不饱和树脂及玻璃纤维增强复合材料（玻璃钢）的制备
实验目的
1、 了解线形不饱和聚酯树脂及玻璃纤维复合材料的制备原理和影响因素。
2、 掌握线形不饱和聚酯树脂合成和增强复合材料制备实验的操作技能；熟悉树脂的特性测
试和玻璃钢试样的性能实验方法。
实验原理
不饱和聚酯树脂主要是有不饱和二元酸（酐）、饱和二元酸（酐）和二元醇，以一定的摩尔比在惰性气氛保护下，经酯化缩聚而制得线型聚合物，其聚酯主链上具有重复的酯键制制品及不饱和双键，即称不饱和树脂，化学结构式如下：
O R C O
O
R O C CH
制得的不饱和树脂和聚酯树脂主要用于制造玻璃纤维增强复合材料，也制造装饰涂料和油
漆、压塑粉与片状和块状模压复合材料制品。
仪器安装
图1：手糊成型 图2：浇注成型剖面图
主要设备一览表
表1：室温固化凝胶时间测定方法
名称/序号
树脂理论量
g
树脂实际量
g 引发剂理论量g 引发剂实际量g 促进剂理论量g 促进剂实际
量g
1 2 3 4 5 50 50 50 50 50
50.35 49.74 50.39 49.61 49.99
2.014 1.9896 2.0156 1.9844 1.9996
2.01 1.99 2.01 2.00 2.03
1.007 0.4974 0.3524 0.2481 0.1499
1.01 0.50 0.35 0.26 0.15
表2：浇注成型配方 表3：手糊成型配方
表4：室温固化凝胶时间测定设备 表5：浇注成型设备
表6：手糊成型设备
名称 理论用量g 实际用量g 树脂 引发剂
促进剂 100 4 1.02
100.33 4.01 1.01
名称 理论用量g 实际用量g 树脂 引发剂 促进剂
41.88 1.6724 0.1881
41.81 1.69 0.19
序号 名称 规格 数量 1 2 3 4 5
铁板 玻璃纸 橡胶管 玻璃棒 夹子
180*180 150*350
2个 1张 1根 1根 6个
序号 名称 数量 1 2 3
纸杯 玻璃棒 手表
5个 5根 1块
序号 名称 规格
数量 1 2 3 4 铁板 玻璃纸 玻璃布 刷子 180*180
200*200
180*180
2块 2张 10张 1个
工艺流程
数据记录
表7：室温固化凝胶时间
序号起始时间终止时间时耗/min 促进剂用量备注
1 2 3 4 5 10:04
10:01
10:20
10:00
9:59
10:16
10:22
10:59
10:51
11:30
12
21
39
51
91
2%
1%
0.7%
0.5%
0.3%
逐渐变粘稠
凝胶
放大量热
测试
①浇注成型样条
中部尺寸： 宽：0.566cm 厚：0.742cm
拉伸强度： 36 MPa
②手糊成型样条
1号样条：中部尺寸 宽：0.940cm 厚：0.130cm
拉伸强度 101.4 MPa
2号样条：中部尺寸 宽：1.050cm 厚：0.150cm
拉伸强度 119.9 MPa
3号样条：中部尺寸 宽：0.972cm 厚：0.150cm
拉伸强度 167.7 MPa
结果与讨论
1.手糊成型制品质量较好。
配制树脂胶液时，促进剂的实际用量比，根据施工过程所需要
的时间，可以从图中跟踪出来，凝胶时间应足以保证手糊作业的全面完成。
树脂胶液凝胶时间的过短或过长，对手糊作业不利，对制品的综合性能亦有不良影响。
2.浇注成型制品中有大量小气泡。
可能是因为灌模前，搅拌过于强烈，树脂内存在气泡。
若此时再放置一段时间，不要过分搅拌。
产品效果会更好。
3.产品的测试结果显示，加入玻璃纤维粗格子布增强的不饱和聚酯比未增强的不饱和聚酯
拉伸强度可高4倍之多。
增强材料玻璃布赋予制品以综合强度，不饱和聚酯树脂实质上是联结剂。
4.由做出的“促进剂用量比与树脂胶液凝胶时间的关系”图中可以看出，随着促进剂用量
的增加，凝胶时间变短。
促进剂是能促进有机过氧化物在室温下分解产生游离基的物质。
引发剂的临界温度均在60摄氏度以上，如果设计采用室温固化成型工艺，单纯使用过氧化物引发剂时交联反应速度极慢，当采用引发剂—促进剂体系，则能大大加速交联固化速度，即可实现常温下成型加工。
5.室温交联固化时树脂胶液的凝胶时间，是随引发剂的种类。
用量比的变化而变化的，促
进剂用量增加，放热峰温度提高，固化时间缩短。
钴-氢过氧化物引发系统对反应条件的适应性较宽，即使交联固化不足时，以后还能继续交联固化。
思考题
在凝胶时间的测定和成型加工中为什么不能将引发剂和促进剂一起加入？
答：促进剂和过氧化物之间发生一种氧化还原反应，致使过氧化物的O-O键发生对称裂解，取代热裂解，亦称化学裂解。
配胶操作中不允许将促进剂和引发剂直接相混合。
否则反应猛烈而会引起爆炸。
通常先将引发剂加入树脂中。
搅拌混合均匀，最后加入促进剂并快速混合均匀，立即用于测定和成型。