光固化技术应用于复合材料领域有别于其他领域的地方是制件比较厚(几个mm甚至几个cm)。因此研究光固化树脂体系固化工艺条件与制件厚度间的关系,对复合材料光固化工艺的进行有很大的指导意义。据不饱和树脂网专家介绍,北京航空航天大学黄达等选用T20、651两种光引发剂,分别配制引发剂浓度为0.25、0.5、1、2wt%的不饱和聚酯体系。通过测定光固化试样的显微硬度分析光引发剂浓度对固化程度的影响。结果表明,提高引发剂浓度能抑制氧阻聚的作用,但对于较厚的试样,引发剂浓度过高会导致固化不完全。
该实验通过研究不同光引发剂浓度对树脂体系固化行为的影响,确定光固化树脂体系的固化工艺,据不饱和树脂网专家介绍,主要特点是:
(1)由于树脂体系的上表面裸露在空气中,上表面树脂的固化程度受到氧阻聚的影响。在入射光强度不变的情况下,提高引发剂的浓度可以缓解氧的抑制作用,从而提高试样的表面固化质量;
(2)由于紫外光通过树脂层时会发生反射、吸收和散射等现象,当入射的紫外光强度和引发剂浓度不变时,各层(除上表面外)的固化程度随离开表面距离的增大显递减关系。
(3)对于本实验所需要的固化厚度而言,引发剂的用量要比常规的UV涂料中所用的用量少。这是因为引发剂浓度过大,高浓度的自由基将产生于树脂的近上表面区,光线在上层就被大量吸收、散射以致到达试样深处的光强大大削弱,使得厚制件不能充分固化;
(4)对比两种引发剂可知,引发剂TPO的固化性能要优于651。
武汉理工大学材料学院宋彦辉等研究了光引发剂、稀释剂对通用型191#不饱和聚酯树脂紫外光固化速度的影响。研究表明,光引发剂种类、稀释剂含量对固化速度都有影响且它们的含量有佳值。
对于191#不饱和聚酯树脂紫外光固化反应,固化体系中光引发剂种类、含量,树脂中的稀释剂含量等对体系的固化速度都有影响,选择恰当的固化体系能较大的提高固化速度。其利用分裂型光引发剂引发固化反应,测定体系固化凝胶固化的时间,从而研究光引发剂、树脂稀释剂及光敏促进剂对体系固化速度的影响。据不饱和树脂网专家介绍,研究各出如下结论:(1)增大光引发剂浓度可提高固化速度,并且有佳的浓度值使固化时间达到短;(2)相同浓度的安息香双甲醚比安息香乙醚在同样的辐射时间下固化度高;(3)适当减少树脂稀释剂可缩短191#树脂固化时间,佳减少量为树脂5%。