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[转帖] 纤维增强的复合塑料制品

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发表于 2011-12-1 12:48:51 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国上海

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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。
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片状的模塑复合塑料(SMC)
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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。 " M/ c+ \* X' a3 w
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SMC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。
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0 T: b3 w* H, B. T6 O2 I+ _6 x6 I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。 9 R4 {$ ~1 T% h0 u/ \
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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。
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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。 4 W  J' M: r! d$ L$ t
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块状的模塑复合塑料(BMC) 4 U2 S/ T9 u7 v( N! ^+ I1 d- a

' L7 \" h" j# c$ V; ZBMC(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。 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。
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) V% m% b2 Z' I+ P% {4 P6 `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。

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