引　言

乙烯基酯樹脂不僅是重防腐樹脂的代名詞，而且因其良好的操作工藝性、粘接性能、耐熱性、制品優(yōu)異的比強度和比模量，在重防腐之外的諸多領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用，例如涂料、膠泥、模具、高性能復(fù)合材料等。
　　隨著國內(nèi)乙烯基酯樹脂的終端應(yīng)用領(lǐng)域進一步拓寬，耐高溫乙烯基酯樹脂復(fù)合材料的研究、應(yīng)用也有很大拓展，在低溫工程以及低溫交變工程中，國內(nèi)乙烯基酯樹脂復(fù)合材料應(yīng)用不少，但深入考察低溫場合下的力學(xué)性能變化、耐腐蝕性能變化的相關(guān)研究較少。本文對低溫下乙烯基酯樹脂復(fù)合材料的性能進行了研究，為低溫場合應(yīng)用客戶提供數(shù)據(jù)支持和指導(dǎo)，尤其是針對氣候偏冷的地區(qū)的客戶以及終端制品長期應(yīng)用于寒冷或交變溫度場合下的客戶(如風(fēng)力發(fā)電葉片、衛(wèi)星天線罩等)。

1　實驗部分

原料：雙酚A型環(huán)氧乙烯基酯樹脂HS－4430，標準酚醛環(huán)氧型乙烯基酯樹脂HS－4457，常州華科聚合物股份有限公司；環(huán)烷酸鈷(Co：6％)：上海長風(fēng)化工廠；Butanox LPT天津阿克蘇諾貝爾聚合物化學(xué)品有限公司；300 g／m2表面氈(S)、450 g／m2短切氈(M)、600 g／m2方格布(W)均為巨石集團有限公司玻纖。
　　澆鑄體板制作：厚4 mm，固化程序：25℃／24 h+100℃／2 h+120℃／2 h。
　　玻璃鋼積層品制作：手糊制作，厚6 mm，自上而下結(jié)構(gòu)為S／M／M／W／M／W／M／S，固化程序：25℃／24 h+100℃／2 h+120℃／2 h。
　　實驗方法：參照相應(yīng)國標，采用配備低溫烘箱的萬能力學(xué)試驗機測試試樣的彎曲(加載速度2 mm／min)、拉伸性能(加載速度1 mm／min)；石英膨脹計測定試樣的線性膨脹系數(shù)；采用熱導(dǎo)率測試儀測試樣的熱導(dǎo)率。

2　結(jié)果與討論

2.1　拉伸性能
　　23、0、-20、-50℃各種不同溫度下，HS－4430、HS－4457澆鑄體和玻璃鋼的拉伸性能如圖1～圖3所示。
                      

由圖1可知，純樹脂澆鑄體的拉伸強度隨溫度降低而降低，-20℃之前拉伸強度下降不明顯，溫度進一步降低，拉伸強度下降，標準酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂：HS－4457的表現(xiàn)尤為明顯，其-50℃下的拉伸強度僅為23℃時的53％。
　　由圖2可知，純樹脂澆鑄體的拉伸斷裂延伸率隨溫度降低下降非常明顯，這說明純乙烯基酯樹脂澆鑄體在低溫下非常脆，并無太大實用價值。這是因為隨溫度降低，分子無規(guī)則熱運動減慢，結(jié)構(gòu)趨于有序排列，樹脂將會發(fā)生收縮，柔性越好收縮越大，伸長率下降得越多。
　　由圖3可知，樹脂積層品玻璃鋼的拉伸強度隨溫度降低變化不大，甚至稍有上升。這與玻璃鋼積層品在相當(dāng)程度上減少了樹脂的相對收縮有關(guān)。數(shù)據(jù)表明HS－4430和HS－4457的玻璃鋼產(chǎn)品在-50℃以內(nèi)的低溫下拉伸強度并無過大的衰減，完全可以達到實際應(yīng)用需要。
2.2　彎曲性能
　　不同溫度下澆鑄體和玻璃鋼的彎曲性能如圖4，圖5所示。
                      

 由圖4和圖5可以看出，無論是純樹脂澆鑄體，還是玻璃鋼，它們的彎曲強度都是隨溫度降低而稍有升高，表明HS－4430和HS－4457的玻璃鋼產(chǎn)品在-50℃以內(nèi)的低溫下的彎曲強度完全可以達到實際應(yīng)用需要。
2.3　熱收縮特性
　　測試HS－4430、HS－4457的玻璃鋼積層品-100～30℃的平均線性膨脹系數(shù)分別為2.12×10-5和1.74×10-5。
2.4　熱傳導(dǎo)特性
　　HS－4430、HS－4457的玻璃鋼積層品在23、0、-20、-50℃下的導(dǎo)熱率K值如圖6所示。
                                

圖6表明HS－4430、HS－4457的玻璃鋼積層品的導(dǎo)熱率K值隨溫度下降而下降，也表明溫度越低，其玻璃鋼的導(dǎo)熱性能越差。
2.5　耐高低溫循環(huán)特性
　　高聚物的耐寒性與其在低溫下變硬變脆有關(guān)，常用脆化溫度來表示，它代表在某一低溫下，高聚物受力作用時，只有極少變形就產(chǎn)生脆性破壞的溫度。脆化溫度取決于高聚物的種類與結(jié)構(gòu)，一般情況下，分子質(zhì)量越大，分子結(jié)構(gòu)越規(guī)整，耐寒性好，脆化溫度越低；分子間的間隙越大，自由體積越大，脆化溫度越低。
　　在乙烯基酯樹脂玻璃鋼及防腐工程中，脆化溫度用得很少，取而代之的是更多去考察其在高低溫循環(huán)交變下的強度保留率，這對實際應(yīng)用更加具有指導(dǎo)意義。
                    

表1是HS－4430、HS－4457的玻璃鋼積層品在-20～80℃、溫度變化率2℃／min下循環(huán)500次前后的測試結(jié)果。
　　實驗表明HS－4430、HS－4457的玻璃鋼積層品的彎曲強度保留率高于拉伸強度保留率，均大于75％，可以滿足實際應(yīng)用需要。

3　結(jié)　論

1)低溫下，純乙烯基酯樹脂澆鑄體并無太大的實用價值，玻璃鋼更具實用價值。
　　2)低溫下，乙烯基酯樹脂玻璃鋼的拉伸強度、彎曲強度衰減很少，甚至稍有上升；斷裂延伸率明顯下降。
　　3)乙烯基酯樹脂的玻璃鋼積層品-100～30℃的平均線性膨脹系數(shù)為(17～22)×10-6／℃。
　　4)乙烯基酯樹脂的玻璃鋼積層品的導(dǎo)熱率K值隨溫度下降而下降，溫度越低，其玻璃鋼的導(dǎo)熱性能越差。
　　5)乙烯基酯樹脂的玻璃鋼積層品在-20～80℃，溫度變化率2℃／min條件下循環(huán)500次后的彎曲強度和拉伸強度保留率均大于75％，可滿足實際應(yīng)用需要。