風電葉片材料（二）

1．不飽和聚酯樹脂的定義
　　人類最早發(fā)現(xiàn)的樹脂是從樹上分泌物中提煉出來的脂狀物，如松香等，這是“脂”前有“樹”的原因。直到1906年第一次用人工合成了酚醛樹脂，才開辟了人工合成樹脂的新紀元。1942年美國橡膠公司首先投產不飽和聚酯樹脂，后來把未經加工的任何高聚物都稱作樹脂。但是早就與“樹”無關了。
　　樹脂又分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂兩大類。對于加熱熔化冷卻變固，而且可以反復進行的可熔的樹脂叫做熱塑性樹脂，如聚氯乙烯樹脂（PVC）、聚乙烯樹脂（PE）等；對于加熱固化以后不再可逆，成為既不溶解，又不熔化的固體，叫做熱固性樹脂，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等。
　　“聚酯”是相對于“酚醛”“環(huán)氧”等樹脂而區(qū)分的含有酯鍵的一類高分子化合物。這種高分子化合物是由二元酸和二元醇經縮聚反應而生成的，而這種高分子化合物中含有不飽和雙鍵時，就稱為不飽和聚酯，這種不飽和聚酯溶解于有聚合能力的單體中（一般為苯乙烯）
　　而成為一種粘稠液體時，稱為不飽和聚酯樹脂（英文名Unsaturated Polyester Resin 簡稱UPR）。
　　因此，不飽和聚酯樹脂可以定義為由飽和的或不飽和的二元酸與飽和的或不飽和的二元醇縮聚而成的線型高分子化合物溶解于單體（通常用苯乙烯）中而成的粘稠的液體。
2．不飽和聚酯樹脂的特性
　　不飽和聚酯樹脂是一種熱固性樹脂，當其在熱或引發(fā)劑的作用下，可固化成為一種不溶不融的高分子網狀聚合物。但這種聚合物機械強度很低，不能滿足大部分使用的要求，當用玻璃纖維增強時可成為一種復合材料，俗稱“玻璃鋼”（英文名Fiber Reinforced Plastics 簡稱FRP）。“玻璃鋼”的機械強度等各方面性能與樹脂澆鑄體相比有了很大的提高。
　　以不飽和樹脂為基材的玻璃鋼（UPR-FRP）具有以下特性：
　　1）輕質高強
　　FRP的密度為1.4-2.2g/cm3，比鋼輕4-5倍，而其強度卻不小，其比強度超過型鋼、硬鋁和杉木。這對于航空、航天、火箭、導彈、軍械及運輸?shù)刃枰獪p輕自重的產品具有非常重要的意義。例如波音747噴氣客機在主要結構上應用的FRP部件達2.2噸，有效地節(jié)省了飛機燃料，提高了航速，延長了續(xù)航時間，增加了有效載荷。見表1。
　　表1 UPR-FRP與其他材料的性能
　　材料 相對密度（g/cm3） 極限拉伸強度（Mpa） 比強度
　?。?times;103cm） 拉伸彈性模量（Gpa） 比模量
　?。?times;103cm）
　　UPR-FRP 1.5-1.7 352 2076.6 19.71 115.9
　　鋼 7.8 880 1128.2 204.16 261.7
　　硬鋁 2.8 457.6 1634.2 70.4 251.4
　　杉木 0.5 70.4 1408.0 9.86 197.2
　　2） 耐腐蝕性能良好