第《4》章模壓成型.ppt

課件 4 1概述 第四章模壓成型 4 模壓成型工藝 4 1概述 定義 將一定量的模壓料放入金屬對模中 在一定溫度 壓力作用下 固化成型制品的方法 加熱加壓的作用 使模壓料塑化 流動 充滿空腔 并使樹脂發(fā)生固化反應(yīng) 課件 4 1概述 第四章模壓成型 模壓工藝?yán)脴渲袒磻?yīng)中各階段的特性實現(xiàn)制品成型 粘流階段 當(dāng)模壓料在模具內(nèi)被加熱到一定的溫度時 樹脂受熱熔化成為粘流狀態(tài) 在壓力作用下粘裹著纖維一道流動 直至充滿模腔 硬固階段 繼續(xù)提高溫度 樹脂發(fā)生交聯(lián) 分子量增大 流動性很快降低 表現(xiàn)為一定的彈性 最后失去流動性 樹脂成為不溶不熔的體型結(jié)構(gòu) 課件 4 1概述 第四章模壓成型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 有較高的生產(chǎn)效率 適于大批量生產(chǎn) 制品尺寸精確 表面光潔 可以有兩個精制表面 價格低廉 容易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化 多數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品可一次成型 無需有損于制品性能的輔助加工 制品外觀及尺寸的重復(fù)性好 壓模的設(shè)計與制造較復(fù)雜 初次投資較高 制品尺寸受設(shè)備限制 一般只適于制備中 小型玻璃鋼制品 課件 第四章模壓成型 模壓成型工藝按增強(qiáng)材料物態(tài)和模壓料品種分類 1 纖維料模壓法 樹脂預(yù)混或預(yù)浸纖維模壓料 然后模壓成型制品 2 織物模壓 將預(yù)先織成所需形狀的兩向 三向或多向織物經(jīng)樹脂浸漬后進(jìn)行模壓 質(zhì)量穩(wěn)定 但成本高 適用于有特殊性能要求的制品 4 1概述 主要用于制備高強(qiáng)度異形制品或具有耐腐蝕 耐熱等特殊性能的制品 課件 第四章模壓成型 3 層壓模壓 將預(yù)先浸漬好樹脂的玻纖布或氈 剪成所需形狀 經(jīng)疊層放入模具進(jìn)行模壓 適于成型薄壁制品 或形狀簡單而有特殊要求的制品 4 SMC模壓 將SMC片材 SheetMoldingCompound 片狀模塑料 經(jīng)剪裁 鋪層 然后進(jìn)行模壓 適合于大型制品的加工 例汽車外殼 浴缸等 此工藝方法先進(jìn) 發(fā)展迅速 4 1概述 不飽和聚酯樹脂 增稠劑 引發(fā)劑 交聯(lián)劑 低收縮添加劑 填料 內(nèi)脫模劑 著色劑等混合物浸漬短切玻纖粗紗或玻纖氈 兩表面加上保護(hù)膜 聚乙烯或聚丙烯薄膜 形成的片狀模壓成型材料 使用時除去薄膜 按尺寸裁剪 然后進(jìn)行模壓成型 課件 第四章模壓成型 5 碎布料模壓 將預(yù)浸膠布剪成碎塊放入模具 壓成制品 適用于形狀簡單 性能一般的玻璃鋼制品 6 纏繞模壓 將浸膠的玻璃纖維或布帶纏繞在模型上 進(jìn)行模壓 適于有特殊要求的制品及管材 4 1概述 課件 第四章模壓成型 7 預(yù)成型坯模壓 先將短切纖維制成制品形狀的預(yù)成型坯 置入模具 加入樹脂后進(jìn)行模壓 適于制造大型 高強(qiáng) 異形 深度較大 壁厚均一的制品 8 定向鋪設(shè)模壓 將單向預(yù)浸漬布或纖維 定向鋪設(shè) 進(jìn)行模壓 適于成型單向強(qiáng)度要求高的制品 4 1概述 課件 第四章模壓成型 4 2模壓料 短纖維模壓料 4 2 1原料 短纖維增強(qiáng)材料 應(yīng)用最多的是玻璃纖維纖維長度30 50mm含量50 60 質(zhì)量比 樹脂基體材料 應(yīng)用最多的是酚醛樹脂 環(huán)氧樹脂 輔助材料 4 2 1原料 改善模壓料的工藝性 滿足制品的特殊性能要求 課件 第四章模壓成型 樹脂基體材料 有良好的流動特性 在室溫常壓下處于固體或半固體狀態(tài) 不沾手 在壓制條件下具有一定的流動性 使模壓料能均勻地充滿壓模模腔 適宜的固化速度 在固化時副產(chǎn)物少 體積收縮率小 工藝性好 如粘度易調(diào) 與各種溶劑互溶性好 易脫模等 滿足模壓制品特定的性能要求 4 2 1原料 要求 課件 第四章模壓成型 輔助材料 4 2 1原料 改善模壓料的工藝性 滿足制品的特殊性能要求 稀釋劑 玻璃纖維表面處理劑 致粘劑 脫模劑及顏料等 稀釋劑用于降低樹脂原始粘度 改進(jìn)樹脂備料工藝性能 玻璃纖維表面處理劑用于改進(jìn)樹脂與增強(qiáng)材料的粘結(jié)及其界面狀態(tài) 脫模劑分兩類 一類是外脫模劑如機(jī)油 硬脂酸 鹽 硅脂等 在壓制前預(yù)先涂覆在模具上 另一類是內(nèi)脫模劑 加入樹脂內(nèi) 如鎂酚醛樹脂中加入3 3 5 重量的油酸 以苯酚為基準(zhǔn) 等 課件 第四章模壓成型 纖維強(qiáng)度損失較大 比容大 模壓時裝模困難 模具需設(shè)計較大的裝料室并需采用多次預(yù)壓程序合模 勞動條件欠佳 4 2 2模壓料的制備及質(zhì)量控制 4 2 2模壓料的制備及質(zhì)量控制 優(yōu)點(diǎn) 短纖維模壓料呈混亂狀態(tài) 纖維無一定方向 模壓時流動性好 適宜制造形狀復(fù)雜的小型制品 缺點(diǎn) 課件 第四章模壓成型 工藝流程 樹脂調(diào)配 玻璃纖維 熱處理 切割 蓬松 混合 撕松 烘干 模壓料 4 2 2模壓料的制備及質(zhì)量控制 4 2 2 1短纖維模壓料的制備 可采用手工預(yù)混法或機(jī)械預(yù)混法 預(yù)混法 課件 第四章模壓成型 生產(chǎn)步驟 以鎂酚醛為例 設(shè)備 主要有纖維切割機(jī) 捏合機(jī) 撕松機(jī) 4 2 2模壓料的制備及質(zhì)量控制 玻璃纖維在180 下干燥處理40 60min 將烘干后的纖維切成30 50mm長度并使之疏松 按樹脂配方配成膠液 用工業(yè)酒精調(diào)配膠液密度1 0g cm3左右 按纖維 樹脂 55 45 質(zhì)量比 的比例將樹脂溶液和短切纖維充分混合 捏合后的預(yù)混料 逐漸加入撕松機(jī)中撕松 撕松后的預(yù)混料均勻鋪放在網(wǎng)格上晾置 預(yù)混料經(jīng)自然晾置后 在80 烘房中烘20 30min 進(jìn)一步驅(qū)除水分和揮發(fā)物 將烘干后的預(yù)混料裝入塑料袋中封閉待用 課件 第四章模壓成型 預(yù)浸法 4 2 2模壓料的制備及質(zhì)量控制 浸氈法 將短切玻璃纖維均勻撒在玻璃底布上 然后用玻璃面布覆蓋再使夾層通過浸膠 烘干 剪裁而制得 特點(diǎn) 短切纖維呈硬氈狀 使用方便 纖維強(qiáng)度損失稍小 模壓料中纖維的伸展性較好 適用于形狀簡單 厚度變化不大的薄壁大型模壓制品 但由于有兩層玻璃布的阻礙 樹脂對纖維的均勻快速滲透較困難 且需消耗大量玻璃布 成本增加 將玻璃纖維束整束通過浸膠 烘干 短切而制得 特點(diǎn) 纖維成束狀比較緊密 在備料過程中纖維強(qiáng)度損失較小 模壓料的流動性及料束之間的互溶性稍差 課件 第四章模壓成型 4 2 2 2短纖維模壓料的質(zhì)量控制 指標(biāo) 樹脂含量 揮發(fā)物含量 不溶性樹脂含量 幾種典型模壓料的質(zhì)量指標(biāo) 4 2 2模壓料的制備及質(zhì)量控制 課件 第四章模壓成型 影響模壓料質(zhì)量的主要因素 1 樹脂溶液粘度 降低膠液粘度有利于樹脂對纖維浸漬 并可減少捏合過程的纖維強(qiáng)度損失 粘度過低 在預(yù)混過程中會導(dǎo)致纖維離析 影響樹脂對纖維的粘結(jié) 4 2 2模壓料的制備及質(zhì)量控制 密度作為粘度控制指標(biāo)酚醛預(yù)混料樹脂膠液密度 1 00 1 025g cm3 課件 第四章模壓成型 2 纖維長度 過長 結(jié)團(tuán) 不利于捏合 過短 影響強(qiáng)度 機(jī)械預(yù)混 20 40mm 手工預(yù)混 30 50mm 3 浸漬時間 捏合時間 確保纖維均勻浸透前提下 盡可能縮短浸漬時間 因為捏合時間長 纖維強(qiáng)度損失大 且溶劑揮發(fā)過多增加撕松困難 4 2 2模壓料的制備及質(zhì)量控制 課件 第四章模壓成型 4 烘干條件 烘干溫度與時間是控制揮發(fā)物含量與不溶性樹脂含量的主要因素 快速固化酚醛預(yù)混料 80 20 30min 慢速固化酚醛預(yù)混料 80 50 70min 環(huán)氧酚醛預(yù)混料 80 20 40min 5 其它 捏合機(jī)結(jié)構(gòu)形式 撕松機(jī)結(jié)構(gòu)形式 轉(zhuǎn)速等對質(zhì)量控制也有影響 作業(yè) 1 簡述短纖維模壓料制備工藝流程 2 簡述樹脂溶液粘度對短纖維模壓料質(zhì)量的影響 4 2 2模壓料的制備及質(zhì)量控制 課件 第四章模壓成型 4 2 3模壓料的工藝性及其影響因素 模壓料的工藝性 流動性 收縮率 壓縮性 4 2 3 1模壓料的流動性 在一定溫度和壓力下模壓料充滿模腔的能力 流動性好 可選用較低成型溫度 壓力 較容易成型復(fù)雜制品 流動性過大 會導(dǎo)致樹脂流失或纖維局部聚集 制品性能下降 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 課件 第四章模壓成型 流動性差 需選用較高成型溫度 壓力 不易成型復(fù)雜制品 流動性過小 物料不能充滿模腔或局部缺料 無法成型 熱塑性聚合物 其流動性控制較簡單 溫度升高即可達(dá)到粘流狀態(tài) 使物料充滿模具 冷卻后即失去流動性 制品定型 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 課件 第四章模壓成型 熱固性聚合物 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 溫度 加熱一方面使物料熔融粘度降低 在壓力作用下產(chǎn)生流動 另一方面活性基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng) 粘度升高達(dá)到無限大 壓力 加壓一方面使物料流動產(chǎn)生剪切變形 大分子鏈發(fā)生局部取向及觸變效應(yīng)等導(dǎo)致聚合物粘度降低 另一方面 剪切作用增加了活性分子間的碰撞機(jī)會 降低了反應(yīng)活化能使交聯(lián)反應(yīng)速度增快 熔體粘度隨之增大 大多數(shù)交聯(lián)反應(yīng)是放熱反應(yīng) 系統(tǒng)溫度的升高加速了交聯(lián)固化過程 導(dǎo)致粘度更迅速增大 課件 第四章模壓成型 流動性 f T t 熱固性樹脂 剪切速率 T 溫度 t 時間 成型壓力 剪切速率 流動性 原因 壓力增加時 可提高聚合物剪切變形和剪切速率 使大分子鏈局部取向 以及部分分子鏈斷裂 分子量減小等因素導(dǎo)致流動性增加 1 壓力的影響 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 課件 第四章模壓成型 2 溫度的影響 在較低溫度范圍內(nèi)T 流動性 溫度繼續(xù)升高 流動性 原因 溫度對流動性的影響有極值點(diǎn) 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 溫度升高時 分子鏈活動能力增加 體積膨脹 分子間作用力減小 流動性增加 溫度繼續(xù)升高 聚合物交聯(lián)反應(yīng)加快 占居主導(dǎo)地位 流動性下降 課件 第四章模壓成型 溫度對熱固性聚合物流動性的綜合影響 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 在Tk以前 溫度對粘度的影響起主導(dǎo)作用 T 流動性 在Tk以后 聚合交聯(lián)反應(yīng)起主導(dǎo)作用 T 交聯(lián)速度 流動性 A 總的流動曲線 B 粘度對流動性影響曲線 C 固化速度對流動性影響曲線 模壓工藝中物料充滿模腔的適宜溫度 應(yīng)該在粘度最低點(diǎn)附近區(qū)域而又不引起迅速交聯(lián)反應(yīng)的溫度 課件 第四章模壓成型 原因 在固化前的一段時間內(nèi) 粘度對溫度敏感 隨時間增加 聚合物內(nèi)部溫度提高 粘度下降 流動性提高 過此之后聚合交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行 并且占據(jù)了主要地位 分子量迅速增加 流動性下降 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 3 加熱時間的影響 當(dāng)溫度 壓力一定時 加熱時間的影響十分顯著 在開始一段時間內(nèi)t 流動性 繼續(xù)延長時間 流動性 課件 第四章模壓成型 4 高聚物分子結(jié)構(gòu)的影響 a 分子量愈大 粘度愈大 粘度與分子量間的關(guān)系 0 剪切速度較低時的表觀粘度A 經(jīng)驗常數(shù)Mw 重均分子量 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 高聚物分子質(zhì)量大小分子鏈結(jié)構(gòu) 支化度 分子質(zhì)量分布 分子量愈大 一般鏈段愈多 不同鏈段向四面八方熱運(yùn)動 相互抵消的機(jī)會愈多 分子鏈重心的相對移動愈難 即粘度愈大 流動性愈差 課件 第四章模壓成型 i 剛性高分子流動性差 由于剛性高分子的鏈段長 因此流動困難 ii 分子量相同 支鏈愈多 愈短 粘度愈低 流動愈好 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 b 分子鏈結(jié)構(gòu) 課件 第四章模壓成型 c 高聚物分子量分布的影響 剪切速率小 分子量分布寬的比分子量分布窄的粘度高 剪切速率大 分子量分布寬的比分子量分布窄的粘度小 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 流動試驗曲線1 紙漿填充脲醛2 紙漿填充三聚腈胺甲醛3 木漿填充酚醛 課件 第四章模壓成型 5 其他 樹脂含量高 流動性大 過高影響產(chǎn)品質(zhì)量 增加產(chǎn)品成本 揮發(fā)份含量高 流動性大 含量過高 成型時樹脂大量流失 且產(chǎn)品收縮率大 易生產(chǎn)翹曲變形 含量過低 流動性顯著下降 成型困難 纖維長度短 流動性大 但增強(qiáng)效果差 模具光潔 流動性大 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 課件 第四章模壓成型 應(yīng)該指出 模壓料熔體只要求有合適的流動性 并不是流動性愈大愈好 流動性過大會產(chǎn)生一系列不良現(xiàn)象 如 合模時溢料過多 浪費(fèi)材料 纖維與樹脂離析 產(chǎn)品不同部位聚膠 貧膠和纖維分布不均 質(zhì)量不好 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 課件 第四章模壓成型 4 2 3 2模壓料的收縮性 模壓制品從模具脫出后尺寸減小的特性稱模壓料的收縮性 由制品的熱收縮 可逆收縮 和結(jié)構(gòu)收縮 化學(xué)收縮 不可逆收縮 組成 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 制品收縮的原因 熱收縮與結(jié)構(gòu) 化學(xué) 收縮 一般模壓料的線膨脹系數(shù)比模具材料大 制品脫模冷卻后的收縮率大于模具收縮率 使得制品尺寸小于模具尺寸 樹脂縮聚 或聚合 反應(yīng) 分子交聯(lián) 鏈段之間更加緊密 低分子逸出等引起的不可逆體積收縮 課件 第四章模壓成型 實際收縮率 計算收縮率 a 模具空腔或制品在壓制溫度下的尺寸 mmb 制品在室溫下的尺寸 mm 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 模具空腔或制品在壓制溫度下的尺寸與制品在室溫下尺寸之間的差值 室溫下模具空腔尺寸與制品尺寸之間的差值 c 模具空腔在室溫下的尺寸 mm 課件 第四章模壓成型 模壓料收縮的影響因素 1 原材料的影響 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 2 模具結(jié)構(gòu)和制品形狀的影響 3 成型工藝條件的影響 模壓料中樹脂和添加物的種類與含量 溫度制度與壓力制度的影響 課件 第四章模壓成型 1 原材料的影響 a 環(huán)氧樹脂比酚醛樹脂 聚酯樹脂的收縮率小 原因 環(huán)氧樹脂固化前密度比較大 固化過程中無小分子逸出 酚醛樹脂固化時有水分子逸出 聚酯樹脂固化前密度較小 固化時苯乙烯交聯(lián)劑單體轉(zhuǎn)化時 分子距離變化很大 因此收縮較大 另外部分苯乙烯逸出 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 課件 第四章模壓成型 b 模壓料中多加入纖維及填料可降低收縮率 加入熱塑性樹脂粉 填料 可顯著降低制品收縮 原因 玻纖及填料的收縮率遠(yuǎn)小于樹脂 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 c 模壓料中揮發(fā)物含量增高 制品收縮率增大 課件 第四章模壓成型 2 模具結(jié)構(gòu)和制品形狀的影響 模具剛度不夠 壓制時產(chǎn)生彈性變形會使制品比相應(yīng)模具尺寸增大 特別對較薄的制品 因此 要根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗考慮模具結(jié)構(gòu)的影響 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 課件 第四章模壓成型 3 成型工藝條件的影響 溫度制度與壓力制度的影響 1 保溫 保壓時間延長可減少收縮率 原因 使樹脂交聯(lián)密度增大 線膨脹系數(shù)減小 3 冷脫模比熱脫模收縮率小 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 2 一定范圍內(nèi)提高成型壓力可減少收縮率 原因 制品密實 減小了樹脂交聯(lián)時的收縮空隙 4 充分固化比固化不充分收縮率小 5 一般模壓溫度低收縮率低 課件 第四章模壓成型 4 2 3 3模壓料的壓縮性 壓縮比 模壓料和模壓制品比容的比值 即制品密度與模壓料密度的比值 4 2 3模壓料的工藝性及影響因素 壓縮比過大 即模壓料過于蓬松 給裝模帶來困難 且壓縮比大的模壓料需設(shè)計大的裝料室 不僅增加了模具質(zhì)量 也增大了熱量消耗 對于壓縮比太大的模壓料 一般需要采取預(yù)成型工藝 纖維狀的模壓料的壓縮比一般為6 10 課件 第四章模壓成型 4 3SMC成型工藝 4 3 1SMC的特點(diǎn)與種類 4 3 1 1SMC 片狀模塑料 SheetMoldingCompound 的特點(diǎn) SMC基本組成 不飽和聚酯樹脂 增稠劑 引發(fā)劑 交聯(lián)劑 低收縮添加劑 填料 內(nèi)脫模劑 著色劑等混合物浸漬短切玻纖粗紗或玻纖氈 兩表面加上保護(hù)膜 聚乙烯或聚丙烯薄膜 形成的片狀模壓成型材料 使用時除去薄膜 按尺寸裁剪 然后進(jìn)行模壓成型 4 3 1SMC的特點(diǎn)與種類 課件 第四章模壓成型 SMC具有的特點(diǎn) 1 制品的重現(xiàn)性好 SMC的制造不易受操作者和外界條件的影響2 加工制品操作處理方便 不粘手3 作業(yè)環(huán)境清潔 大大改善了勞衛(wèi)環(huán)境4 片材質(zhì)量均勻 適宜壓制截面變化不大的大型薄壁制品5 樹脂和玻璃纖維可以流動 可成型帶肋條和凸部的制品6 成型的制品表面光潔度高7 生產(chǎn)效率高 成型周期短 成本低 4 3 1SMC的特點(diǎn)與種類 課件 第四章模壓成型 4 3 1 2SMC的種類 BMC BulkMoldingCompound 塊狀模塑料 4 3 1SMC的特點(diǎn)與種類 改良了的預(yù)混塊狀成型材料 可用于壓制和擠出成型 與SMC區(qū)別 BMC纖維含量較低 長度較短 填料含量較大 因而BMC強(qiáng)度較SMC低 BMC適用于制造小型制品SMC用于生產(chǎn)大型薄壁制品 課件 第四章模壓成型 TMC 厚片狀模塑料 5 08cm厚 2英寸 4 3 1SMC的特點(diǎn)與種類 SMC 片狀模塑料 0 63cm厚 1 4英寸 厚度增大 纖維隨機(jī)分布 增強(qiáng)了物料混合效果 流動性提高 改善了浸透性 由于聚乙烯薄膜用量的減少 降低了模塑料成本 課件 第四章模壓成型 結(jié)構(gòu)SMC 4 3 1SMC的特點(diǎn)與種類 結(jié)構(gòu)SMC的纖維含量一般在50 以上 纖維含量高 纖維定向分布使強(qiáng)度得到很大改善 課件 第四章模壓成型 高強(qiáng)SMC HMC 幾乎沒有填料 纖維含量60 80 定向分布 短切 樹脂含量35 以下 XMC 幾乎沒有填料 纖維含量70 80 定向連續(xù)纖維 20 30 聚酯樹脂 4 3 1SMC的特點(diǎn)與種類 具有極好的流動性和成型表面 制品強(qiáng)度是普通SMC制品的3倍 制品在一定方向的強(qiáng)度為鋼材的4倍 質(zhì)量僅為鋼材的1 2 課件 第四章模壓成型 低收縮SMC LS SMC LomShrinkage SMC 滲透增稠SMC ITP SMC InterpeneteratingThickingProcess SMC 4 3 1SMC的特點(diǎn)與種類 采用低收縮樹脂或加入熱塑性低收縮添加劑制造 成品收縮可趨于零 適于制造尺寸精度高和表面光潔度高的制品 不需要普通SMC所需的專門熟化室 具有室溫下24小時不粘手的特點(diǎn) 制品具有高度剛性 耐沖擊性 尺寸穩(wěn)定性的特點(diǎn) 課件 第四章模壓成型 4 3 2SMC的組分及其性能 4 3 2 1不飽和聚酯樹脂 4 3 2SMC的組分及其性能 要求 1 低粘度 便于浸漬玻纖 2 易同增稠劑反應(yīng) 滿足增稠要求 3 固化迅速 提高生產(chǎn)效率 4 熱強(qiáng)度較高 保證脫模時制品不被損壞 5 有足夠的韌性 在制件發(fā)生某些變形時不致開裂 課件 第四章模壓成型 4 3 2 2交聯(lián)劑 引發(fā)劑 阻聚劑 降低樹脂的粘度 可與聚酯發(fā)生共聚反應(yīng) 使聚酯大分子通過交聯(lián)單體自聚的 鏈橋 而交聯(lián)固化 改善制品硬度 耐腐蝕性能等 4 3 2SMC的組分及其性能 1 交聯(lián)劑 常用的交聯(lián)劑 苯乙烯 甲基丙烯酸甲酯 鄰苯二甲酸二丙烯酯等 課件 第四章模壓成型 必須滿足的要求 貯存 操作安全 室溫下不分解 制得的SMC貯存期長 達(dá)到溫度時能迅速分解 交聯(lián) 價格便宜 4 3 2SMC的組分及其性能 引發(fā)劑的用量需進(jìn)行控制 用量過多 產(chǎn)物分子質(zhì)量較低 力學(xué)性能差 反應(yīng)速度過快 樹脂急劇固化收縮 制品容易開裂 用量過少 產(chǎn)品固化不足 2 引發(fā)劑 課件 第四章模壓成型 防止不飽和聚酯樹脂在室溫下交聯(lián)聚合 目的 延長貯存期 4 3 2SMC的組分及其性能 隨阻聚劑加入量增多凝膠時間增長 3 阻聚劑 課件 第四章模壓成型 4 3 2 3增稠劑 4 3 2SMC的組分及其性能 SMC在壓制成型 貯存 運(yùn)輸過程中均需要有較高的粘度 制備SMC時要求粘度低 浸漬纖維 粘度的提高通過增稠劑實現(xiàn) 通過增稠劑控制SMC從生產(chǎn)到使用全過程的粘度變化 課件 第四章模壓成型 4 3 2SMC的組分及其性能 1 增稠劑的選用原則 在制備時 要求粘度很低 以保證樹脂對玻璃纖維和填料的充分浸漬 當(dāng)纖維和填料被浸漬后 又要求粘度迅速增高 以適應(yīng)貯運(yùn)和模壓操作 增稠后的坯料 在模壓溫度下能迅速充滿模腔 并使樹脂與纖維不發(fā)生離析 增稠后的粘度 在貯存期內(nèi)必須穩(wěn)定在可模壓的范圍內(nèi) 增稠作用在生產(chǎn)中應(yīng)該有穩(wěn)定的重現(xiàn)性 課件 第四章模壓成型 理想增稠曲線1 浸漬階段 2 增稠階段 3 貯存階段 4 3 2SMC的組分及其性能 課件 第四章模壓成型 2 增稠劑的品種及使用 常用的增稠劑 IIA族金屬氧化物或氫氧化物 MgO Mg OH 2 CaO Ca OH 2 MgO增稠的效果 與MgO活性和加入量有很大的關(guān)系 4 3 2SMC的組分及其性能 應(yīng)用較廣的增稠劑特點(diǎn) 增稠速度快 短時間內(nèi)能達(dá)到最高粘度 MgO用量對不飽和聚酯增稠特性的影響 增加MgO用量會顯著降低SMC的耐水性 課件 第四章模壓成型 1 CaO3 8 Ca OH 22 9 2 CaO4 1 Ca OH 22 5 3 CaO4 6 Ca OH 22 1 4 CaO4 8 Ca OH 21 6 4 3 2SMC的組分及其性能 增稠劑復(fù)合使用增稠效果更好 CaO Ca OH 2 MgO CaO CaO Mg OH 2等 增稠劑用量一般在3 左右 CaO Ca OH 2增稠劑系統(tǒng)對樹脂的增稠特性 含6 Ca Ca OH 2決定系統(tǒng)的起始增稠特性 CaO決定系統(tǒng)能達(dá)到的最高粘度水平 總含鈣量一定時 CaO越多 初期增稠越緩慢 最終粘度越高 課件 第四章模壓成型 3 影響增稠效果的因素 除增稠劑類型和用量外 a 聚酯樹脂酸值的影響 增稠速度與樹脂酸值成比例 酸值為零時增稠劑無增稠效果 酸值愈高 增稠效果愈明顯 4 3 2SMC的組分及其性能 樹脂酸值對增稠速度的影響 課件 第四章模壓成型 b 增稠劑活性的影響 增稠劑活性愈高 增稠效果愈好 增稠劑貯存過程中活性下降 應(yīng)注意隔絕空氣 c 微量水分的影響 微量水分 0 1 0 8 對增稠初期 可提高增稠速度 若含1 以上的水分 則增稠效果變慢 4 3 2SMC的組分及其性能 樹脂增稠特性與含水量的關(guān)系 曲線上所注數(shù)字為樹脂糊系統(tǒng)中所含水分 課件 第四章模壓成型 d 溫度的影響 隨溫度升高 增稠速度加快 提高溫度可降低樹脂系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)增稠前的粘度 以利于樹脂糊的輸送和對纖維的浸漬 另一方面 較高的溫度能使浸漬后的系統(tǒng)粘度迅速增快并達(dá)到更高的增稠水平 4 3 2SMC的組分及其性能 樹脂增稠與溫度的關(guān)系 若縮短貯存SMC的啟用期 可將其在45 烘房內(nèi)進(jìn)行稠化 若延長貯存期 應(yīng)在較低的溫度 小于25 下存放 課件 第四章模壓成型 4 增稠機(jī)理 兩個階段 第一階段 金屬氧化物或氫氧化物與聚酯端基 COOH進(jìn)行酸堿反應(yīng) 生成堿式鹽 4 3 2SMC的組分及其性能 課件 第四章模壓成型 堿式鹽之間或與聚酯之間進(jìn)一步脫水使分子量成倍增加 4 3 2SMC的組分及其性能 MgO和MgOH的堿式鹽不進(jìn)行此脫水反應(yīng) CaO和CaOH堿式鹽可繼續(xù)進(jìn)行此脫水反應(yīng) 課件 第四章模壓成型 堿式鹽與聚酯分子中的酯基 氧原子 以配位鍵形成絡(luò)合物 4 3 2SMC的組分及其性能 第二階段 鎂鹽的絡(luò)合反應(yīng) 課件 第四章模壓成型 Ca鹽的絡(luò)合反應(yīng) 4 3 2SMC的組分及其性能 聚酯的分子量成倍提高 粘度上升而增稠 第一階段的反應(yīng)對于達(dá)到熟化粘度的時間有決定意義 是分子質(zhì)量提高和絡(luò)合反應(yīng)的基礎(chǔ) 第二階段反應(yīng)對于加速稠化 提高最終熟化粘度有重要作用 課件 第四章模壓成型 4 3 2 4低收縮添加劑 一般聚酯樹脂的固化收縮率為7 10 加入低收縮添加劑后可大幅度降低收縮率 使收縮率接近于零 還可使SMC制品表面光滑 無裂紋 低收縮添加劑均為熱塑性高分子聚合物一般摻量為5 左右 4 3 2SMC的組分及其性能 熱塑性聚合物的存在使固化時間延長 放熱峰溫度下降 對不飽和聚酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)起增速作用 降低了樹脂體系的強(qiáng)度 課件 第四章模壓成型 1 低收縮添加劑的作用機(jī)理 當(dāng)SMC在模具中加熱固化時 隨體系的溫度升高 樹脂發(fā)生熱膨脹 聚酯與苯乙烯開始發(fā)生聚合 相當(dāng)于其在熱塑性聚合物的內(nèi)壓力下進(jìn)行固化 因而在未發(fā)生收縮前就被固定下來了 即熱塑性樹脂熱膨脹力阻止了聚酯固化時的收縮 4 3 2SMC的組分及其性能 熱塑性樹脂固化稍遲 雖然聚合降溫時也發(fā)生收縮 但是此時周圍熱固性樹脂已經(jīng)固化 故只能形成局部微孔收縮而不能形成整體收縮 課件 第四章模壓成型 熱塑性聚合物加入到熱固性樹脂中的低收縮機(jī)理 樹脂受熱時膨脹 熱固性樹脂與熱塑性樹脂的固化時間不同 熱固性樹脂首先聚合固化 其在熱塑性樹脂的熱膨脹壓力下不能收縮 待溫度下降時 熱塑性樹脂固化收縮 而周圍的熱固性樹脂已固化定型 使得熱塑性樹脂只能在局部收縮造成微孔 而不會使整體收縮變形 4 3 2SMC的組分及其性能 課件 第四章模壓成型 普通不飽和聚酯樹脂與低收縮不飽和聚酯固化時的體積變化 4 3 2SMC的組分及其性能 課件 第四章模壓成型 2 低收縮添加劑的選擇 常見的低收縮添加劑 聚氯乙稀PVC 聚苯乙烯PS 聚乙烯PE 氯乙烯 醋酸乙烯共聚物PVAc 低收縮劑的種類 用量與線收縮率的關(guān)系1 氯醋共聚物 2 聚苯乙烯 3 聚乙烯 4 3 2SMC的組分及其性能 課件 第四章模壓成型 4 3 2 5無機(jī)填料 屬惰性物質(zhì) 作用 1 降低材料成本 2 改善制品性能 缺點(diǎn) 4 3 2SMC的組分及其性能 隨填料加入量增加 樹脂糊粘度增大 導(dǎo)致配料和浸漬作業(yè)困難 密度增大 課件 第四章模壓成型 1 填料的類型 硅酸鹽類 石棉 滑石粉 瓷土 氧化硅 硅藻土 火山灰 粉煤灰 玻璃微球等 碳酸鹽類 輕質(zhì)碳酸鈣 重質(zhì)碳酸鈣 硫酸鹽類 硫酸鋇 硫酸鈣 氧化物類 氧化鋁粉 鈦白粉等 4 3 2SMC的組分及其性能 課件 第四章模壓成型 2 填料的性能及選擇 性能指標(biāo) 細(xì)度 油吸附量 觸變性 細(xì)度 粒徑要求小于120 m 120目 88 m 170目 水泥細(xì)度 60 m 200目 顆粒太粗容易分離沉淀 太細(xì) 吸油率高 樹脂用量大 油吸附量 填料被亞麻仁油潤濕的質(zhì)量百分比 要求有較低的油吸附量 輕鈣3 油吸附量55 58 重鈣60 12 重鈣44 15 4 3 2SMC的組分及其性能 課件 第四章模壓成型 觸變性 當(dāng)物料受外力作用時 粘度顯著下降 而當(dāng)外力消除時粘度又逐漸恢復(fù)的特性 不宜選用觸變效應(yīng)高的填料 易使樹脂 纖維分離 綜上 選擇填料時應(yīng)考慮 1 比重低 2 吸油值低 3 不易腐蝕 4 成本低 5 易分散 不要求均一粒徑 6 無雜質(zhì) 色澤潔白 7 滿足制品性能要求 4 3 2SMC的組分及其性能 課件 第四章模壓成型 經(jīng)常選用的有 碳酸鈣 瓷土 吸油值低 流動性差 流動性好 不易染色 石棉 滑石粉 流動性好 吸油值高 4 3 2SMC的組分及其性能 課件 第四章模壓成型 4 3 2 6內(nèi)脫模劑 SMC成型工藝中 必須采用內(nèi)脫模劑 內(nèi)脫模機(jī)理 常用的內(nèi)脫模劑 硬脂酸硬酯酸鋅硬酯酸鈣硬酯酸鎂 熔點(diǎn) 70 133 150 145 用量 樹脂量的1 3 4 3 2SMC的組分及其性能 內(nèi)脫模劑是一些熔點(diǎn)比模制溫度稍低的化合物 與液態(tài)樹脂相溶 但與固化后的樹脂不相容 制品加熱成型時 脫模劑從內(nèi)部逸出到模壓料與模具接觸的界面處 融化并形成障礙 阻止粘著 達(dá)到脫模的目的 課件 第四章模壓成型 4 3 2 7增強(qiáng)材料 最常用的是短切玻纖和氈 其次還有石棉纖維 麻和其他纖維 纖維長度 40 50mm 含量 25 35 一般要求 易切割 易分散 浸漬性好 強(qiáng)度高等 4 3 2SMC的組分及其性能 課件 第四章模壓成型 4 3 2SMC的組分及其性能 1 什么是模壓料的收縮性 由哪幾種收縮組成 2 簡述MgO CaO對SMC的增稠機(jī)理 3 SMC低收縮添加劑的作用機(jī)理是什么 作業(yè) 課件 第四章模壓成型 4 3 3SMC生產(chǎn)工藝 4 3 3 1生產(chǎn)過程 4 3 3SMC的生產(chǎn)工藝 SMC生產(chǎn)工藝流程 樹脂糊制備 樹脂 固化劑 增稠劑 其它 低收縮添加劑 薄膜 粗紗 切割 沉降 浸漬 收卷 稠化 包裝 填料 SMC成型機(jī) 課件 第四章模壓成型 1 樹脂糊的制備及上糊操作 批混合法 設(shè)備造價低 適合于小批量生產(chǎn) 4 3 3SMC的生產(chǎn)工藝 將樹脂和除增稠劑外的各組分計量后先行混合 再通過計量和混合泵加入MgO增稠劑 保證了每批樹脂糊的增稠時間均一 優(yōu)點(diǎn) 樹脂糊的制備 批混合法和連續(xù)計量混合法 課件 第四章模壓成型 連續(xù)混合法 4 3 3SMC的生產(chǎn)工藝 樹脂糊分為兩部分單獨(dú)制備 然后通過計量裝置進(jìn)入靜態(tài)混合器 混合均勻后連續(xù)喂入到SMC成型機(jī)的上糊區(qū) 樹脂糊連續(xù)混料裝置示意圖 最終混料時間短 上糊時粘度比較穩(wěn)定 不會隨存放的時間而變化 但需用多個盛器 操作較復(fù)雜些 課件 第四章模壓成型 2 玻纖切割與沉降 切割 用三輥切割機(jī)切割 沉降 為使切短的纖維均勻地沉降到下薄膜上 可設(shè)置打紗器或吹入空氣 最后纖維靠自重沉降 4 3 3SMC的生產(chǎn)工藝 SMC機(jī)組用玻璃纖維三輥切割器1 連續(xù)玻璃纖維 2 橫動桿 3 支承桿 4 金屬輥 5 壓力輥 6 刀片 7 壓塊 8 切割輥 9 金屬輥 課件 第四章模壓成型 3 浸漬和壓實 浸漬 脫泡 壓實主要靠各種輥及片材自身所產(chǎn)生的彎曲 延伸 壓縮和揉捏等作用實現(xiàn) 4 3 3SMC的生產(chǎn)工藝 常用的有兩種結(jié)構(gòu) a 輥筒環(huán)槽壓輥式 有多對壓輥 壓輥的小輥 上輥 為環(huán)槽式 而且相鄰壓輥的環(huán)槽位置不同 造成片料的反復(fù)擠壓捏合 起到浸漬壓實的作用 b 彎曲雙帶式 靠兩條彎曲的牽引帶張力提供壓力 使片料反復(fù)彎曲捏合 起到浸漬壓實的目的 課件 第四章模壓成型 4 3 3SMC的生產(chǎn)工藝 4 收卷 當(dāng)片料通過浸漬壓實區(qū)后 用收卷裝置將其卷成一定質(zhì)量的卷 5 熟化與存放 熟化即提高片料的粘度 要求粘度達(dá)到模壓粘度范圍 室溫熟化 7 14天 40 熟化 24 36h 存放期限 室溫 15 3個月2 3 6個月 課件 第四章模壓成型 4 3 3 2SMC配方 考慮因素 三種SMC配方 一般型 耐腐蝕型 低收縮型 4 3 3SMC的生產(chǎn)工藝 制品性能 可模壓性 模壓時應(yīng)具有良好的均勻性和流動性 課件 第四章模壓成型 4 3 3 3工藝參數(shù)的確定 一般參數(shù) 幅寬 0 45 1 5m 由設(shè)備確定 厚度 1 3 6 4mm 纖維 含量25 35 長度12 50mm 聚乙烯薄膜厚度 0 05mm SMC單重 3 4kg m2樹脂糊粘度 10 50Pa S涂敷量 3 12kg min 4 3 3SMC的生產(chǎn)工藝 課件 第四章模壓成型 4 4模壓工藝 模壓成型工藝流程 4 4模壓工藝 模具預(yù)熱 脫模劑涂刷 料的稱量 料預(yù)熱成預(yù)成型 裝模 壓制 脫模 后處理 打底及輔助加工 檢驗 成品 壓制前準(zhǔn)備 壓制 課件 第四章模壓成型 4 4 1壓制前的準(zhǔn)備 1 片狀模塑料的質(zhì)量檢查 壓制前應(yīng)了解料的質(zhì)量 性能 配方 單重 增稠程度等 對質(zhì)量不好 纖維結(jié)團(tuán) 浸漬不良 樹脂積聚部分的料應(yīng)去除 4 4 1壓制前的準(zhǔn)備 2 剪裁 按制品結(jié)構(gòu)形狀 加料位置 流動性能 決定剪裁要求 片料多裁剪成長方形或圓形 按制品表面投影面積的40 80 來確定 課件 第四章模壓成型 3 模壓料預(yù)熱和預(yù)成型 預(yù)熱的目的 改善料的工藝性能 提高模壓料溫度 可縮短固化時間 降低成型壓力 提高產(chǎn)品性能 模壓料的預(yù)熱方法 加熱板預(yù)熱 紅外線預(yù)熱 電烘箱預(yù)熱 遠(yuǎn)紅外預(yù)熱及高頻預(yù)熱等 4 4 1壓制前的準(zhǔn)備 溫度易于控制 恒定 使用方便 但物料內(nèi)外受熱不均 最好應(yīng)具有熱鼓風(fēng)系統(tǒng) 溫度80 100 熱效率高 物料受熱均勻 溫度60 80 課件 第四章模壓成型 模壓料預(yù)成型 4 4 1壓制前的準(zhǔn)備 將模壓料在室溫下預(yù)先壓成與制品相似的形狀 然后再進(jìn)行壓制 預(yù)成型操作可縮短成型周期 提高生產(chǎn)效率及制品性能 課件 第四章模壓成型 4 裝料量的估算 裝料量等于模壓料制品的密度乘以體積 再加上3 5 的揮發(fā)物 毛刺等損耗 所以 裝料量等于制品的重量加上3 5 5 脫模劑選用 內(nèi)