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1、片狀模塑料成型技術(shù)SHEETMOULDINGCOMPOUNDSMC總述近年來世界發(fā)達國家在SMC方面的研究更是不遺余力,使該材料擁有廣大的市場。SMC具有良好的機械性能與簡易加工性,使其成為眾所矚目的材料。SMC成型一般只需3~6min,具有節(jié)省人力與能源,便于大量生產(chǎn),提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點。在與各種材料進行對比中,SMC不僅優(yōu)于鋼鐵、鋁等傳統(tǒng)金屬材料,而且可與一般熱塑性塑料及其它增強材料一爭高低。(1)與金屬材料相比,SMC具有優(yōu)越的電氣性能,耐腐蝕性能、質(zhì)輕以及工程設(shè)計容易、靈活等特點;(2)與增強熱塑性塑料相比
2、,SMC的成型周期短,成型設(shè)備投資低,SMC制品不易變形,機械性能與熱變形溫度較高,耐化學藥品性優(yōu),且價格較低;(3)與一般熱塑性塑料相比,SMC的物理性能是后者不可比擬的。SMC片材簡介片狀模塑料(sheetmoldingCompound),是一種干法制造不飽和聚脂玻璃鋼制品的模塑料。SMC模壓片材的組成:中間芯材是由經(jīng)樹脂糊充分浸漬的短切纖維(或氈)組成,上下兩面用薄膜覆蓋。樹脂糊里含有不飽和聚脂樹脂、引發(fā)劑、化學增稠劑、低收縮添加劑、填料、脫模劑、著色劑等各種組份。其生產(chǎn)與成型過程大致如下:短切原紗氈或玻纖粗
3、纖鋪放于預(yù)先均勻涂敷了樹脂的薄膜上,然后在其上覆蓋另一層涂敷了樹脂糊的薄膜,形成了一種“夾芯”結(jié)構(gòu)。它通過浸漬區(qū)時樹脂糊與玻璃纖維(或氈)充分揉捏,然后集成收卷,進行必要的熟化處理。SMC的基本組成一)樹脂不飽和聚酯樹脂(UP)是SMC的最基本配方材料。它通常由不飽和二元羧酸(或酸酐)、飽和二元羧酸(或酸酐)與多元醇縮聚而成,并在縮聚結(jié)束后加入一定量的乙烯基體(如苯乙烯)配成粘稠狀液態(tài)樹脂。根據(jù)其化學結(jié)構(gòu)上的差異通常可分為通用型(鄰苯型)、間苯型、雙酚A型三大類。最常用的是通用型和間苯型(較貴,具有良好的機械性能)
4、不飽和聚酯樹脂。SMC專用樹脂提出如下要求:①????低粘度,有利于玻纖的浸漬;②????增稠快,以滿足增稠的要求;③????活性高,能快速固化,以提高生產(chǎn)效率;④????熱性能好,保證制品的熱強度;⑤????耐水性好,以提高制品的防潮性;⑥????在加入引發(fā)劑后的幾個月存放期內(nèi),必須穩(wěn)定,而在高溫下能快速固化,以確保短的模塑周期。二).引發(fā)劑在SMC樹脂糊系統(tǒng)中,不飽和聚酯樹脂需加入引發(fā)劑,活化樹脂與交聯(lián)單體(如苯乙烯)中的雙鍵發(fā)生共聚反應(yīng),從而使SMC在模腔內(nèi)固化成型。對引發(fā)劑的基本要求:貯存穩(wěn)定性好,反應(yīng)速度
5、高,操作方便且安全。引發(fā)劑的種類及其使用濃度的選擇,主要取決于制品性能的要求和成型溫度,以及SMC生產(chǎn)工藝過程,貯存穩(wěn)定性要求等。具體地說,應(yīng)考慮到以下因素:①適用期;②樹脂混合物在模具內(nèi)的流動性;③反應(yīng)性;④制品的外觀與光澤;⑤單體殘留量;⑥制品的物理機械性能。常用于SMC的引發(fā)劑以過氧化物為主。(引發(fā)劑濃度越高,制品固化越快,制品表面質(zhì)量越好)隨著引發(fā)劑濃度和成型溫度的提高,制品固化時間縮短。當固化溫度足夠高,時間足夠長,制品的最終固化與引發(fā)劑濃度(0.2%~1.0%)無關(guān)。但是,引發(fā)劑濃度越高,制品固化越快,
6、表面質(zhì)量越好。制品的表面質(zhì)量正比于固化時所達到的放熱峰值。模具溫度與放熱峰值間溫差越大,制品表面質(zhì)量越好。而峰值大小與引發(fā)劑類型和用量有關(guān)。三).填料(1)碳酸鈣(CaCO3)它是一種最基本的填料,其吸油值很低,在配方中易加入。對促進SMC成型過程及提高制品表面質(zhì)量最為有效,它具有良好遮蓋特性,制品表面著色性好,纖維顯露少。其來源豐富,價格低廉。但是,碳酸鈣填料在模壓過程中有優(yōu)先流動傾向。(2)水合氧化鋁它是SMC常用阻燃型填料,亦可改善制品的耐水性和電絕緣性。(3)高嶺土也是一種理想的填料,在模壓過程中其優(yōu)先流動
7、傾向弱,它不僅有足夠的阻力使增強材料相互交合,且能充滿模腔內(nèi)狹小死角等部位。流動性是它的主要特點。但其制品的模后收縮率稍大,著色純度稍差。另外吸油值高,填料加入量低。(4)滑石粉流動性良好,能提高制品耐水性,制品易于機械加工,但其吸油值高,加入量低。四).低收縮添加劑控制收縮率是SMC發(fā)展過程中的一項重要課題。目前通用的方法是在不飽和聚酯樹脂中加入一定量的熱塑性聚合物來實現(xiàn)。SMC常用的熱塑性添加劑有如下幾種:PE粉、PS及其共聚物、PVC及其共聚物、乙酸纖維素和丁酸纖維素、熱塑性聚酯、PVAC、PMMA等。根據(jù)其
8、作用機理的不同,大致可分為二類:一類是與不飽和聚酯樹脂不相溶的添加劑,如PE和PVC,其加入量為樹脂的5~10%;另一類是在樹脂固化前彼此相溶,而固化后添加劑又以小顆粒球狀從樹脂析出形成第二相,如PVAC、PS等。由于熱塑性塑料在樹脂中分散性差,一般要求先將其溶于苯乙烯中。由于苯乙烯會引起SMC表面發(fā)粘,因而限制了添加劑的加入量,為此,國外已開發(fā)出羧基化熱塑