1. 课题的来源及研究意义

低密度不饱和聚酯树脂复合材料具有性能与价格比优良，在家电、现代电器、汽车部件、建筑、办公用品等方面得到广泛的应用。在节能环保、汽车轻量化以及能源紧张的社会背景下，研究轻质的低密度不饱和聚酯树脂材料成为了一种必然。目前国内外普遍使用发泡法和填充轻质填料法制备低密度不饱和聚酯树脂复合材料^[1]。然而，低密度不饱和聚酯树脂在达到表观密度减小的同时，材料的力学性能往往变得下降，达不到相应的力学性能标准，所以在很多方面限制了低密度不饱和聚酯树脂的应用。影响低密度UPR材料表观密度和压缩强度的因素主要有泡孔的密度、泡孔的形态、泡孔的分布、泡孔的尺寸、泡孔的发泡倍率。本课题的研究意义是在确定使用最佳成核剂的基础上，通过改变成核剂种类和成核剂的粒径，探讨三种有机成核剂以及成核剂的粒径对低密度不饱和聚酯树脂材料泡孔密度、泡孔尺寸以及泡孔分布的影响，最终得到小尺寸和泡孔均匀分布的低密度不饱和聚酯树脂材料^[2]。

2. 低密度不饱和聚酯树脂研究进展和应用现状

低密度不饱和聚酯树脂改性研究目前正朝着功能化、精细化、高性能化的方向发展。其中，增韧、增强改性、降低固化物收缩率并提高UPR的综合性能是UPR改性研究的重要内容，也是目前的研究热点和发展趋势。低密度UPR材料是建筑材料提高和汽车轻量化发展的方向。分别利用高强和低密度材料作厂房承重结构和屋面盖板，就可以加大厂房跨度和柱距，减小承重梁、柱断面，从而降低整个厂房土建投资的20%左右。由此可见发展低密度高强UPR材料的重要意义。

在国内研究进展中，桂林电器科学研究所的钟意在空心玻璃微球填充BMC模塑料的研究一文中表明，填充真实密度为0.25~0.60g/cm³、超声波分散硅烷偶联剂处理后的薄壁空心玻璃微球以及采用适当捏合工艺制备的BMC模塑料,成型后的制品密度明显降低,力学性能良好^[3]。张刚在低密度BMC复合材料性能的研究一文中研究了四种不同种类的空心玻璃微珠的加入对团状模塑料(BMC)密度及性能的影响，观察空心玻璃微珠在BMC中的分散及破损情况以及空心玻璃微珠S38含量的变化对BMC 密度及性能的影响。结果表明，随着微珠含量的增加密度及拉伸强度逐渐下降;微珠含量为5%时弯曲及冲击强度达到最大值。研究微珠的表面处理对BMC性能的影响，结果表明，微珠的表面处理能有效提高BMC的力学性能。

在国外研究进展中美国的Medhat S Farahat和埃及的Abdel Azima等人用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）的废料醇解物合成了低密度不饱和聚酯树脂，通过调节反应可以得到固化温度为74~90℃，固化时间仅为几分钟至二十多分钟之间任意选择的低密度不饱和聚酯树脂；德国Schmieder Helmutdengren制成IR辐射固化的低密度不饱和聚酯树脂，其在IR辐射固化时，材料的固化停留时间缩短，其产品吸水率降低；美国Hewitt John C等人研制了无（苯乙烯）单体的低密度不饱和聚酯树脂及其组成物，其可分别用于开模浇铸、凝胶涂料和电子工业中。

在20 世纪60年代,用低密度不饱和聚酯树脂材料作商业冷藏室的屋顶以改善冷藏室的保温效果。到了70年代末80年代初,低密度不饱和聚酯树脂材料被广泛用于民用住房,用低密度不饱和聚酯树脂材料来翻新旧屋顶,室内冬暖夏凉。随着工艺的改进,低密度不饱和聚酯树脂材料又有了新的用途。现场低密度不饱和聚酯树脂材料具有很高的抗热性,吸水性和透湿性低,热稳定性、粘性良好,可以用来填充双层墙的中间部分、走廊墙壁的顶部、窗户的顶部以及建筑物外面的框架结构。

3. 低密度不饱和聚酯树脂制备方法

低密度UPR材料是一种轻质并且具有一定的刚度和强度的新型复合材料。由于具有自重轻、强度高、保温隔热隔音性能好等特点，收到了很好的应用。高强及低密度UPR材料是建筑材料提高和汽车轻量化发展的方向。然而，低密度UPR材料在达到表观密度减小的同时，材料的力学性能往往变得下降，达不到相应的力学性能标准，所以在很多方面限制了低密度UPR材料的应用。因此，使低密度UPR材料达到轻质目的的同时并且具有较高的强度已成为今后必然研究趋势。