玻璃钢工艺,介电性能测试和其它测试方法

如前所述，在固化过程中，树脂的分子结构将发生变化，出现粘流态、凝胶态和玻璃态等三种状态。在这些不同状态下，由于体系中偶极子的大小、形状和活动度等存在差异，将会导致树脂体系的介电性能发生变化。因此，通过研究树脂介电性能的改变可以了解树脂的固化过程参数的确定情况、以给玻璃钢成型工艺提供理论依据。

一、动态介电分析法（DDA法）

动态介电分析法是测量树脂或预浸料在交变电场作用下，介电性能与温度关系的一种方法。测量的介电性能，包括介电损耗tgo和介电电容C等参数。图7-95、图7-96分别示出了介电测量仪

的原理和装置示意图。在周期性电场的作用下，试样的介电性能和动态力学性能一样，将出现周期性变化，并且可以通过复介电常数e*=e'+ie"表示。e'为物体的介电常数，表示试样的贮存电能的能力，"表示试样的介电损耗。tg8=e/e'为试样的介电损耗因子。由于聚合物分子内偶极电矩取向的变化，会引起C和tgo变化，所以可通过介电测定获得固化过程中树脂介电性能与固化时

间（或温度）的函数关系，从而了解固化过程的进展情况，确定树脂的固化程度，以达到玻璃钢成型工艺的监控目的。从环氧树脂固化过程中C和tgo、粘度等随温度而变化的曲线（图7-97）可见，整个固化过程可以分为三个阶段。第一阶段是熔融状态或粘流状态，树脂的电容C和介电损耗随时间和温度的上升而增大，粘度却逐步降低，并达到最小值。由于低分子物的挥发，在损耗曲线上出现第一个损耗峰。这表明，树脂极性基团的活动性增加。在第二阶段，聚合反应开始，粘度增大。随时间的延长，电容C开始下降，而tg8出现第二个突变峰。这说明，树脂已达较高的交联程度，这是固化过程的第二阶段。随着化反应的进行，极性基团浓度减小，交联反应使粘度继续增大，这时tgo由峰值下降，并且电容C的变化幅度趋小，达到稳定数值。这标志树脂已经基本固化，交联反应很难继续进行了。动态介电性能测试方法，是一种测定树脂固化全过程的方法。这种方法对于确定玻璃钢的成型工艺，具有很大的实用价值，同时又可作为树脂固化机理的一个重要研究手段。

为说明动态介电分析在选择优化玻璃钢成型工艺条件和实时监控方面的应用，现对图7-98进行分析。区域I有一个tg8的波峰，称为流动峰；区域Ⅱ为玻璃化转变区，出现的tg8峰称凝胶峰。优化玻璃钢工艺参数的试验可从图7-97中的tg8曲线上，选择A、B、C、D、E五个点进行加压试验，并把压制成型的带。只要在此范围内实时加压，即可获得低孔隙率的板材，而且性能最佳，波动也较小。加压带宽可根据制件的使用要求而定。带宽确定之后，即可利用介电特性曲线上相对应的各种信息进行实时监控。介电分析技术目前正处于开发和实用化阶段，它的应用范围较广，在此不能一一列举。