碳纖維復(fù)合材料C波段天線(xiàn)反射面(上)

碳纖維復(fù)合材料C波段天線(xiàn)反射面（上）

2011-06-10

北京空間機(jī)電研究所,沃西源,房海軍

摘要：簡(jiǎn)述了碳纖維復(fù)合材料C波段天線(xiàn)的組成，著重對(duì)天線(xiàn)反射面制造工藝過(guò)程、材料選擇及特性、鋪層分析、成型模具設(shè)計(jì)、固化成型工藝參數(shù)選擇和產(chǎn)品質(zhì)量控制等內(nèi)容進(jìn)行了分析。1

前言

碳纖維復(fù)合材料是一種新型結(jié)構(gòu)材料，與金屬材料相比具有較高的比強(qiáng)度、比剛度、熱膨脹系數(shù)小、阻尼性能好等優(yōu)點(diǎn)，且可按制件在不同方位受力大小進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)，工藝上可以整體成型，減少零件數(shù)目，因此近年來(lái)在航天器上得到日益廣泛的應(yīng)用。天線(xiàn)是任何衛(wèi)星都不可缺少的星載設(shè)備。天線(xiàn)移種分類(lèi)方法，按天線(xiàn)形狀分類(lèi)，通?？煞譃榫€(xiàn)天線(xiàn)、喇叭天線(xiàn)、反射面天線(xiàn)和陣列天線(xiàn)等。無(wú)論是哪種類(lèi)型的天線(xiàn)，由于其反射面的曲面精度和尺寸穩(wěn)定性會(huì)直接影響天線(xiàn)的增益，因此天線(xiàn)反射面研制過(guò)程中一個(gè)重要任務(wù)是如何來(lái)保證反射面的型面精度和尺寸穩(wěn)定性。本文以我單位研制的C波段天線(xiàn)反射面為例，分別從制造工藝過(guò)程、材料選擇及特性試驗(yàn)、鋪層分析、成型模具設(shè)計(jì)、固化成型工藝參數(shù)選擇和產(chǎn)品質(zhì)量控制等內(nèi)容進(jìn)行分析，為確保天線(xiàn)反射面研制質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。本研究成果已用于某通信衛(wèi)星拋物面天線(xiàn)中，經(jīng)受多次飛行試驗(yàn)考驗(yàn)，取得滿(mǎn)意的結(jié)果。

2.

C波段天線(xiàn)的組成及主要技術(shù)指標(biāo)

2.1

C波段天線(xiàn)的組成

c波段天線(xiàn)主要由天線(xiàn)反射面、加強(qiáng)筋、角錐喇叭、連接法蘭和下法蘭組成，見(jiàn)圖1。其中，天線(xiàn)反射面由碳／環(huán)氧面板、鋁蜂窩芯和各種預(yù)埋件等零件采用真空袋--熱壓罐法膠接成型工藝復(fù)合成蜂窩夾層結(jié)構(gòu)；加強(qiáng)筋、角錐喇叭、連接法蘭通過(guò)采用碳／環(huán)氧預(yù)浸料按照鋪層設(shè)計(jì)要求進(jìn)行手工鋪層，然后再按工藝要求進(jìn)行模壓成型；下法蘭采用鋁金屬機(jī)加成型。最后，通過(guò)組裝成型模對(duì)天線(xiàn)反射面、加強(qiáng)筋、角錐喇叭、連接法蘭和下法蘭五個(gè)部分定位，采用膠接工藝組成一整體結(jié)構(gòu)。2.2

主要技術(shù)指標(biāo)

c波段天線(xiàn)主要技術(shù)指標(biāo)為：①天線(xiàn)反射面形狀法向偏差不大于0.3mm（均方根值）；②確定拋物面焦點(diǎn)位置，實(shí)測(cè)焦點(diǎn)與理論焦點(diǎn)的空間位置偏差不大于0.5mm；③角錐喇叭每側(cè)面平面度不大于0.2mm；④纖維體積含量63±3%；⑤對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)損探傷，不允許有氣泡、分層和夾雜。3

主要研究?jī)?nèi)容

3.1

C波段天線(xiàn)的制造工藝

c波段天線(xiàn)主要由天線(xiàn)反射面及其它支撐結(jié)構(gòu)組成。本文著重介紹其反射面型面精度和尺寸穩(wěn)定性控制，根據(jù)我單位承擔(dān)某型號(hào)任務(wù)要求，其天線(xiàn)反射面的制造工藝流程，見(jiàn)圖2。3.2

材料的選擇及其特性

由于天線(xiàn)反射面必須能夠反射電磁波，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中面板材料必須由導(dǎo)電材料制成。碳纖維具有良好的導(dǎo)電性能，且具有良好的力學(xué)性能沿高模量碳纖維軸向的熱膨脹系數(shù)為-0.7x10-6／℃，而其垂直于纖維方向的熱膨服系數(shù)為23x10-6／℃。它具有明顯的各向異性特點(diǎn)，可通過(guò)工藝設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足各種天線(xiàn)反射面的性能要求。實(shí)踐表明碳纖維是天線(xiàn)反射面面板材料的理想選擇之一。Kevlar-49纖維同樣具有良好的力學(xué)性能，從結(jié)構(gòu)性能角度考慮也是天線(xiàn)面板材料的理想選擇。但由于其不導(dǎo)電，當(dāng)用于天線(xiàn)反射面時(shí)，必須對(duì)其反射表面進(jìn)行金屬化處理。由此可知，天線(xiàn)反射面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與所用材料性能有著密切的關(guān)系。選用不同的材料會(huì)使天線(xiàn)反射面的結(jié)構(gòu)特性有很大的差異，為了滿(mǎn)足C波段天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，在進(jìn)行了大量的材料性能試驗(yàn)的前提下，最終選用材料的性能測(cè)試結(jié)果列于表1至表5中。

本周四，A股再度跌破2700點(diǎn)讓很多個(gè)股很受傷，連續(xù)下跌也令市場(chǎng)各方噤若寒蟬。

本周四，A股再度跌破2700點(diǎn)讓很多個(gè)股很受傷，連續(xù)下跌也令市場(chǎng)各方噤若寒蟬。正是在這樣的恐慌中，以大橡塑、中鋼吉炭為代表的碳纖維股強(qiáng)勢(shì)上攻，為大盤(pán)帶來(lái)一些生機(jī)。被業(yè)內(nèi)人士譽(yù)為“新材料之王”的碳纖維，由于它的“外柔內(nèi)剛”，已成為重要的戰(zhàn)略物資。碳纖維：新材料之王碳纖維是一種含碳量在95%以上的新型纖維材料，它是用一些含碳的有機(jī)纖維，如腈綸絲、瀝青及粘膠纖維等做原料，跟塑料樹(shù)脂結(jié)合在一起，放在惰性氣體中，經(jīng)碳化而成的新型纖維材料。碳纖維具有出色的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度和最高的比模量的纖維。此外，碳纖維還兼有其他多種優(yōu)良性能，如低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動(dòng)衰減性高、電及熱導(dǎo)性高、熱膨脹系數(shù)低、X光穿透性高，非磁體但有電磁屏蔽性等，可以稱(chēng)之為新材料之王。因此可以廣泛應(yīng)用于飛機(jī)制造等軍工領(lǐng)域、風(fēng)力發(fā)電葉片等工業(yè)領(lǐng)域、GOLF球棒等體育休閑領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)需求基本依賴(lài)進(jìn)口世界碳纖維格局：發(fā)達(dá)國(guó)家成熟產(chǎn)業(yè)，行業(yè)集中度高。世界碳纖維的生產(chǎn)主要集中在日本、英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，主要生產(chǎn)商為日本的東麗、東邦人造絲、三菱人造絲三大集團(tuán)，三家企業(yè)就占據(jù)了世界78%左右的產(chǎn)量。從需求情況來(lái)看，世界碳纖維的消費(fèi)結(jié)構(gòu)集中在工業(yè)應(yīng)用、航天航空和體育休閑三個(gè)方面，目前工業(yè)應(yīng)用約占總消費(fèi)量的58%；航空航天方面應(yīng)用約占23%，體育運(yùn)動(dòng)器材應(yīng)用約占19%。1991-2009年，碳纖維在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的消耗是持續(xù)增長(zhǎng)的，航空航天領(lǐng)域基本保持平衡，而體育用品在碳纖維應(yīng)用的比例則持續(xù)下降，碳纖維應(yīng)用逐漸從航空航天、體育用品向民用工業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)移，特別是隨著大絲束碳纖維的大規(guī)模生產(chǎn)，其價(jià)格將不斷降低，民用工業(yè)用量將繼續(xù)保持大幅度增加的趨勢(shì)。我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)基本依賴(lài)進(jìn)口。我國(guó)碳纖維的生產(chǎn)尚處于起步階段，國(guó)內(nèi)碳纖維生產(chǎn)能力僅占世界高性能碳纖維總產(chǎn)量的0.4%左右，2009年自給率提高到16%以上，仍主要依賴(lài)進(jìn)口，無(wú)論是質(zhì)量和規(guī)模與國(guó)外相比差距都很大。有專(zhuān)家統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在中國(guó)的碳纖維復(fù)合材料需求量很大，數(shù)字大約是10000噸，而產(chǎn)能只有4000至5000噸。隨著國(guó)家的重視，產(chǎn)能正在進(jìn)一步提高。中國(guó)目前專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)碳纖維的廠(chǎng)家只有十多家，但高端應(yīng)用技術(shù)還有待突破。產(chǎn)業(yè)化意義重大“我國(guó)在碳纖維復(fù)合材料上還處于發(fā)展階段，沒(méi)有形成真正意義上的產(chǎn)業(yè)化規(guī)?！?，中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)一位負(fù)責(zé)人告訴記者。復(fù)合材料就是將兩種材料混合在一起，其性能就比單一的材料更加明顯，如碳纖維、芳綸纖維等。中信建投研究員韓梅在接受采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，“碳纖維、玻璃纖維本身重量和材質(zhì)都比較輕，這樣的材料就非常適合運(yùn)用到航空航天、軌道交通等領(lǐng)域當(dāng)中。”韓梅認(rèn)為，如果碳纖維等復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)能夠順利得到發(fā)展，對(duì)我國(guó)的節(jié)能減排也有舉足輕重的意義。比如汽車(chē)，如果外殼用復(fù)合材料制成，車(chē)體重量就會(huì)減輕，那么油耗也就會(huì)降低。據(jù)中信建投的研究報(bào)告顯示，碳纖維供過(guò)于求的格局將維持到2011年，到2012年基本供需平衡，2013年后快速增長(zhǎng)的行業(yè)需求將有望使行業(yè)向供小于求的趨勢(shì)發(fā)展?！捌呔印睋屌苤袖摷浚禾祭w維龍頭股。公司是一家專(zhuān)業(yè)化的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)，技術(shù)實(shí)力雄厚，新項(xiàng)目進(jìn)展順利，盈利有望不斷改善。公司在江城投資的碳纖維項(xiàng)目于2008年開(kāi)建，一期500噸/年的生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)將于今年8月投產(chǎn)，二期1500噸/年的生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)將于2012年年底投產(chǎn)，屆時(shí)江城碳纖維公司年產(chǎn)能將達(dá)到2000噸，成為國(guó)內(nèi)重要碳纖維生產(chǎn)基地。公司目前擁有江城碳纖維公司30%股權(quán)。金發(fā)科技：碳纖維項(xiàng)目今年6月前投產(chǎn)。首期產(chǎn)值預(yù)計(jì)可達(dá)10億元，全面投產(chǎn)后將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)2000噸高性能PAN碳纖維的生產(chǎn)規(guī)模，年產(chǎn)值將達(dá)100億元。大元股份：子公司碳纖維新產(chǎn)品通過(guò)專(zhuān)利初級(jí)審查。吉林化纖：大股東力推碳纖維研發(fā)和建設(shè)。計(jì)劃于2011年7月建成年產(chǎn)5000噸碳纖維原絲項(xiàng)目，并根據(jù)市場(chǎng)拓展情況，進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，力爭(zhēng)在高性能新型纖維材料的研發(fā)和生產(chǎn)方面取得跨越式發(fā)展。大橡塑：設(shè)備涵蓋碳纖維等多領(lǐng)域。博云新材：公司是我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，在炭/炭復(fù)合材料領(lǐng)域具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，打破了國(guó)外在該領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)壟斷。保定天鵝：大股東將打造新型纖維拓展平臺(tái)。責(zé)編：李瑩

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電話(huà)：400-880-6780不飽和聚酯樹(shù)脂百科名片\o"查看圖片"不飽和聚酯樹(shù)脂不飽和聚酯樹(shù)脂，一般是由不飽和二元酸二元醇或者飽和二元酸不飽和二元醇縮聚而成的具有酯鍵和不飽和雙鍵的線(xiàn)型高分子化合物。通常，聚酯化縮聚反應(yīng)是在190～220℃進(jìn)行,直至達(dá)到預(yù)期的酸值(或粘度)，在聚酯化縮反應(yīng)結(jié)束后，趁熱加入一定量的乙烯基單體，配成粘稠的液體，這樣的聚合物溶液稱(chēng)之為不飽和聚酯樹(shù)脂。目錄簡(jiǎn)述不飽和聚酯樹(shù)脂性能特點(diǎn)不飽和聚酯樹(shù)脂的物理和化學(xué)性質(zhì)不飽和聚酯樹(shù)脂結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系不飽和聚酯樹(shù)脂的固化機(jī)理不飽和聚酯樹(shù)脂粘度測(cè)定方法展開(kāi)簡(jiǎn)述化工原料的一種，常用于物體表面加厚、固化，使用時(shí)如同刷油漆一般，層層加疊，固化過(guò)程釋放苯乙烯等有害氣體。不飽和聚酯樹(shù)脂是熱固性樹(shù)脂中最常用的一種，它是由飽和二元酸、不飽和二元酸和二元醇縮聚而成的線(xiàn)形聚合物，經(jīng)過(guò)交聯(lián)單體或活性溶劑稀釋形成的具有一定黏度的樹(shù)脂溶液，簡(jiǎn)稱(chēng)UP。不飽和聚酯樹(shù)脂性能特點(diǎn)工藝性能優(yōu)良這是不飽和聚酯樹(shù)脂最大的優(yōu)點(diǎn)。可以在室溫下固化，常壓下成型，工藝性能靈活，特別適合大型和現(xiàn)場(chǎng)制造玻璃鋼制品。固化后樹(shù)脂綜合性能好力學(xué)性能指標(biāo)略低于環(huán)氧樹(shù)脂，但優(yōu)于酚醛樹(shù)脂。耐腐蝕性，電性能和阻燃性可以通過(guò)選擇適當(dāng)牌號(hào)的樹(shù)脂來(lái)滿(mǎn)足要求，樹(shù)脂顏色淺，可以制成透明制品。品種多品種多，適應(yīng)廣泛，價(jià)格較低。缺點(diǎn)缺點(diǎn)是固化時(shí)收縮率較大，貯存期限短，含苯乙烯，有刺激性氣體，長(zhǎng)期接觸對(duì)身體健康不利。不飽和聚酯樹(shù)脂的物理和化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)不飽和聚酯樹(shù)脂的相對(duì)密度在1.11～1.20左右，固化時(shí)體積收縮率較大，固化樹(shù)脂的一些物理性質(zhì)如下：⑴耐熱性。絕大多數(shù)不飽和聚酯樹(shù)脂的熱變形溫度都在50～60℃，一些耐熱性好的樹(shù)脂則可達(dá)120℃。紅熱膨脹系數(shù)α1為（130～150）×10-6℃。⑵力學(xué)性能。不飽和聚酯樹(shù)脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強(qiáng)度。⑶耐化學(xué)腐蝕性能。不飽和聚酯樹(shù)脂耐水、稀酸、稀堿的性能較好，耐有機(jī)溶劑的性能差，同時(shí)，樹(shù)脂的耐化學(xué)腐蝕性能隨其化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何開(kāi)關(guān)的不同，可以有很大的差異。⑷介電性能。不飽和聚酸樹(shù)脂的介電性能良好?；瘜W(xué)性質(zhì)不飽和聚酯是具有多功能團(tuán)的線(xiàn)型高分子化合物，在其骨架主鏈上具有聚酯鏈鍵和不飽和雙鍵，而在大分子鏈兩端各帶有羧基和羥基。主鏈上的雙鍵可以和乙烯基單體發(fā)生共聚交聯(lián)反應(yīng)，使不飽和聚酯樹(shù)脂從可溶、可熔狀態(tài)轉(zhuǎn)變成不溶、不熔狀態(tài)。主鏈上的酯鍵可以發(fā)生水解反應(yīng)，酸或堿可以加速該反應(yīng)。若與苯乙烯共聚交聯(lián)后，則可以大大地降低水解反應(yīng)的發(fā)生。在酸性介質(zhì)中，水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介質(zhì)的侵蝕；在堿性介質(zhì)中，由于形成了共振穩(wěn)定的羧酸根陰離子，水解成為不可逆的，所以聚酯耐堿性較差。聚酯鏈末端上的羧基可以和堿土金屬氧化物或氫氧化物[例如MgO，CaO，Ca(OH)2等]反應(yīng)，使不飽和聚酯分子鏈擴(kuò)展，最終有可能形成絡(luò)合物。分子鏈擴(kuò)展可使起始粘度為0.1～1.0Pa·s粘性液體狀樹(shù)脂，在短時(shí)間內(nèi)粘度劇增至103Pa·s以上，直至成為不能流動(dòng)的、不粘手的類(lèi)似凝膠狀物。樹(shù)脂處于這一狀態(tài)時(shí)并未交聯(lián)，在合適的溶劑中仍可溶解，加熱時(shí)有良好的流動(dòng)性不飽和聚酯樹(shù)脂結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系迄今，國(guó)內(nèi)外用作復(fù)合材料基體的不飽和聚酯（樹(shù)脂）基體基本上是鄰苯二甲酸型（簡(jiǎn)稱(chēng)鄰苯型）、間苯二甲酸型（簡(jiǎn)稱(chēng)間苯型）、雙酚A型和乙烯基酯型、鹵代不飽和聚酯樹(shù)脂等。鄰苯型不飽和聚酯和間苯型不飽和聚酯鄰苯二甲酸和間苯二甲酸互為異構(gòu)體，由它們合成的不飽和聚酯分子鏈分別為鄰苯型和間苯型，雖然它們的分子鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，但間苯型不飽和聚酯和鄰苯型不飽和聚酯相比，具有下述一些特性：①用間苯型二甲酸可以制得較高分子量的間苯二甲酸不飽和聚酯，使固化制品有較好的力學(xué)性能、堅(jiān)韌性、耐熱性和耐腐蝕性能；②間苯二甲酸聚酯的純度高，樹(shù)脂中不殘留有間苯二甲酸和低分子量間苯二甲酸酯雜質(zhì)；③間苯二甲酸聚酯分子鏈上的酯鍵受到間苯二甲酸立體位阻效應(yīng)的保護(hù)，鄰苯二甲酸聚酯分子鏈上的酯鍵更易受到水和其它各種腐蝕介質(zhì)的侵襲，用間苯二甲酸聚酯樹(shù)脂制得的玻璃纖維增強(qiáng)塑料在71℃飽和氯化鈉溶液中浸泡一年后仍具有相當(dāng)高的性能。雙酚A型不飽和聚酯雙酚A型不飽和聚酯與鄰苯型不飽和聚酸及間苯型不飽和聚酯大分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)相比，分子鏈中易被水解遭受破壞的酯鍵間的間距增大，從而降低了酯鍵密度；雙酚A不飽和聚酯與苯乙烯等交聯(lián)劑共聚固化后的空間效應(yīng)大，對(duì)酯基起屏蔽保護(hù)作用，阻礙了酯鍵的水解；而在分子結(jié)構(gòu)中的新戊基，連接著兩個(gè)苯環(huán)，保持了化學(xué)瓜的穩(wěn)定性，所以這類(lèi)樹(shù)脂有較好的耐酸、耐堿及耐水解性能。乙烯基樹(shù)脂乙烯基樹(shù)脂又稱(chēng)為環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂，是60年代發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型樹(shù)脂，其特點(diǎn)是聚合物中具有端基不飽和雙鍵。乙烯基樹(shù)脂具有較好的綜合性能：①由于不飽和雙鍵位于聚合物分子鏈的端部，雙鍵非?；顫?，固化時(shí)不受空間障礙的影響，可在有機(jī)過(guò)氧化物引發(fā)下，通過(guò)相鄰分子鏈間進(jìn)行交聯(lián)固化，也可與單體苯乙烯其聚固化；②樹(shù)脂鏈中的R基團(tuán)可以屏蔽酯鍵，提高酯鍵的耐化學(xué)性能和耐水解穩(wěn)定性；③乙烯基樹(shù)脂中，每單位相對(duì)分子質(zhì)量中的酯鍵比普通不飽和聚酯中少35%～50%左右，這樣就提高了該樹(shù)脂在酸、堿溶液中的水解穩(wěn)定性；④樹(shù)脂鏈上的仲羥基與玻璃纖維或其它纖維的浸潤(rùn)性和粘結(jié)性從而提高復(fù)合材料的強(qiáng)度；⑤環(huán)氧樹(shù)脂主鏈，它可以賦與乙烯基樹(shù)脂韌性，分子主鏈中的醚鍵可使樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐酸性。乙烯基樹(shù)脂的品種和性能，隨著所用原料的不同而有廣泛的變化，可按復(fù)合材料對(duì)樹(shù)脂性能的要求設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)。鹵代不飽和聚酯鹵代不飽和聚酯是指由氯茵酸酐（HET酸酐）作為飽和二元酸（酐）合成得到的一種氯代不飽和聚酯。氯代不飽和聚酯樹(shù)脂一直是當(dāng)作具有優(yōu)良自熄性能的樹(shù)脂來(lái)使用的。但近年來(lái)研究表明氯代不飽和聚酯樹(shù)脂亦具有相當(dāng)好的耐腐蝕性能，它在上些介質(zhì)中耐腐蝕性能與雙酚A不飽和聚酯樹(shù)脂和乙烯基樹(shù)脂基本相當(dāng)，而在某些例（例如濕氯）中的耐腐蝕性能則優(yōu)于乙烯基樹(shù)脂和雙酚A不飽和聚酯樹(shù)脂。熱濕氯在不飽和聚酯樹(shù)脂接觸后會(huì)發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生氯代的不飽和聚酯樹(shù)脂或稱(chēng)"氯奶油"。由雙酚A不飽和聚酯樹(shù)脂和乙烯基酯樹(shù)脂產(chǎn)生"氯奶油"性狀柔軟，濕氯可以通過(guò)該"氯奶油"層進(jìn)一步（腐蝕）滲透，但由氯代不飽和聚酯產(chǎn)生"氯奶油"性狀堅(jiān)硬，可以阻止?jié)衤鹊倪M(jìn)一步（腐蝕）滲透。不飽和聚酯樹(shù)脂的固化機(jī)理從游離基聚合的化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度分析UPR的固化屬于自由基共聚合反應(yīng)。固化反應(yīng)具有鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈終止、鏈轉(zhuǎn)移四個(gè)游離基反應(yīng)的特點(diǎn)。鏈引發(fā)——從過(guò)氧化物引發(fā)劑分解形成游離基到這種游離基加到不飽和基團(tuán)上的過(guò)程。鏈增長(zhǎng)——單體不斷地加合到新產(chǎn)生的游離基上的過(guò)程。與鏈引發(fā)相比，鏈增長(zhǎng)所需的活化能要低得多。鏈終止——兩個(gè)游離基結(jié)合，終止了增長(zhǎng)著的聚合鏈。鏈轉(zhuǎn)移——一個(gè)增長(zhǎng)著的大的游離基能與其他分子，如溶劑分子或抑制劑發(fā)生作用，使原來(lái)的活性鏈消失成為穩(wěn)定的大分子，同時(shí)原來(lái)不活潑的分子變?yōu)橛坞x基。不飽和聚酯樹(shù)脂固化過(guò)程中分子結(jié)構(gòu)的變化UPR的固化過(guò)程是UPR分子鏈中的不飽和雙鍵與交聯(lián)單體（通常為苯乙烯）的雙鍵發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)，由線(xiàn)型長(zhǎng)鏈分子形成三維立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過(guò)程。在這一固化過(guò)程中，存在三種可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，即1、苯乙烯與聚酯分子之間的反應(yīng)；2、苯乙烯與苯乙烯之間的反應(yīng)；3、聚酯分子與聚酯分子之間的反應(yīng)。對(duì)于這三種反應(yīng)的發(fā)生，已為各種實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。值得注意的是，在聚酯分子結(jié)構(gòu)中有反式雙鍵存在時(shí)，易發(fā)生第三種反應(yīng)，也就是聚酯分子與聚酯分子之間的反應(yīng)，這種反應(yīng)可以使分子之間結(jié)合的更緊密，因而可以提高樹(shù)脂的各項(xiàng)性能。不飽和樹(shù)脂固化過(guò)程的表觀(guān)特征變化不飽和聚酯樹(shù)脂的固化過(guò)程可分為三個(gè)階段，分別是：1、凝膠階段（A階段）：從加入固化劑、促進(jìn)劑以后算起，直到樹(shù)脂凝結(jié)成膠凍狀而失去流動(dòng)性的階段。該結(jié)段中，樹(shù)脂能熔融，并可溶于某些溶劑（如乙醇、丙酮等）中。這一階段大約需要幾分鐘至幾十分鐘。2、硬化階段（B階段）：從樹(shù)脂凝膠以后算起，直到變成具有足夠硬度，達(dá)到基本不粘手狀態(tài)的階段。該階段中，樹(shù)脂與某些溶劑（如乙醇、丙酮等）接觸時(shí)能溶脹但不能溶解，加熱時(shí)可以軟化但不能完全熔化。這一階段大約需要幾十分鐘至幾小時(shí)。3、熟化階段（C階段）：在室溫下放置，從硬化以后算起，達(dá)到制品要求硬度，具有穩(wěn)定的物理與化學(xué)性能可供使用的階段。該階段中，樹(shù)脂既不溶解也不熔融。我們通常所指的后期固化就是指這個(gè)階段。這個(gè)結(jié)段通常是一個(gè)很漫長(zhǎng)的過(guò)程。通常需要幾天或幾星期甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。影響樹(shù)脂固化程度的因素不飽和聚酯樹(shù)脂的固化是線(xiàn)性大分子通過(guò)交聯(lián)劑的作用，形成體型立體網(wǎng)絡(luò)過(guò)程，但是固化過(guò)程并不能消耗樹(shù)脂中全部活性雙鍵而達(dá)到100%的固化度。也就是說(shuō)樹(shù)脂的固化度很難達(dá)到完全。其原因在于固化反應(yīng)的后期，體系粘度急劇增加而使分了擴(kuò)散受到阻礙的緣故。一般只能根據(jù)材料性能趨于穩(wěn)定時(shí)，便認(rèn)為是固化完全了。樹(shù)脂的固化程度對(duì)玻璃鋼性能影響很大。固化程度越高，玻璃鋼制品的力學(xué)性能和物理、化學(xué)性能得到充分發(fā)揮。（有人做過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)UPR樹(shù)脂固化后的不同階段進(jìn)行物理性能測(cè)試，結(jié)果表明，其彎曲強(qiáng)度隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而不段增長(zhǎng)，一直到一年后才趨于穩(wěn)定。而實(shí)際上，對(duì)于