1引言
    由玻璃纖維和不飽和聚醋樹脂(UP)組成的復合材料廣泛用于各種制品生產，在樹脂固化過程中由于樹脂的體積收縮會產生殘余應力。從而導致樹脂的斷裂，而且，樹脂收縮可能會降低制品的表面質量。例如在大型構件成型時，產品容易產生變形和翹曲。許多學者提出樹脂固化收縮與殘余應力之間有著密切的聯系，但大多是理論上定性的說明，至于二者之間的定量關系研究卻很少。本文利用自制的測試固化應力的儀器，測試研究了在凝膠點后的樹脂固化時一維固化收縮應力的產生。通過低溫固化反低輪廓添加劑(LPA)控制收縮進一步測試研究其產生情況，觀察了低收縮對固化應力的影響。通過加人LPA，這些應力可以減小甚至消除。
2實驗部分
    本實驗所使用的不飽和聚醋樹脂為金陵帝斯曼Palatal P6一88KR;促進劑為北京玻璃鋼研究設計院生產的環烷酸鈷(含有10%活性鈷離子)，加人量為0.5%;引發劑采用阿克蘇公司生產的過氧化甲乙酮(含有8.9%活性氧)，加人量為1.5%。低輪廓添加劑是亞什蘭化學試劑公司生產的PVAc類低收縮添加劑LP-4016和PS類SWANCOR 7310添加劑，阻聚劑為氫錕，加人量為0. 2%。
    本實驗所用的固化應力測試裝置是自己設計加工的。在一個鋼模中放置一個細的圓柱形模腔，用以填充樹脂。模腔的下面設計成具有較大的直徑(下面的直徑比上面的大)，目的是在固化過程中鎖住樹脂。模腔的上面放置一個螺桿，其頭部伸人到樹脂中。模腔用高效液體脫模劑處理，以在固化初級階段提供從模具壁上脫離的減聚力。這種裝置的優點是樹脂在收縮時僅受到縱向約束，在徑向上沒有限制。由于樹脂收縮，與測力傳感器相連的螺桿受到一個向下的力。這樣可以獲得固化過程中樹脂縱向拉伸應力與時間的函數。
    所選的測力傳感器的精度為士o. 4N，考慮到樹脂模腔的直徑為13mm，所以應力測量的精度要好于土0.02MPa，遠小于測量的應力(約2MPa)。因此所測量的結果精度較高。模腔內樹脂固化收縮示意如圖1所示。

   測試步驟為①將應力傳感器通過信號放大器與計算機相連，仔細檢查各儀器連接是否正確;②應力測試儀的上下兩部分用螺釘連接，模腔內用高效液體脫模劑涂刷幾次，測試螺桿也用該脫模劑涂刷數次，以保證樹脂固化后脫模不粘模;③按配方配制樹脂，待模腔中脫模劑揮發后將樹脂倒人，至與模腔頂端距離約2mm;④測試儀旋入聯接件(旋入較深)，再整體旋入固定底座，調整測試儀高度到合適位置，測試螺桿與稱重傳感器連接，使螺桿頭伸人到樹脂中；（5）放入加熱管加熱并利用熱電偶監控溫度，啟動計算機集程序觀察應力示數，同時加熱測試儀;待測試儀溫度上升到指定值后開始采集應力數據；持續約7h后停止加熱，保存數據;⑦拆下加熱管和熱電偶，測試儀旋入聯接件中使螺桿退出傳感器，整體從底座上拆下⑧進行樹脂脫模。
3、果與分析圖
   圖2，3顯示了加入不同含量LP401 b的樹脂體55℃和82℃固化過程中一維固化應力的發展。在初的固化階段應力保持為零，此時樹脂為液態。在該階段樹脂收縮被樹脂從螺桿頭部向圓柱體下面的流動所補償。當樹脂達到凝膠點時應力開始產生。加入較少LYA含量的樹脂因收縮而產生拉伸應力，因為樹脂中具有LPA的中間體，一段時間后拉伸應力減小。含有4. 5% LPA-4016的樹脂固化應力大。隨著LPA含量的增加，應力減小。加人較大含量LPA的樹脂因樹脂膨脹，在55℃時甚至會產生一個壓縮應力。而且，可以看到55℃時不同含量下產生的固化應力比82℃時相應含量的固化應力要大。

    圖4，5顯示了加入不同含量PS類7310樹脂體系在55℃和82℃固化過程中一維固化應力的發展。加入較少LPA含量的樹脂因收縮而產生拉伸應力，因為樹脂中有LPA的中間體。一段時間后拉伸應力有所減小;并且拉伸應力隨著LPA含量的增加而減小。加人較大含量LPA的樹脂因樹脂膨脹甚至在82℃會產生壓縮應力?？梢钥吹?5℃時不同含量下產生的固化應力比82℃時相應含量的固化應力要小，這與LP-4416不同。

    溫度和LPA含量不僅可以影響到固化應力的大小，LPA的種類也會影響其大小。圖6比較了55℃和82cC時，在相同的含量4.5%和10%左右時LP-4016和PS類7310的固化應力。從圖中可以看出，在相同溫度和相同含量下含4016的樹脂體系的固化應力均大于含7310的樹脂體系的固化應力。
4結語
    UF樹脂固化可能產生10%的體積收縮，一部分收縮發生在樹脂凝膠點之后。收縮應力是在應力產生的過程和正在固化的樹脂的應力松弛過程中發展的。前者是在約束下進一步收縮引起的，從而希望通過樹脂收縮的減小而減小應力的產生。加人LPA可能會減小這樣的收縮。實際上，加人LPA對于減小UP樹脂產品中的收縮應力具有明顯的效果。這種現象是由兩個獨立的原因引起的：①由于不反應的LPA材料的存在“減弱”了收縮，含少量LPA的樹脂僅表現出這種作用；②在固化過程中LPA膨脹十分快速，LPA含量高于17%時該現象非常明顯。初始的樹脂膨脹減小了固化早期階段產生的拉伸收縮應力，而在進一步固化過程中可能會產生壓縮應力。 收縮與固化應力的形成是非線性的，說明凝膠前的體積變化對應力的形成沒有影響，在較高LPA含量體系中，固化后期的膨脹甚至導致壓縮應力的產生。收縮與固化應力之間的具體關系還有待于進一步的研究。從殘余應力會降低復合材料質量的觀點來看，對于完全固化的樹脂產生零殘余應力的LPA含量被認為是佳的，通過加人低收縮添加劑能夠達到這種效果。