摘 要

不饱和聚酯树脂（UPR）是我国现在热固性树脂材料中用量最大的品种之一，也是国内人造石、玻璃钢、工艺品等用量最多的基材树脂。UPR原料易得、生产简便、产品粘度低、成型工艺多、能在常温常压下固化。用玻璃纤维增强过玻璃钢质量轻、强度高、功能多，被大量用作绝缘、防腐、结构、建筑、装饰等领域的新材料，其优良的力学性能、耐化学性能、电性能使之被应用广泛。但普通UPR的脆性较大，冲击韧性不足，所以提高不饱和聚酯树脂的冲击韧性是材料学领域中的重要课题之一。

氧化锌的用途十分广泛,主要在涂料、油漆、印染、橡胶、医药、化工和陶瓷等工业应用。在其应用过程中,大多是与有机物共混,如果氧化锌作为无机物被直接添加到有机物中难度相当大:①其颗粒表面能高,极易聚集成团,处于热力学非稳定状态,影响纳米颗粒应用效果;②氧化锌表面疏油亲水,极性较强,在有机介质中难于分散均匀,与基料之间结合力不足,易造成界面缺陷,导致材料性能下降。所以,必须对其进行表面改性,将表面高能势消除,并调节其疏水性,改善与有机基料之间的结合力和润湿性,在最大限度上提高材料性能及填充量,以降低原料成本。

本实验采用干法改性氧化锌，消除其在与有机物进行共混时由于本身性质造成对材料性能出现的负面影响，提高不饱和聚酯的各项性能，实现氧化锌与不饱和聚酯的共混改性。

关键词：氧化锌、表面改性、干法、不饱和聚酯

Dry Modified Zinc Oxide and its Application in UPR

ABSTRACT

Unsaturated polyester resin (UPR) is the largest amount of the product used in our country, but also the largest amount of matrix resin, such as glass fiber, artificial stone, handicraft, etc.. UPR production is simple, raw materials, product viscosity low, molding process, at room temperature and atmospheric pressure curing. Glass fiber reinforced with glass fiber reinforced glass fiber, high strength, multi-function, a large number of used as structure, anti-corrosion, insulation, construction, decoration and other new materials, its excellent mechanical properties, chemical resistance, electrical properties so that it has been widely used. However, the brittleness of the ordinary UPR is larger, the impact toughness is not enough, so it is an important issue in the field of polymer materials to improve the toughness of UPR.

Zinc oxide is widely used, mainly for rubber, paint, coatings, printing and dyeing, glass, medicine, chemical, ceramics and other industries. In the application process, mostly with the organic phase, and zinc oxide as inorganic material directly added to have considerable difficulty in organic compounds: particles of high surface energy in thermodynamic non steady state, aggregated extremely easily, thus affecting the application effect of nano particles; the surface of zinc oxide hydrophilic, with strong polarity, in organic medium is uniformly dispersed, and the base material has no binding force, easy to cause the interface defects, lead to material degradation. Therefore, surface modification of zinc oxide is necessary to eliminate the surface energy, adjust the hydrophobicity and improve the wetting and adhesion between organic material and organic material, so as to maximize the material properties and the filling quantity and reduce the cost of raw materials.

In this experiment, the surface modification of zinc oxide is used to remove the negative effects of the properties of the material on the properties of the unsaturated polyester. Blending modification of zinc oxide and unsaturated polyester.

Key words：zinc oxide, unsaturated polyester resin, dry modified

目 录

1 绪论………………………………………………………………………………………………………1

1.1前言…………………………………………………………………………………………………1

1.2氧化锌………………………………………………………………………………………………2

1.2.1氧化锌的性质………………………………………………………………………………2

1.2.2氧化锌的应用………………………………………………………………………………2

1.2.3纳米氧化锌的表面改性方法………………………………………………………………5

1.2.4纳米氧化锌的表面改性工艺………………………………………………………………6

1.3 不饱和聚酯…………………………………………………………………………………………7

1.3.1分子结构……………………………………………………………………………………7

1.3.2不饱和聚酯树脂的改性……………………………………………………………………9

1.4研究目的和研究内容………………………………………………………………………… … 11

1.4.1研究目的………… …… …………………………………………………………………11

1.4.2研究内容……… ………… ………………………………………………………………12

2 实验试剂和器材…………………………………………………………………………………………13

2.1实验试剂…………………………………………………………………………………………13

2.2实验仪器…………………………………………………………………………………………13

3 纳米氧化锌表面改性研究………………………………………………………………………………14

3.1 改性必要…………… …………………………………………………………… ……………14

3.2 改性氧化锌制备……………………… ………………………………… ……………………14

4 ZnO/聚酯改性树脂研究……… ………………………………………………………………………16

4.1样条的制备………………………………… … ………………………………………………16

4.2复合树脂的性能…………………… ……………………………………………………………16

4.2.1 ZnO对材料密度的影响…………………………………………………………………16

4.2.2 ZnO对材料强度的影响…………………………………………………………………17

4.2.3 ZnO对材料吸水率的影响………………………………………………………………19

结论 ………………………………………………………………………………………………………22

致谢 ………………………………………………………………………………………………………23

参考文献 …………………………………………………………………………………………………24

1 绪论

1.1 前言

材料一直是人类生存及发展过程不可缺少、无可替代的一环。从石器时代到工业革命，材料一直影响着人们的生活水平甚至决定了科技的进步程度。如今，钢铁铜锡等传统的金属材料和陶瓷玻璃等无机非金属材料已经无法满足飞速发展的科技水平下人们对于材料的各项要求。在此背景下高分子材料被人发现并逐渐熟知，进而逐步发展而广泛应用。

高分子材料相比传统材料，较为新颖，但其发展速度之迅速、应用之广泛却大大超过了各种传统材料。可以这样说，高分子材料早已不再是传统材料的代替品，它已成为工业领域、农业领域、国防领域和科技领域的重要材料。高分子材料无所不在，无处不在，它们广泛存在于人类生活中的方方面面，在人们日常生活中发挥着巨大的作用。美国宇航局在召开的会议中曾指出，新材料的主要内容包括高聚物、复合材料、磁性材料、半导体材料、光学纤维和陶瓷。在这些材料中，除半导体材料外，均涉及到了聚合物材料，可见聚合物材料在当代甚至未来国际社会竞争中相当重要。

其中不饱和聚酯是高分子材料中非常重要的一种。一般由不饱和二元酸二元醇或饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成，是具有酯键和不饱和双键两种官能团的线型高分子化合物。一般来说聚酯化缩聚反应是在190～220℃发生,直至其达到预期的粘度(或酸值)，在聚酯化缩聚反应完成后，趁热在其中加入适量的乙烯基单体，配成粘稠液体，最终这样的溶液称为不饱和聚酯树脂。