不飽和聚酯樹脂（UPR）由于工藝性能良好，適合于多種成型工藝，如手糊、模壓、拉擠和注射等，但在上述成型過程中存在一個共同缺陷-制品的固化收縮率大。眾所周知， UPR體積收縮率一般為 6－10％。在UPR中加入適量的低收縮添加劑或低輪廓添加劑（LPA）可顯著降低制品的收縮率。因而，對低收縮率添加劑的制備及機理研究引起了人們廣泛關注。
    LPA的研究和發展經歷了以下幾個階段：①非極性低收縮添加劑，以聚苯乙烯（PS）為代表，此類低收縮添加劑與樹脂的相容性差，在樹脂固化前與樹脂為兩相體系，較簡單的利用熱塑性塑料的受熱膨脹性來抑制樹脂的固化收縮；②非極性低收縮添加劑與極性低收縮添加劑之間的過渡類型。以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）為代表，此類低收縮添加劑由于其極性增加，在樹酯中的穩定性有所提高，固化時與樹脂的分相結構得以改善，玻璃鋼制品的收縮率得到控制；③極性低收縮添加劑。以聚醋酸乙烯酯（PVAc）為代表，此類低收縮添加劑由于其極性增加，在樹脂中的穩定有所提高，固化時民LPA為一相體系，固化后均勻分相，具有十分優良的低收縮效果，能使玻璃鋼制品的收縮率達到0．05％以下或達到零收縮，缺點是制品的機械強度差；④組合型LPA。此類低收縮添加劑的代表有嵌段型的醋酸一苯乙烯聚合物、接技型的芯殼聚合物等，它們在內著色、低收縮、力學強度等方面具有良好的綜合性能。本文自制的低收縮添加劑屬于組合型LPA。本文主要研究了自制低收縮添加劑用量對UPR固化收縮率與力學性能的影響，并利用SEM對加有低收縮添加劑的樹脂固化試件的斷面形貌進行了表征，分析了低收縮添加劑的作用機理。
1  實驗部分
1．1  原材料及LPA配制
    191不飽和聚酯樹脂、苯乙烯、過氧化甲乙酮、環烷酸鈷及熱塑性聚合物WD等均為工業品原料。WD為無色透明的顆粒狀聚合物，溶于苯乙烯。為了增加WD在樹脂中的相容性，先將 WD與本乙烯配成一定濃度的溶液，配制過程需要邊加熱邊攪拌，加熱溫度為50-60ºC，時間約 0．5－1h?；靹蚝蟮牡褪湛s添加劑為無色透明的粘稠液體。
1．2  測試
    先將樹脂與一定量低收縮添加劑混勻，然后加入固化劑并攪勻。在經過標定的定量容器中加入計量的樹脂膠液，測得樹脂膠液固化前的體積V₁₂，用排水法測得膠液固化后的體積V₂，則該樹脂體系的固化體積收縮率為（V₁－ V₂）／V₁ × 100％樹脂澆鑄體的彎曲強度及彎曲彈性模量的測試按GB2570－81進行。設備為深圳瑞格爾儀器有限公司的RGT－30型微機控制電子萬能材料試驗機。樹脂澆鑄體試件的彎曲強度測試完畢后，用掃描電鏡觀察其斷裂面形貌。設備為日本電子株式會社的JSM－561DLV型掃描電子顯微鏡。
2  結果與討論
2．1  低收縮添加劑用量對樹脂固化收縮率的影響
    在191樹脂中加入不同用量的自制低收縮添加劑所測得的固化收縮率變化見圖1。
    從圖1可以明顯看出，隨著低收縮添加劑用量的增加，樹脂的固化收縮率呈下降趨勢。純191樹脂的固化收縮率為9．5％，當加入20％ LPA后其固化收縮率為2．1，降幅接近80％，可見，低收縮添加劑具有十分顯著的低收縮特性。當LPA用量在20％以內，樹脂固化收縮率下降較快；當其用量大于20％后，樹脂的固化收縮率變化趨于平緩。

    圖1  LPA用量對樹脂固化收縮率的影響
2、2  低收縮添加劑用量對樹脂力學性能的影響
    在191樹脂中加入不同用量的自制低收縮添加劑所測得樹脂澆鑄體的彎曲強度見圖2。

    圖2  LPA用量對樹脂澆鑄體彎曲強度的影響
    由圖2可知，隨著低收縮添加劑用量的增加，樹脂澆鑄體的彎曲強度逐漸降低。純191樹脂的彎曲強度為74．4 MPa，當加入 20％ LPA后彎曲強度為65.3 MPa，強度保有率為88％，且彎曲彈性模量變化不大；當其用量超過20％后，彎曲強度下降變快。LPA的佳用量為 20％。
2、3  固化試件的斷面形貌觀察
    用SEM對UPR與 LPA／UPR體系固化試件的斷面形貌進行表征，見圖3、4。

    圖3  純UP樹脂固化試件斷裂面

    圖4 UP樹脂中加入20％LPA固化試件斷裂面


    圖5  LPA作用機里
    圖3是純UP樹脂固化試件斷面的形貌。圖4是UPR中加入20％ LPA固化試件斷面的形貌。圖5是LPA作用機理示意?？梢悦黠@看出，純UPR樹脂固化體系為均相結構，而加有LPA的UPR樹脂固化體系中存在大量孔穴，這是UPR樹脂固化時LPA收縮引起的。根據LPA膨脹抵消UPR收縮理論， UPR／LPA體系在自由基作用下， UPR與苯乙烯、UP與UP、苯乙烯與苯乙烯之間將進行聚合反應。隨著交聯聚合反應的進行，連續相中游離苯乙烯的濃度逐漸降低。相應地，分散相中上述三種聚合反應的速度要慢，LPA對苯乙烯起蓄積作用，并逐漸分離成一相。當交聯聚合反應達到高峰時，連續相及分散相中的所有不飽和鍵都參與反應，聚合反應形成的熱量使處于相分離狀態的LPA膨脹，抵消了聚酯因固化交聯引起的收縮。隨著體系溫度的下降，LPA和已固化的聚酯同時收縮。由于已固化聚酯的收縮速率比LPA小得多，從而在兩者界面處分離形成孔穴，圖5說明了這一過程，圖并較好地驗證了這一機理。
3  結語
    自制低收縮添加劑對不飽和聚酯樹脂具有良好的低收縮效果，在該UPR樹脂中加入20％低收縮添加劑，樹脂的固化收縮率為2．1％，彎曲強度保有率達 88％，而彎曲彈性模量變化不大。