低收缩添加剂

化学术语

低收缩添加剂（LSA）是指能够降低在加工成型的过程中树脂收缩率的一类添加剂。

简介

不饱和聚酯树脂具有良好的加工性能，适合多种成型工艺，如SMC模压、BMC注射、拉挤、RTM、手糊和浇注等。但是在产品的制作过程中，存在着诸如树脂相产生裂纹；表面存在质量缺陷；尺寸失控等问题。产生这些问题的主要原因是树脂在聚合时树脂单元会紧密堆积，集结成核，这会导致树脂出现聚合收缩和热收缩的现象。而收缩引起的内应力会导致树脂从表面向内凹陷，此凹陷从聚合物表面至中心逐步传递，释放内应力直至平衡，这直接导致了缺陷的发生。低收缩添加剂(LSA)的作用就是通过局部松弛释放内应力补偿聚合收缩，从而达到降低收缩率的效果。

分类

非极性低收缩添加剂

以聚苯乙烯（PS）为代表，还包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等固体粉末低收缩添加剂。该类低收缩添加剂在树脂固化前与树脂呈两相体系，简单地利用热塑性树脂的受热膨胀性，抑制树脂的固化收缩。此类低收缩添加剂具有良好的内着色性，但在低收缩性一般。

弱极性低收缩添加剂

以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为代表，还包括纤维素醋酸丁酯、聚氯乙烯（虽然聚氯乙烯极性也较强，但由于其玻璃化转变温度Tg为87 ℃，粘流温度高达165～190℃，分相效果不太好，低收缩效果较差）等。该类低收缩添加剂由于极性的增强，在树脂中稳定性有所提高，固化时与树脂的分相结构得以改善，但着色性能不佳。

极性低收缩添加剂

极性低收缩添加剂包括聚醋酸乙烯酯（PVAc）、饱和聚酯、聚己内酯、聚氨酯等。该类低收缩添加剂的极性与不饱和聚酯相近，与树脂相容性好，固化前与树脂为均相体系，固化后均匀分相,对树脂固化的收缩控制能达到最高的程度。但该类低收缩添加剂同样存在着色不均匀的问题，不适应内着色制品要求。

组合型低收缩添加剂

组合型低收缩添加剂包括接枝型的芯壳聚合物、嵌段型的聚醋酸-苯乙烯（PVAc-St）、改性的轻度交联的聚苯乙烯、无机物改性的极性低收缩添加剂等。该类低收缩添加剂具有优异的综合性能，包括优良的内着色性、优良的低收缩性、良好的微观界面、良好的力学性能及耐小分子渗透性等。

作用机理

低收缩添加剂的作用机理为相分离机理，固化后与树脂分相是产生孔穴、抵制收缩的必要条件。其具体作用过程如下：

① 材料加热，开始热膨胀；

② 温度升高引起引发剂分解，固化开始；

③ 由与树脂相容变得不相容，开始形成两相；

④ 反应的低收缩添加剂与树脂在热塑料中汇集；

⑤ 随着聚合的进行，温度及聚合的程度增加,随着温度的升高树脂相收缩，低收缩添加剂及未反应的单体占据的体积增加，补偿聚合收缩；

⑥ 低收缩添加剂相中的单体开始反应，由聚合导致的应力产生微穴；