纤维增强的复合塑料制品

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纤维增强的复合塑料制品

纤维增强材料为分散相，基体为热固性树脂或热塑性塑料，被用来制造各种结构制品。玻纤增强的不饱和聚脂的玻璃钢，已大量用来生产储罐容器、管道、叶片和冷却塔等。它们常用机械缠绕纤维，人工手糊成型。现代建筑、汽车和电器等各领域，需大批量地高效生产各种纤维增强的塑料制品。已大量应用了片状SMC、厚片TMC或团状BMC的预制玻纤增强塑料，模塑成型各种形状复杂、精度高的高强度塑料件。 8 h( v: E) N1 `9 m1 z7 g( \" S$ e 片状的模塑复合塑料（SMC） 片状复合材料的模塑成型（SMC,sheet molding compound）,预先将玻纤维、不饱和聚酯及大量的粉状填料，制成片材。模塑前裁剪不复杂的结构件，如汽车上车门和仪表板等。玻纤增强的片材采用2.5-5mm长的玻璃纤维，常用无碱10-15µm直径的无捻丝。基体为低收缩率的不饱和聚酯和添加剂。低收缩率聚酯的不饱和双键周围附随的相对分子质量为142-215。SMC材料的收缩率仅为0.1%左右。添加剂用热塑性树脂，如聚甲基丙烯酸甲脂或聚苯乙烯的苯乙烯溶液、饱和聚酯的苯乙烯溶液、聚乙烯和聚苯乙烯粉末等。他们增加了SMC材料的韧性。加入碳酸钙或氢化铝填料，可改善制品表面质量。此外还有固化剂、增稠剂、脱模剂和着色剂等。 3 U" U0 j- K$ t8 ]4 u 5 v; z$ o( e3 H; {, ]! f  W9 J$ CSMC片材由流水线连续生产。涂有树脂的聚乙烯薄膜，夹持了被浸渍的玻璃纤维毡，经滚筒压成柔软的片材。SMC片材厚度为2-4mm，单位面积质量3-5kg/m².收卷后需数天的自然稠化，或强制通风稠化。 ' A  z2 J$ d% N  A, E厚片复合材料的模塑成型（TMC,thick molding compound）,玻璃纤维被高黏度胶混合后，再覆盖塑料薄膜滚压成厚的片材，供模压成型。 5 R) n2 N8 b! G7 X# y  Q 加工SMC或TMC的压制模具，用耐磨钢材制造凹凸成型零件。分型面上有剪切废边刃口。模腔用蒸汽加热至150°C左右。还需强有力的顶出机构和发达的排气系统。复合材料的片材在模腔中有流动、凝胶和固化过程。用油压机对成型片材施加5-9MPa的压力。制品脱模后还需烘烤处理，保证完全固化。 ; I6 f# S- G; [& h) X8 Z, S热塑性塑料为基体的玻纤维增强的片材（GMT，glass mat reinforced thermoplastics）,以聚丙稀（PP）到聚醚醚酮（PEEK），填充连续玻璃纤维毡。在加热温度下滚压成片材。剪裁后重新加热软化，置于模腔内压制成型。已制成汽车座椅板和踏脚板、弹药包装箱和建筑模板等。 # x7 O7 K5 J# b& W2 o  r块状的模塑复合塑料（BMC） ! [, e6 |8 k) K0 u BMC（bulk molding compound）以不饱和聚脂为基体，用玻纤有短切散丝或纤维毡。纤维长度3-12mm，玻纤含量15%-30%，配以稀释剂、阻聚剂、交联剂和引发剂、控制模塑料的黏度、交联固和储存期。用量很大的填料有碳酸钙、水合氧化铝、高岭土、滑石粉和粉状聚乙烯等。 http://cn.newmaker.com/nmsc/u/2011/201111/art_img/2011112520132798373.jpg MBC模塑料的配制有连续法和批混法两种。用液浆在混合机中进行混料搅拌。然后烘干捏合成团块，或者挤出成条状。这些湿式的预混料，需密封包装，供压制模塑成型。 . ^9 n- ]7 Y6 c0 Q. ~7 C$ U BMC模塑塑料有两种方法成型。一种是用热固性塑料的成型模具和油压机的模压成型。较简单是压制成型。经计量的模塑料置于成型腔中，加热加压固化。如用压轴成型，模塑料置于加料室，加压加热后由浇铸流道注入型腔。可压铸有金属嵌件的较高精度的制品。另一种方法是注射成型，生产率高，制品精度高。但需要用BMC料的专门注射成型机。螺杆长径比小，压缩比为0.8-1.05，为无压缩或负压缩比。料筒的调节温度在60°C以下。还要有强制输送团块料的加料装置。模具须加热和排气，保证物料流动和固化。玻璃纤维增强塑料对模具和成型机的零件有强烈的摩擦和磨损，必须用耐磨钢材制造。