不飽和聚酯的生產(chǎn)是由二元酸和二元醇縮聚而得的，而二元酸中，如果含有雙鍵的順配加入，就會給聚酯的分子帶來不飽和性;如果在這種樹脂中同時加入也含有雙鍵的單體苯乙烯，組成混合溶液，則這種樹脂就不那么安定了。因為，一旦誰能把苯乙烯和樹脂中的雙鍵同時打開，那么苯乙烯被打開的雙鍵，就會分別與兩個樹脂分子中的雙鍵起反應，像一座座橋，把本來是長長的各自獨立的樹脂分子互相連結(jié)起來，成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這就是交鏈反應，也是我們要實現(xiàn)的目的。因此，我們在生產(chǎn)聚酯的原料中安排了含有雙鍵的順配進去，樹脂生成以后又另外加入含有雙鍵的苯乙烯進去的道理就在此。

現(xiàn)在要問，誰能把樹脂和苯乙烯中的雙鍵同時打開？人們經(jīng)過實驗，己經(jīng)找到了兩種主要方式:①熱能;②過氧化物。只有它們才有能力打開雙鍵，使我們希望的樹脂交聯(lián)，只有樹脂進行網(wǎng)狀交聯(lián)，才能使液態(tài)的樹脂做成堅固的具備各種性能的FRP。

一、使用過氧化物為固化劑（過氧化甲乙酮）的原因

要使雙鍵打開，使樹脂固化，可以用加熱辦法，但是僅僅靠加熱缺點有：

1.溫度如果低了，反應啟動慢;溫度高了，瞬間反應速度很快，難以控制，固化不完全；

2.容易出現(xiàn)氣泡和裂紋，從而影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

如果用固化劑過氧化物來達到這一目的是否可行？實踐證明是可行的，有兩個優(yōu)點：

1.反應速度可以有效地進行人為控制；

2.反應完全，制品質(zhì)量穩(wěn)定。

不飽和聚酯樹脂的固化是服從游離基(自由基)理論的，這與酚醛樹脂通過官能團反應實現(xiàn)固化有本質(zhì)的區(qū)別。要使過氧化物大量分解出游離基，都需有一個最低溫度溫度——臨界溫度，如固化劑M是80℃，固化劑B是70℃。 BPO釋放游離基情況是：

游離基是打開雙鍵的能手，因此70℃是BPO作為聚酯固化的必須條件。所謂臨界溫度，是指達到此溫度時能放出大量能使樹脂固化的游離基，在此溫度以前同樣也有游離基放出，只是程度不同而己，溫度的高低影響著游離基形成的多少，靠加熱來使固化劑釋放游離基是可行的，這就是我們常說的熱固化，但是也有不便:比如熱源的來源、模具的適應、加熱的空間，特別是某些大型制品是難以做到的。因此，人們考慮了室溫固化的可能性，從而又找到了促進劑。

二：如何正確使用聚酯樹脂固化劑及促進劑

（一）促進劑

促進劑的作用是能使有機過氧化物在室溫下形成游離基。根據(jù)其用量的多少，可以人為地控制固化速度。促進劑基本上都具有還原劑的性質(zhì)，使過氧化物得到電子被還原，本身卻失去電子而被氧化，因此，過氧化物與促進劑組合成氧化一還原引發(fā)體系。作用原理是促進過氧化物形成游離基，游離基又使樹脂和交聯(lián)劑中的雙鍵打開，構(gòu)成反應鏈，繼而各自又

形成新的游離基，使反應鏈不斷增長，直到過氧化物耗盡為比。

常用促進劑和過氧化物的配用關系介紹，見表

固化劑用量是根據(jù)物料交聯(lián)反應所需要的游離基多少來確定的，不宜隨便增減。而促進劑是由成型的環(huán)境溫度高低以及生產(chǎn)者需要操作時間來確定的。比如，環(huán)烷酸鉆，冬天可用4％左右，夏天可用1％左右。

在國外，有時將促進劑預先加入樹脂中(時間過久會部分失效)，使用時只需按規(guī)定加入固化劑即可。為了簡化配料手續(xù)或其他需要，這樣做是可以的，但切記，不能將固化劑預先加入樹脂中備用，否則容易過早凝膠而導致樹脂報廢。

（二）正確使用固化劑

目前FRP生產(chǎn)單位多用固化劑M，即過氧化甲乙酮，優(yōu)點是液態(tài)，分散容易，特別是用于噴涂，與固化劑H相比，不易堵塞噴嘴，便于混合。與固化劑H一樣，和促進劑環(huán)烷酸鉆或辛酸鉆組合使用。固化劑M，其固化機理、性能、作用方法與固化劑H類同，具體說明，可按生產(chǎn)廠家規(guī)定進行。

為加快固化，在固化劑M和促進劑的組合中，可以再加入3％二甲基苯胺。由于加入量相對于樹脂較少，所以調(diào)配很困難，凝膠時間難掌握，為此，可先配成10％的苯乙烯的稀釋液(促進劑D)，再經(jīng)試驗決定用量，就方便多了。用量為0.5％~3％。

固化劑M+促進劑E+促進劑D組合體系，生產(chǎn)厚件產(chǎn)品時要注意:由于促進劑n的使用，發(fā)熱量高，并且易使產(chǎn)品變黃。但是在低溫成型時或者在有殘留水分的部分修理時，可減少水的阻聚影響，促進固化。

在固化劑M和促進劑E的固化體系中，環(huán)境溫度直接影響著使用時間(凝膠時間)，一般而言，如果溫度升高10℃，可使凝膠時間縮短將近1/2。

三、不飽和聚酯樹脂的放熱曲線

通過放熱曲線的測定可以確定樹脂的凝膠時間以及最高放熱峰溫度，以便選擇固化劑、促進劑和固化條件等。測定方法是將配好的聚酯樹脂10g置于試管中，中間插入一熱電偶，后將試管放入溫度為82℃（或20℃)的恒溫槽中，用溫度記錄儀記錄溫度和時間，并作出曲線，見下圖

膠凝時間:即圖中66℃ ~88℃所經(jīng)過的時間。

固化時間:66℃至達到最高放熱峰溫度經(jīng)過的時間。

增長時間:88℃至最高放熱峰溫度經(jīng)過的時間。

放熱峰溫度:即放熱曲線的最高溫度，此溫度過高會導致制品開裂，在選擇固化條件時應注意。

88℃是固化劑H的臨界溫度。此時放出大量游離基，鏈增長十分迅速。

有些樹脂固化時的內(nèi)熱甚至達到200℃，此時容易引起產(chǎn)品翹曲、變形或產(chǎn)生氣泡。

四、交聯(lián)劑

（一）使用交聯(lián)劑的原因

有了固化劑和促進劑，對于純聚酯有活動轉(zhuǎn)移的余地，因此，必須加入像苯乙烯之類的具有雙鍵的乙烯基單體—交聯(lián)劑。交聯(lián)劑的作用有三個:

1.作為稀釋劑。使固化劑、促進劑及樹脂的分子都處在同一個溶液狀態(tài)中，使它們有接觸和反應的機會，有時FRP生產(chǎn)者，根據(jù)需要還可自行添加調(diào)節(jié)粘度。

2.作為浸潤劑。使具備了固化條件的液態(tài)樹脂，能夠方便地浸漬增強材料。

3.作為交聯(lián)劑。即作為樹脂分子間的鍵橋，因為苯乙烯這類單體，本身也有飽和雙鍵，而且更為活潑，當這樣的雙鍵同時被游基打開后，很快就與樹脂發(fā)生共聚，形成體形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。

交聯(lián)劑及樹脂中的雙鍵，一旦被固化劑釋放出來的游離基打開后，反應鏈就不斷增長，在這連鎖反應的過程中，實際上伴隨著三種鏈增長反應：

1.單體(交聯(lián)劑)之間的聚合；

2.單體與聚酯中的雙鍵共聚；

3.聚酯分子間的雙鍵聚合。

這些鏈增長反應影響著樹脂分子間的交聯(lián)密度和交聯(lián)點間單體的重復單元數(shù)，也就影 響著固化后的樹脂性能。因此，在選擇單體時，必須考慮單體和樹脂的交替共聚活性。不希 望過多發(fā)生1 、2兩種情況的鏈反應。

(二)常用幾種交聯(lián)劑

一般來說，FRP生產(chǎn)者，用不著為選擇交聯(lián)劑而傷腦筋，因為樹脂生產(chǎn)者代為完成了，我們通常說的聚酯樹脂就是指含有一定比例交聯(lián)劑的聚酯。

對交聯(lián)劑的要求是:高沸點、低粘度、能溶解樹脂、無毒，能與樹脂共聚，即交替共聚性好，不希望先自聚再共聚，反應活性大，使共聚能在室溫或低溫下進行。常用的交聯(lián)劑見下圖表。其中最常用的是苯乙烯：

 由示意式中看出:

1.樹脂的兩個分子之間是由n個苯乙烯分子先自聚，然后再和樹脂共聚，這里的重復單元n一般為1、2、3，n越大，交聯(lián)密度就越小。

2.每個樹脂分子中的雙鍵越多，交聯(lián)點就越多，從而樹脂固化后的剛性、耐熱性就越好，就像建房子用的腳手架一樣，綁扎點越多，這個腳手架的剛性越大，越不易扭曲變形。

3.苯乙烯在這里不僅存在共聚也存在自聚，其用量是按聚酯的雙鍵成等物質(zhì)量加入的，用量增加，固化后耐熱、拉伸強度、耐水性能也得以提高。由于苯乙烯向高分子轉(zhuǎn)化時，分子間距離變化大，因此，用量過多，樹脂固化收縮率也大，這是聚酯固化收縮率大于其他樹脂的原因。有的資料介紹，當苯乙烯和順配型聚酯兩者的雙鍵之比為1. 33 } 1時，可得到 “恒分共聚物”即理想狀態(tài)。但實際上的比例為1：8，因考慮到苯乙烯的揮發(fā)損耗等，一般用量30％~40％，即純聚酯：苯乙烯=7：3或6：4。

2.用苯乙烯作為交聯(lián)劑，電性能好但使用溫度只能在100℃以下；MMA作為交聯(lián)劑時，往往與苯乙烯各用50％，使用太多可能造成固化不完全。

五、阻聚劑的用途

我們通常說的聚酯樹脂都是指加有交聯(lián)劑的樹脂，放置過久，在光或熱等因素作用下，容易自聚，這給樹脂的儲存帶來不便，為此，人們找到了所謂阻聚劑，即在樹脂中加入0.01％左右的對苯二酚就足以保證樹脂在20℃下貯存半年。阻聚劑的作用是阻比樹脂和單體在受到熱等因素影響下產(chǎn)生的游離基所導致的加聚反應。阻聚劑可使聚合過程產(chǎn)生誘導期，誘導期中聚合速度為零，誘導期結(jié)束，才開始聚合，誘導期長短與阻聚劑用量成正比。還有一種叫做緩聚劑，其作用不產(chǎn)生誘導期，只降低聚合速率，不過在工藝上并不嚴格分阻聚劑和緩聚劑，統(tǒng)稱為阻聚劑，如無機物的硫磺、銅、亞硫酸鹽等，空氣中的氧，有機物中的對苯二酚(又叫氫醌或幾奴呢)，都有阻聚作用。

既然固化劑和阻聚劑是一對作用相反的物質(zhì)，那么，從市場上購買的樹脂中，因為有了阻聚劑是否會影響樹脂的固化?固化劑應加多少才合適?關于這一點，不用擔心，目前規(guī)定的固化劑用量己包含抵消這部分阻聚劑的量，但不包含空氣中的氧及某些添加劑如炭黑等所造成的阻聚影響，特別是氧的阻聚作用十分明顯，因為在常溫下氧與游離基的反應速度比苯乙烯與游離基的反應速度大10'倍，這是FRP固化后表而反粘的主要因素。不過，在高溫下氧不但不起阻聚作用，反而起引發(fā)作用。FRP制造者應予留意。

本篇綜述了要使聚酯固化并且用于生產(chǎn)FRP，則必須加交聯(lián)劑與之共聚。要使兩者共聚必須打開兩者的雙鍵才行，因而要加固化劑。要使固化劑在常溫或低溫下就能放出游離基，由必須使用促進劑，為了樹脂有一定保存期，因此，要加入阻聚劑。

聚酯樹脂除使用上述“四劑”以外，在FRP生產(chǎn)中往往根據(jù)需要還要使用光穩(wěn)定劑、阻燃劑、偶聯(lián)劑、填料、顏料和觸變劑等，這些因與聚酯的固化機理關系不大，故放在后而篇節(jié)再介紹。