SMC成型工艺课堂PPT

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1、 课件第四章 模压成型4.3 SMC成型工艺成型工艺4.3.1 SMC的特点与种类的特点与种类4.3.1.1 SMC(片状模塑料，片状模塑料，Sheet Molding Compound)的特点的特点 SMC基基本本组组成成：不不饱饱和和聚聚酯酯树树脂脂、增增稠稠剂剂、引引发发剂剂、交交联联剂剂、低低收收缩缩添添加加剂剂、填填料料、内内脱脱模模剂剂、着着色色剂剂等等混混合合物物浸浸渍渍短短切切玻玻纤纤粗粗纱纱或或玻玻纤纤毡毡，两两表表面面加加上上保保护护膜膜(聚聚乙乙烯烯或聚丙烯薄膜或聚丙烯薄膜)形成的片状模压成型材料。形成的片状模压成型材料。 使用时除去薄膜，按尺寸裁剪，然后进行模压成型。使

2、用时除去薄膜，按尺寸裁剪，然后进行模压成型。 4.3.1 SMC的的特特点点与与种种类类1 课件第四章 模压成型SMC具有的特点：具有的特点：1) 制制品品的的重重现现性性好好， SMC的的制制造造不不易易受受操操作作者者和和外外界界条条件件的影响的影响2) 加工制品操作处理方便，不粘手加工制品操作处理方便，不粘手3) 作业环境清洁，大大改善了劳卫环境作业环境清洁，大大改善了劳卫环境4) 片材质量均匀，适宜压制截面变化不大的大型薄壁制品片材质量均匀，适宜压制截面变化不大的大型薄壁制品5) 树脂和玻璃纤维可以流动，可成型带肋条和凸部的制品树脂和玻璃纤维可以流动，可成型带肋条和凸部的制品6) 成型

3、的制品表面光洁度高成型的制品表面光洁度高7) 生产效率高、成型周期短、成本低生产效率高、成型周期短、成本低4.3.1 SMC的的特特点点与与种种类类2 课件第四章 模压成型4.3.1.2 SMC的种类的种类BMCBulk Molding Compound，块状模塑料块状模塑料 4.3.1 SMC的的特特点点与与种种类类改良了的预混块状成型材料，可用于压制和挤出成型改良了的预混块状成型材料，可用于压制和挤出成型与与SMC区别：区别： BMC纤维含量较低，长度较短，填纤维含量较低，长度较短，填料含量较大，因而料含量较大，因而BMC强度较强度较SMC低。低。 BMC适用于制造小型制品适用于制造小型制

4、品 SMC用于生产大型薄壁制品用于生产大型薄壁制品3 课件第四章 模压成型TMC厚片状模塑料厚片状模塑料(5.08cm厚，厚，2英寸英寸) 4.3.1 SMC的的特特点点与与种种类类SMC片状模塑料片状模塑料(0.63cm厚，厚，1/4英寸英寸) 厚度增大，纤维随机分布，增强厚度增大，纤维随机分布，增强了物料混合效果，流动性提高，改善了物料混合效果，流动性提高，改善了浸透性。由于聚乙烯薄膜用量的减了浸透性。由于聚乙烯薄膜用量的减少，降低了模塑料成本。少，降低了模塑料成本。4 课件第四章 模压成型结构结构SMCSMCR (纤维不规则分布纤维不规则分布) SMCC (连续纤维单向分布连续纤维单向分

5、布) SMCD (不连续纤维定向分布不连续纤维定向分布) SMCC/R SMCD/R 4.3.1 SMC的的特特点点与与种种类类 结构结构SMC的纤维含量一般在的纤维含量一般在50%以上。纤维含量高，纤维定向分布使以上。纤维含量高，纤维定向分布使强度得到很大改善。强度得到很大改善。5 课件第四章 模压成型高强高强SMC HMC(几乎没有填料，纤维几乎没有填料，纤维含量含量6080%、定向分布、短、定向分布、短切，树脂含量切，树脂含量35%以下以下) XMC(几乎没有填料，纤维含几乎没有填料，纤维含量量7080%， 定向连续纤维，定向连续纤维，2030%聚酯树脂聚酯树脂) 4.3.1 SMC的的

6、特特点点与与种种类类具有极好的流动性具有极好的流动性和成型表面，制品和成型表面，制品强度是普通强度是普通SMC制制品的品的3倍。倍。制品在一定方向的制品在一定方向的强度为钢材的强度为钢材的4倍，倍，质量仅为钢材的质量仅为钢材的1/2。6 课件第四章 模压成型低收缩低收缩SMC LSSMC (Lom Shrinkage-SMC)渗透增稠渗透增稠SMC ITPSMC (Interpeneterating Thicking Process-SMC)4.3.1 SMC的的特特点点与与种种类类 采用低收缩树脂或加入热塑采用低收缩树脂或加入热塑性低收缩添加剂制造，成品收缩性低收缩添加剂制造，成品收缩可趋于

7、零。适于制造尺寸精度高可趋于零。适于制造尺寸精度高和表面光洁度高的制品。和表面光洁度高的制品。 不需要普通不需要普通SMC所需的专门熟化室，具所需的专门熟化室，具有室温下有室温下24小时不粘手的特点。制品具有高小时不粘手的特点。制品具有高度刚性、耐冲击性、尺寸稳定性的特点。度刚性、耐冲击性、尺寸稳定性的特点。7 课件第四章 模压成型4.3.2 SMC的组分及其性能的组分及其性能 4.3.2.1 不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能（1）低粘度，便于浸渍玻纤）低粘度，便于浸渍玻纤（2）易同增稠剂反应，满足增稠要求）易同增稠剂反应，满足增稠要求（3）固化迅速，

8、提高生产效率）固化迅速，提高生产效率（4）热强度较高，保证脱模时制品不被损坏）热强度较高，保证脱模时制品不被损坏（5）有足够的韧性，在制件发生某些变形时不致开裂）有足够的韧性，在制件发生某些变形时不致开裂8 课件第四章 模压成型4.3.2.2 交联剂、引发剂、阻聚剂交联剂、引发剂、阻聚剂 降降低低树树脂脂的的粘粘度度，可可与与聚聚酯酯发发生生共共聚聚反反应应，使使聚聚酯酯大大分分子子通通过过交交联联单单体体自自聚聚的的“链链桥桥”而而交交联固化，改善制品硬度、耐腐蚀性能等。联固化，改善制品硬度、耐腐蚀性能等。 4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能常用的交联剂常用的交联剂 苯乙烯、甲基

9、丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丙烯酯等。苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丙烯酯等。 9 课件第四章 模压成型必须满足的要求：必须满足的要求： 贮存、操作安全；室温下不分解；贮存、操作安全；室温下不分解；制得的制得的SMC贮存期长，达到温度时贮存期长，达到温度时能迅速分解、交联；价格便宜。能迅速分解、交联；价格便宜。4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能引发剂的用量需进行控制：引发剂的用量需进行控制： 用量过多：产物分子质量较低，力学性能差；反应用量过多：产物分子质量较低，力学性能差；反应速度过快，树脂急剧固化收缩，制品容易开裂。速度过快，树脂急剧固化收缩，制品容易开裂。 用量过少，产品固

10、化不足。用量过少，产品固化不足。 10 课件第四章 模压成型防止不饱和聚酯树脂在室温下交联聚合防止不饱和聚酯树脂在室温下交联聚合目的：目的： 延长贮存期延长贮存期 4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能随阻聚剂加入量增多凝胶时间增长随阻聚剂加入量增多凝胶时间增长 11 课件第四章 模压成型4.3.2.3 增稠剂增稠剂4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能 SMC在压制成型、贮存、运输在压制成型、贮存、运输过程中均需要有较高的粘度过程中均需要有较高的粘度(制备制备SMC时要求粘度低，浸渍纤维时要求粘度低，浸渍纤维)，粘，粘度的提高通过增稠剂实现。度的提高通过增稠剂实现。 通过增稠

11、剂控制通过增稠剂控制SMC从生产到从生产到使用全过程的粘度变化使用全过程的粘度变化12 课件第四章 模压成型4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能（1）增稠剂的选用原则）增稠剂的选用原则1)在在制制备备时时，要要求求粘粘度度很很低低，以以保保证证树树脂脂对对玻玻璃璃纤纤维维和填料的充分浸渍；和填料的充分浸渍；2)当当纤纤维维和和填填料料被被浸浸渍渍后后，又又要要求求粘粘度度迅迅速速增增高高，以以适应贮运和模压操作；适应贮运和模压操作；3)增增稠稠后后的的坯坯料料，在在模模压压温温度度下下能能迅迅速速充充满满模模腔腔，并并使树脂与纤维不发生离析；使树脂与纤维不发生离析；4)增增稠稠后后的

12、的粘粘度度，在在贮贮存存期期内内必必须须稳稳定定在在可可模模压压的的范范围内；围内；5)增稠作用在生产中应该有稳定的重现性。增稠作用在生产中应该有稳定的重现性。13 课件第四章 模压成型理想增稠曲线理想增稠曲线1浸渍阶段；浸渍阶段；2增稠阶段；增稠阶段；3贮存阶段贮存阶段4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能时间时间粘粘度度1 12 23 314 课件第四章 模压成型（2）增稠剂的品种及使用）增稠剂的品种及使用常用的增稠剂：常用的增稠剂： IIA族金属氧化物或氢氧化物：族金属氧化物或氢氧化物：MgO、 Mg(OH)2、 CaO、 Ca(OH)2 MgO增增稠稠的的效效果果，与与MgO活

13、活性性和和加入量有很大的关系。加入量有很大的关系。4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能应用较广的增稠剂应用较广的增稠剂特点：增稠速度快，短特点：增稠速度快，短时间内能达到最高粘度时间内能达到最高粘度MgO用量对不饱用量对不饱和聚酯增稠特性和聚酯增稠特性的影响的影响增加增加MgO用量会显著降低用量会显著降低SMC的耐水性的耐水性时间（时间（min） 60 120 180 粘粘度度（ Pa.S ） 10310210 1.0 MgO 10份份 5份份 2份份 1份份 15 课件第四章 模压成型1-CaO3.8%、 Ca(OH)22.9%;2-CaO4.1%、 Ca(OH)22.5%;3-C

14、aO4.6%、 Ca(OH)22.1%;4-CaO4.8%、 Ca(OH)21.6%;4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能增稠剂复合使用增稠效果更好：增稠剂复合使用增稠效果更好： CaO/Ca(OH)2； MgO/ CaO；CaO/Mg(OH)2等等增稠剂用量一般在增稠剂用量一般在3左右左右CaO/Ca(OH)2增稠剂系统对增稠剂系统对树脂的增稠特性树脂的增稠特性(含含6Ca)时间（时间（d） 0.1 1 10 100 粘粘度度（ Pa.S ） 10510410310210 1.0 1 2 3 4 Ca(OH)2决定系统的起始增稠决定系统的起始增稠特性，特性，CaO决定系统能达到的决

15、定系统能达到的最高粘度水平。总含钙量一定最高粘度水平。总含钙量一定时，时，CaO越多，初期增稠越缓越多，初期增稠越缓慢，最终粘度越高。慢，最终粘度越高。16 课件第四章 模压成型（3）影响增稠效果的因素）影响增稠效果的因素(除增稠剂类型和用量外除增稠剂类型和用量外)a、聚酯树脂酸值的影响、聚酯树脂酸值的影响 增增稠稠速速度度与与树树脂脂酸酸值值成成比比例例。酸酸值值为为零零时时增增稠稠剂剂无无增增稠稠效效果果，酸酸值值愈愈高高，增增稠稠效果愈明显。效果愈明显。4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能树脂酸值对增稠速度的影响树脂酸值对增稠速度的影响时间（时间（h） 10 20 30 40

16、50 60粘粘度度（ Pa.S ） 10510410310210 1.0 0酸值：酸值：29 6 0 17 课件第四章 模压成型b、增稠剂活性的影响、增稠剂活性的影响 增增稠稠剂剂活活性性愈愈高高，增增稠稠效效果果愈愈好好，增增稠稠剂贮存过程中活性下降，应注意隔绝空气。剂贮存过程中活性下降，应注意隔绝空气。 c、微量水分的影响、微量水分的影响微微量量水水分分(0.10.8)对对增增稠稠初初期期，可可提提高高增增稠稠速速度度。若若含含1以以上上的的水水分分，则则增稠效果变慢。增稠效果变慢。4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能树树脂脂增增稠稠特特性性与与含含水水量量的的关关系系(曲曲线线

17、上上所所注数字为树脂糊系统中所含水分注数字为树脂糊系统中所含水分)时间（时间（h） 0 2 4 6 8粘粘度度（ Pa.S ） 104 5 2103 5 2102 5 20 0.1 1.5 0 .30 .50 .751%18 课件第四章 模压成型d、温度的影响、温度的影响随温度升高，增稠速度加快随温度升高，增稠速度加快 提提高高温温度度可可降降低低树树脂脂系系统统发发生生化化学学增增稠稠前前的的粘粘度度，以以利利于于树树脂脂糊糊的的输输送送和和对对纤纤维维的的浸浸渍渍。另另一一方方面面，较较高高的的温温度度能能使使浸浸渍渍后后的的系系统统粘粘度度迅迅速速增增快快并达到更高的增稠水平。并达到更高

18、的增稠水平。4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能树脂增稠与温度的关系树脂增稠与温度的关系 若若缩缩短短贮贮存存SMC的的启启用用期期，可可将将其其在在45烘烘房房内内进进行行稠稠化化，若若延延长长贮贮存存期期，应应在在较较低低的的温温度度(小于小于25)下存放。下存放。 时间（时间（h） 0 1 2 3 4 5粘粘度度 x10 （ Pa.S ） 21055 25 3545 19 课件第四章 模压成型（4）增稠机理）增稠机理 两个阶段两个阶段第一阶段第一阶段金金属属氧氧化化物物或或氢氢氧氧化化物物与与聚聚酯酯端端基基COOH进行酸碱反应，生成碱式盐。进行酸碱反应，生成碱式盐。4.3.2

19、 SMC的的组组分分及及其其性性能能20 课件第四章 模压成型碱式盐之间或与聚酯之间进一步脱水使分子量成倍增加碱式盐之间或与聚酯之间进一步脱水使分子量成倍增加4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能MgO和和MgOH的碱式盐不进行此脱水反应，的碱式盐不进行此脱水反应，CaO和和CaOH碱式盐可继续进行此脱水反应。碱式盐可继续进行此脱水反应。21 课件第四章 模压成型 碱碱式式盐盐与与聚聚酯酯分分子子中中的的酯酯基基(氧原子氧原子)以配位键形成络合物以配位键形成络合物4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能第二阶段第二阶段镁盐的络合反应镁盐的络合反应22 课件第四章 模压成型Ca盐的

20、络合反应盐的络合反应 4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能聚酯的分子量成倍提高，粘度上升而增稠。聚酯的分子量成倍提高，粘度上升而增稠。 第一阶段的反应对于达到熟化粘度的时间有决定第一阶段的反应对于达到熟化粘度的时间有决定意义，是分子质量提高和络合反应的基础。意义，是分子质量提高和络合反应的基础。第二阶段反应对于加速稠化，提高最终熟化粘度第二阶段反应对于加速稠化，提高最终熟化粘度有重要作用。有重要作用。 23 课件第四章 模压成型4.3.2.4 低收缩添加剂低收缩添加剂 一一般般聚聚酯酯树树脂脂的的固固化化收收缩缩率率为为710，加加入入低低收收缩缩添添加加剂剂后后可可大大幅幅度度降降

21、低低收收缩缩率率，使使收收缩缩率率接近于零，还可使接近于零，还可使SMC制品表面光滑、无裂纹。制品表面光滑、无裂纹。 低收缩添加剂均为热塑性高分子聚合物低收缩添加剂均为热塑性高分子聚合物一般掺量为一般掺量为5左右左右4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能 热塑性聚合物的存在使固化时间延长，热塑性聚合物的存在使固化时间延长，放热峰温度下降，对不饱和聚酯交联网络起放热峰温度下降，对不饱和聚酯交联网络起增速作用，降低了树脂体系的强度。增速作用，降低了树脂体系的强度。24 课件第四章 模压成型（1）低收缩添加剂的作用机理）低收缩添加剂的作用机理 当SMC在模具中加热固化时，随体系的温度升高，树

22、脂发生热膨胀，聚酯与苯乙烯开始发生聚合，相当于其在热塑性聚合物的内压力下进行固化，因而在未发生收缩前就被固定下来了。即热塑性树脂热膨胀力阻止了聚酯固化时的收缩。4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能 热塑性树脂固化稍迟，虽然聚合降温时也发生收缩，但是此时周围热固性树脂已经固化，故只能形成局部微孔收缩而不能形成整体收缩。25 课件第四章 模压成型热塑性聚合物加入到热固性树脂中的低收缩机理：热塑性聚合物加入到热固性树脂中的低收缩机理： 树树脂脂受受热热时时膨膨胀胀，热热固固性性树树脂脂与与热热塑塑性性树树脂脂的的固固化化时时间间不不同同，热热固固性性树树脂脂首首先先聚聚合合固固化化，其其在

23、在热热塑塑性性树树脂脂的的热热膨膨胀胀压压力力下下不不能能收收缩缩；待待温温度度下下降降时时，热热塑塑性性树树脂脂固固化化收收缩缩，而而周周围围的的热热固固性性树树脂脂已已固固化化定定型型，使使得得热热塑塑性性树树脂脂只只能能在在局局部部收收缩造成微孔，而不会使整体收缩变形。缩造成微孔，而不会使整体收缩变形。 4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能26 课件第四章 模压成型普通不饱和聚酯树脂与低收缩不饱和聚酯固化时的体积变化普通不饱和聚酯树脂与低收缩不饱和聚酯固化时的体积变化4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能固化结束（141)热收缩最终体积树脂膨胀2.8树脂收缩7.1最终体

24、积冷却固化收缩和热收缩（141)热膨胀初期体积27 课件第四章 模压成型（2）低收缩添加剂的选择）低收缩添加剂的选择常见的低收缩添加剂：常见的低收缩添加剂：聚氯乙稀聚氯乙稀 PVC；聚苯乙烯；聚苯乙烯 PS ；聚乙烯聚乙烯 PE；氯乙烯醋酸乙烯共聚物；氯乙烯醋酸乙烯共聚物 PVAc低低收收缩缩剂剂的的种种类类、用用量量与与线线收收缩缩率的关系率的关系1氯氯醋醋共共聚聚物物；2聚聚苯苯乙乙烯烯；3聚乙烯聚乙烯4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能添加量（重量份添加量（重量份） 15 20 25 30 线线收收缩缩率率 0.250.200.16 0.01 3 1 228 课件第四章 模压成

25、型4.3.2.5 无机填料无机填料属惰性物质属惰性物质作用：作用：1、降低材料成本；、降低材料成本；2、改善制品性能。、改善制品性能。缺点：缺点：4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能随填料加入量增加，树脂糊粘度随填料加入量增加，树脂糊粘度增大，导致配料和浸渍作业困难，增大，导致配料和浸渍作业困难，密度增大。密度增大。29 课件第四章 模压成型（1）填料的类型）填料的类型 硅酸盐类：硅酸盐类： 石石棉棉、滑滑石石粉粉、瓷瓷土土、氧氧化化硅硅、硅硅藻藻土土、火山灰、粉煤灰、玻璃微球等。火山灰、粉煤灰、玻璃微球等。 碳酸盐类：碳酸盐类： 轻质碳酸钙、重质碳酸钙。轻质碳酸钙、重质碳酸钙。 硫

26、酸盐类：硫酸盐类： 硫酸钡、硫酸钙。硫酸钡、硫酸钙。 氧化物类：氧化物类： 氧化铝粉、钛白粉等。氧化铝粉、钛白粉等。 4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能30 课件第四章 模压成型（2）填料的性能及选择）填料的性能及选择性能指标：性能指标： 细度、油吸附量、触变性。细度、油吸附量、触变性。 细度：细度： 粒径要求粒径要求小于小于120m（120目）。目）。 88m（170目，水泥细度）目，水泥细度）60m（200目）目）颗粒太粗容易分离沉淀；太细、吸油率高，树脂用量大。颗粒太粗容易分离沉淀；太细、吸油率高，树脂用量大。 油吸附量：油吸附量： 填料被亚麻仁油润湿的质量百分比。填料被亚麻

27、仁油润湿的质量百分比。 要求有较低的油吸附量。要求有较低的油吸附量。 轻钙轻钙 3 油吸附量油吸附量 5558重钙重钙 60 12重钙重钙 44 154.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能31 课件第四章 模压成型触变性：触变性： 当物料受外力作用时，粘度显著下降，而当当物料受外力作用时，粘度显著下降，而当外力消除时粘度又逐渐恢复的特性。外力消除时粘度又逐渐恢复的特性。 不宜选用触变效应高的填料不宜选用触变效应高的填料,（易使树脂、纤维分离）。（易使树脂、纤维分离）。综上，选择填料时应考虑：综上，选择填料时应考虑： （1）比重低）比重低 ;（2）吸油值低）吸油值低;（3）不易腐蚀）不易

28、腐蚀;（4）成本低）成本低;（5）易分散，不要求均一粒径）易分散，不要求均一粒径;（6）无杂质，色泽洁白；）无杂质，色泽洁白；（7）满足制品性能要求。）满足制品性能要求。4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能32 课件第四章 模压成型经常选用的有：经常选用的有：碳酸钙碳酸钙 瓷土瓷土 吸油值低，吸油值低，流动性差流动性差流动性好，流动性好，不易染色不易染色 石棉，滑石粉石棉，滑石粉 流动性好，吸油值高。流动性好，吸油值高。 4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能33 课件第四章 模压成型4.3.2.6 内脱模剂内脱模剂SMC成型工艺中，必须采用内脱模剂。成型工艺中，必须采用内脱

29、模剂。内脱模内脱模机理：机理： 常用的内脱模剂：常用的内脱模剂： 硬脂酸硬脂酸 硬酯酸锌硬酯酸锌 硬酯酸钙硬酯酸钙 硬酯酸镁硬酯酸镁熔点：熔点： 70 133 150 145 用量：用量： 树脂量的树脂量的13 4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能 内脱模剂是一些熔点比模制温度稍低的化内脱模剂是一些熔点比模制温度稍低的化合物。与液态树脂相溶，但与固化后的树脂不合物。与液态树脂相溶，但与固化后的树脂不相容。制品加热成型时，脱模剂从内部逸出到相容。制品加热成型时，脱模剂从内部逸出到模压料与模具接触的界面处，融化并形成障碍，模压料与模具接触的界面处，融化并形成障碍，阻止粘着，达到脱模的目的

30、。阻止粘着，达到脱模的目的。34 课件第四章 模压成型4.3.2.7 增强材料增强材料 最最常常用用的的是是短短切切玻玻纤纤和和毡毡，其其次次还还有有石石棉棉纤纤维维、麻和其他纤维麻和其他纤维纤维长度：纤维长度： 4050mm 含量：含量： 2535 一般要求：一般要求： 易切割、易分散、浸渍性好、强度高等。易切割、易分散、浸渍性好、强度高等。 4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能35 课件第四章 模压成型4.3.2 SMC的的组组分分及及其其性性能能1. 什么是模压料的收缩性？由哪几种收缩组成？什么是模压料的收缩性？由哪几种收缩组成？2. 简述简述MgO、CaO对对SMC的增稠机理

31、。的增稠机理。3. SMC低收缩添加剂的作用机理是什么？低收缩添加剂的作用机理是什么？作业：作业：36 课件第四章 模压成型4.3.3 SMC生产工艺生产工艺 4.3.3.1 生产过程生产过程4.3.3 SMC的的生生产产工工艺艺SMC生产工艺流程生产工艺流程树脂糊制备树脂糊制备树脂树脂固化剂固化剂增稠剂增稠剂其它其它低收缩添加剂低收缩添加剂薄膜薄膜粗纱粗纱切割切割沉降沉降浸渍浸渍收卷收卷稠化稠化包装包装填料填料SMC成型机成型机37 课件第四章 模压成型（1）树脂糊的制备及上糊操作）树脂糊的制备及上糊操作批混合法批混合法 设备造价低，适合于小批量生产设备造价低，适合于小批量生产4.3.3 S

32、MC的的生生产产工工艺艺将树脂和除增稠剂外的各组分计将树脂和除增稠剂外的各组分计量后先行混合，再通过计量和混量后先行混合，再通过计量和混合泵加入合泵加入MgO增稠剂，保证了增稠剂，保证了每批树脂糊的增稠时间均一。每批树脂糊的增稠时间均一。优点优点 树脂糊的制备：批混合法和连续计量混合法树脂糊的制备：批混合法和连续计量混合法 38 课件第四章 模压成型连续混合法连续混合法4.3.3 SMC的的生生产产工工艺艺树脂糊分为两部分单独制备，树脂糊分为两部分单独制备，然后通过计量装置进入静态混然后通过计量装置进入静态混合器。混合均匀后连续喂入到合器。混合均匀后连续喂入到SMC成型机的上糊区。成型机的上糊

33、区。树脂糊连续混料装置示意图树脂糊连续混料装置示意图最终混料时间短，上糊时粘最终混料时间短，上糊时粘度比较稳定，不会随存放的度比较稳定，不会随存放的时间而变化，但需用多个盛时间而变化，但需用多个盛器，操作较复杂些。器，操作较复杂些。39 课件第四章 模压成型（2）玻纤切割与沉降）玻纤切割与沉降切割切割 用三辊切割机切割用三辊切割机切割沉降沉降 为为使使切切短短的的纤纤维维均均匀匀地地沉沉降降到到下下薄薄膜膜上上，可可设设置置打打纱纱器器或或吹吹入入空空气气，最最后后纤纤维维靠靠自重沉降。自重沉降。 4.3.3 SMC的的生生产产工工艺艺SMC机组用玻璃纤维三辊切割器机组用玻璃纤维三辊切割器1连

34、续玻璃纤维；连续玻璃纤维；2横动杆；横动杆；3支承杆；支承杆；4金属辊；金属辊；5压力辊；压力辊；6刀片；刀片；7压块；压块；8切割辊；切割辊；9金属辊金属辊40 课件第四章 模压成型（3）浸渍和压实）浸渍和压实浸渍、脱泡、压实主要靠各种辊及片材自身所浸渍、脱泡、压实主要靠各种辊及片材自身所产生的弯曲、延伸、压缩和揉捏等作用实现。产生的弯曲、延伸、压缩和揉捏等作用实现。4.3.3 SMC的的生生产产工工艺艺常用的有两种结构：常用的有两种结构：a、辊筒环槽压辊式、辊筒环槽压辊式 有多对压辊，压辊的小辊（上辊）为环槽式，而有多对压辊，压辊的小辊（上辊）为环槽式，而且相邻压辊的环槽位置不同，造成片料

35、的反复挤压捏且相邻压辊的环槽位置不同，造成片料的反复挤压捏合，起到浸渍压实的作用。合，起到浸渍压实的作用。 b、弯曲双带式、弯曲双带式 靠靠两两条条弯弯曲曲的的牵牵引引带带张张力力提提供供压压力力。使使片片料料反反复弯曲捏合，起到浸渍压实的目的。复弯曲捏合，起到浸渍压实的目的。41 课件第四章 模压成型4.3.3 SMC的的生生产产工工艺艺（4）收卷）收卷 当当片片料料通通过过浸浸渍渍压压实实区区后后，用用收卷装置将其卷成一定质量的卷。收卷装置将其卷成一定质量的卷。 （5）熟化与存放）熟化与存放熟化即提高片料的粘度，要求粘度达到模压粘度范围熟化即提高片料的粘度，要求粘度达到模压粘度范围室温熟化

36、：室温熟化：714天；天；40熟化：熟化：2436h。存放期限：存放期限：室温室温(15)：3个月个月 23：6个月个月 42 课件第四章 模压成型4.3.3.2 SMC配方配方考虑因素：考虑因素：三种三种SMC配方：配方： 一般型；耐腐蚀型；低收缩型。一般型；耐腐蚀型；低收缩型。 4.3.3 SMC的的生生产产工工艺艺制品性能制品性能可模压性可模压性模压时应具有模压时应具有良好的均匀性良好的均匀性和流动性和流动性43 课件第四章 模压成型4.3.3.3 工艺参数的确定工艺参数的确定一般参数一般参数幅宽：幅宽：0.451.5m，由设备确定，由设备确定厚度厚度: 1.36.4mm纤维：含量纤维：

37、含量2535，长度，长度1250mm聚乙烯薄膜厚度：聚乙烯薄膜厚度：0.05mmSMC单重：单重： 34kg/m2树脂糊粘度：树脂糊粘度： 1050Pa.S涂敷量：涂敷量： 312kg/min4.3.3 SMC的的生生产产工工艺艺44 课件第四章 模压成型4.4 模压工艺模压工艺模压成型工艺流程模压成型工艺流程 4.4 模模压压工工艺艺模具预热模具预热脱模剂涂刷脱模剂涂刷料的称量料的称量料预热料预热成预成型成预成型装模装模压制压制脱模脱模后处理后处理打底及辅打底及辅助加工助加工检验检验成品成品压制前准备压制前准备压制压制45 课件第四章 模压成型4.4.1 压制前的准备压制前的准备(1)片状模

38、塑料的质量检查片状模塑料的质量检查 压压制制前前应应了了解解料料的的质质量量、性性能能、配配方方、单单重重、增增稠稠程程度度等等，对对质质量量不不好好、纤纤维维结结团团、浸渍不良、树脂积聚部分的料应去除。浸渍不良、树脂积聚部分的料应去除。4.4.1 压压制制前前的的准准备备(2)剪裁剪裁 按制品结构形状、加料位置、流动性能，按制品结构形状、加料位置、流动性能，决定剪裁要求，片料多裁剪成长方形或圆形，决定剪裁要求，片料多裁剪成长方形或圆形，按制品表面投影面积的按制品表面投影面积的4080%来确定。来确定。46 课件第四章 模压成型(3) 模压料预热和预成型模压料预热和预成型预热的目的：预热的目的

39、： 改改善善料料的的工工艺艺性性能能；提提高高模模压压料料温温度度，可可缩缩短短固固化化时时间间，降降低成型压力，提高产品性能。低成型压力，提高产品性能。 模模压压料料的的预预热热方方法法：加加热热板板预预热热、红红外外线线预预热热、电烘箱预热、远红外预热及高频预热等。电烘箱预热、远红外预热及高频预热等。4.4.1 压压制制前前的的准准备备温度易于控制、恒定、使温度易于控制、恒定、使用方便，但物料内外受热用方便，但物料内外受热不均，最好应具有热鼓风不均，最好应具有热鼓风系统。温度系统。温度80100。热效率高，物料受热热效率高，物料受热均匀。温度均匀。温度6080。47 课件第四章 模压成型模

40、压料预成型模压料预成型4.4.1 压压制制前前的的准准备备 将模压料在室温下预先压成与制品相似的将模压料在室温下预先压成与制品相似的形状，然后再进行压制。形状，然后再进行压制。 预成型操作可缩短成型周期，提高生产效预成型操作可缩短成型周期，提高生产效率及制品性能。率及制品性能。48 课件第四章 模压成型(4) 装料量的估算装料量的估算 装装料料量量等等于于模模压压料料制制品品的的密密度度乘乘以以体体积积，再再加加上上35%的挥发物、毛刺等损耗。的挥发物、毛刺等损耗。所以，装料量等于制品的重量加上所以，装料量等于制品的重量加上35。(5) 脱模剂选用脱模剂选用内、外脱模剂结合使用。内、外脱模剂结

41、合使用。 内脱模剂：内脱模剂： 硬脂酸、油酸、石蜡等；硬脂酸、油酸、石蜡等； 外脱模剂：外脱模剂： 硅酯、硅油等。硅酯、硅油等。 4.4.1 压压制制前前的的准准备备49 课件第四章 模压成型4.4.2 模压工艺参数模压工艺参数压制制度：压制制度： 温度制度、压力制度。温度制度、压力制度。 4.4.2.1 温度制度温度制度加温的作用：加温的作用： 增增加加分分子子热热运运动动和和分分子子间间化化学学反反应应的的能能力，促使树脂塑化和固化。力，促使树脂塑化和固化。 装模温度装模温度 升温速度升温速度 最高模压温度最高模压温度 恒温时间恒温时间 降温速度降温速度 后固化温度后固化温度4.4.2 模

42、模压压工工艺艺参参数数50 课件第四章 模压成型（1）装模温度）装模温度 一一定定的的装装模模温温度度，有有利利于于赶赶出出低低分分子子物物和和使使物物料料流流动动，但但此此温温度不应使物料发生明显的化学变化。度不应使物料发生明显的化学变化。 模模压压料料的的挥挥发发物物含含量量高高，不不熔熔性性树树脂脂含含量量低低时时，装装模模温温度度应应较较低低，反之装模温度应较高。反之装模温度应较高。4.4.2 模模压压工工艺艺参参数数物料放入模腔时模具的温度物料放入模腔时模具的温度51 课件第四章 模压成型（2）升温速度）升温速度 对对快快速速模模压压不不存存在在升升温温速速度度问问题题，压制温度与装

43、模温度相同。压制温度与装模温度相同。 对慢速模压制品：升温速度对慢速模压制品：升温速度0.52/min 尤尤其其是是对对于于较较厚厚的的制制品品，由由于于模模压压料料的的导导热热性性能能较较差差，升升温温过过快快时时，会会使使固固化化不不均均匀匀，产产生生内内应应力力，甚甚至至可可能能导导致致与与热热源源接接触触部部位位的的物物料料先先固固化化，因因而而限限定定内内部部未未固固化化物物流流的的流流动动，不不能能充充满满模模腔腔，造成废品。升温过慢降低生产效率。造成废品。升温过慢降低生产效率。4.4.2 模模压压工工艺艺参参数数由装模温度到由装模温度到最高压制温度最高压制温度的升温速率的升温速率

44、52 课件第四章 模压成型（3）最高模压温度）最高模压温度 根根据据树树脂脂的的放放热热曲曲线线来来确确定定的的，看看其其在在什什么温度下基本完成固化，此温度即模压温度。么温度下基本完成固化，此温度即模压温度。测试方法：差热分析；差示扫描量热仪。测试方法：差热分析；差示扫描量热仪。4.4.2 模模压压工工艺艺参参数数（4）保温时间）保温时间目的是使制品完全固化，并消除内应力。目的是使制品完全固化，并消除内应力。 取决于：取决于： 反应固化时间反应固化时间(模压料的种类模压料的种类)热量传递的时间热量传递的时间(模压料的种类制品结构模压料的种类制品结构尺寸、加热装置的热效率、环境温度尺寸、加热装

45、置的热效率、环境温度) 53 课件第四章 模压成型（5）后固化处理）后固化处理 一一般般制制品品脱脱模模后后在在烘烘箱箱内内进进行行后后固固化化处处理理，目目的的是提高制品的固化反应程度。是提高制品的固化反应程度。 后后固固化化温温度度不不可可过过高高，时时间间不不可可过过长长，以以免免制制品品热老化，使性能下降。热老化，使性能下降。4.4.2 模模压压工工艺艺参参数数酚醛模塑料制品后处理实验酚醛模塑料制品后处理实验54 课件第四章 模压成型4.4.2.2 压力制度压力制度 成型压力、加压时机、放气等成型压力、加压时机、放气等（1）成型压力）成型压力取决于：取决于： 模压料的种类、质量指标；制

46、品的结构形状尺寸模压料的种类、质量指标；制品的结构形状尺寸4.4.2 模模压压工工艺艺参参数数 克服模压料的内摩擦及克服模压料的内摩擦及物料与模腔间的外摩擦，使物料与模腔间的外摩擦，使物料充满模腔；克服物料挥物料充满模腔；克服物料挥发物的抵抗力及压紧制品以发物的抵抗力及压紧制品以保证精确的形状和尺寸。保证精确的形状和尺寸。薄壁制品比厚壁制品的成型压力大；薄壁制品比厚壁制品的成型压力大；圆柱型制品比圆锥型制品的成型压力大；圆柱型制品比圆锥型制品的成型压力大；复杂结构制品比简单结构制品的成型压力大；复杂结构制品比简单结构制品的成型压力大；模压料流动方向与模具移动方向相反比相同时的成型压力大模压料流

47、动方向与模具移动方向相反比相同时的成型压力大55 课件第四章 模压成型（2）加压时机）加压时机 合理选用加压时机是保证产品质量的关键之一。合理选用加压时机是保证产品质量的关键之一。 快速模压工艺不存在加压时机问题快速模压工艺不存在加压时机问题 对对普普通通模模压压，加加压压过过早早，树树脂脂反反应应程程度度低低，分分子子量量小小，容容易易造造成成树树脂脂与与纤纤维维离离析析；加加压压过过晚晚，树树脂脂反反应应程程度度过过高高，分分子子量量急急剧剧增增大大，粘粘度过大，流动性差，不易充满模腔。度过大，流动性差，不易充满模腔。 最佳加压时机应在树脂激烈反应最佳加压时机应在树脂激烈反应(放出大量气体

48、放出大量气体)之前之前 4.4.2 模模压压工工艺艺参参数数56 课件第四章 模压成型a、凭经验，树脂开始拉丝时即为加压时机；、凭经验，树脂开始拉丝时即为加压时机； b、根根据据温温度度指指示示，接接近近树树脂脂凝凝胶胶温温度度时时进进行行加加压压(凝凝胶温度可用胶温度可用DSC测定，即差示扫描量热仪确定测定，即差示扫描量热仪确定)；c、按树脂固化反应时气体释放量确立加压时机、按树脂固化反应时气体释放量确立加压时机4.4.2 模模压压工工艺艺参参数数确定方法：确定方法： 57 课件第四章 模压成型（3）放气充模）放气充模(适用于快速模压成型适用于快速模压成型) 由由于于在在压压制制过过程程中中会会产产生生大大量量的的挥挥发发性性气气体体，特特别别在在快快速速模模压压制制品品工工艺艺中中，如如不不采采取取适适当当的的放放气气措措施施，会使制品产生气泡，分层等缺陷。会使制品产生气泡，分层等缺陷。 在在快快速速压压制制工工艺艺中中都都必必须须采采取取放放气气措措施施。即即压压力力上上升升到到一一定定值值后后，随随即即卸卸压压抬抬模模放放气气，再再次次加加压压、放放气，反复几次。气，反复几次。4.4.2 模模压压工工艺艺参参数数58