在。因此,我们要十分强调不饱和树脂玻璃钢制品,尤其是防腐蚀、食品用等玻璃钢设备,一定要经过高温后处理,消除微相分离现象再投入使用。
2.4交联剂对网络结构的影响
上面已经说到,两种单体交联固化时,竞聚率在影响不饱和聚酯树交联网络的均匀性方面起着关键性的作用。因此在选择交联剂时必须注意竞聚率,使交联剂与不饱和聚酯能很好的交替共聚,形成均匀的网络结构。此外交联剂分子量要小一点,官能度要低,与聚酯要有优良的相容*联剂用量的选择上,一般说来交联剂用量过少,不饱和聚酯的双键不能完全反应,用量过多又必然形成大量的塑性链,这两种情况都不能使树脂形成均匀紧密地网络。实验表明,交联剂苯乙烯的用量通常为35%左右,即与聚酯双键之比在1:1.6-2.4之间。
2.5不饱和聚酯分子量对交联网络的影响
聚酯分子量越大,分子链越长,分子量越小,分子链越短。实验表明,随着聚酯分子量的增加,形成完整网络的概率也越大,分子量小,形成完整网络就较困难。随着分子量增加,网络中端基减少,节点增加,耐热性越好。因此分子量大的树脂耐热性能较高。
2.6 不饱和聚酯分子结构对网络性能的影响
不饱和聚酯交联点间分子结构对网络热性能有直接的影响。不饱和聚酯分子结构单元由双键、酯键、醚键、亚甲撑、芳环类等集团组成。一般情况下,双键之间的链节越短,树脂的热变性温度就越高。双键间链节延长会使热变性温度降低。
弯曲强度是材料拉伸强度和抗压强度的综合体现,是材料性能重要的指标。树脂的交联密度越高,承受负荷的分子链越多,弯曲强度也应越高。但有时实际上却非如此。这是因为树脂网络是极不均匀的,而且均匀*联密度的增加而下降。因此在外力的作用下,各分子链的受力也不均匀。再有,高交联密度树脂其分子张紧而难以运动,变性量很小,在外力作用下宁折不弯。可见高交联树脂由于均匀性差,分子链难以松弛双重原因会造成他们弯曲强度不高。一个有高温使用价值的树脂,其理想的分子结构应该是在双键间主链中引入一连串非对称的芳杂环结构,最好能带有少量的极性键。
2.7 引发剂及固化条件对树脂网络结构的影响
(1)引发剂种类不同 ,树脂交联固化性能也不同。以过氧化环己酮(HCH)/环烷酸钴(CoN)和过氧化苯甲酰(BPO)/二甲基苯胺(DMA)两种氧化-还原体系为例进行固化实验可以看到:以BPO/DMA体系引发以苯乙烯为交联剂的树脂,固化达80h的过程中用丙酮萃取的百分率缓慢下降至24.9%,而以HCH/CoN体系引发同样以苯乙烯为交联剂的树脂固化至4.5h后即下降至24.5%,可见以HCH/CoN体系引发固化不饱和聚酯树脂要比BPO/DMA体系引发更为有效。同时发现,以HCH/CoN引发体系固化的树脂网络中长寿命自由基的数量10个月后仍然不低于固化80天后的数量。相比之下,以BPO/DMA引发体系固化的树脂网络中长寿命自由基的数量却很快消失殆尽了,充分说明该体系对树脂网络的形成有很大影响。尤其固化后期要达到较高的固化程度比较困难。
(2)固化条件不同树脂固化网络的性能也将有很大差异。以天津巨星公司JX-196树脂为例:取JX-196树脂,加入HCH/CoN引发体系后分成两份,分别置于25℃恒温水浴和25℃空气浴中,记录下每一试样在固化过程中温度的变化情况。可以看到,在固化前期树脂的温度情况水浴与
空气浴基本一致,但是在凝胶以后,在空气浴中固化样品放热峰较高,而在水浴中固化样品放热峰温度比前者要低20-30℃。再将两种样品进行后固化处理以后测定,在空气浴中固化的试样各种性能参数都明显优于在水浴中固化的试样。这说明同一树脂在经历不同固化条件时,起始的固化度有明显差别。虽然只要有足够的引发剂存在并经高温后处理,最终固化度将趋于一致,可是固化性能却有显著差别。这就是说,初始的固化条件奠定了交联网络结构基础,因而也就在相当大的程度上确定了材料的物性。所以在固化工艺中有一种所谓成夹生饭无法再煮熟之说。树脂固化以后分子就难以穿插运动了,因此影响网络结构的关键时刻是凝胶时刻的一段时间,在这段时间,为了保证树脂网络结构的均匀性和连续性,要求交联剂继续渗透和溶胀,而此时出现的放热峰起到了这种作用,虽然交联产物最终固化度未见得更高,但性能却要比无放热峰者为好。
JX-196树脂在空气浴与水浴中固化性能比较
凝胶时间min 放热峰温度℃ 巴柯硬度 弯曲强度KPa
空气浴℃ 9.7 184 43 211
水浴℃ 11.6 163 30 188