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在BMC模塑料的配制工艺过程---影响混料过程的因素

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-03-27  来源:FRPAPP  浏览次数:257

下面就影响混合过程的一些主要因素作一简要的讨论。
     (1)树脂体系的黏度  树脂体系的黏度要控制在一定的范围内,以使其对增强材料的离析倾向产生最小的影响。就成型过程而言,为防止因某一组分优先流动而导致制品产生空穴和不均匀性的现象,树脂体系应有较高的黏度。但是从混合过程来说,过高的黏度会造成制品的拉伸和冲击强度急剧下降。因此,树脂体系的黏度应在以上两方面取得适当的平衡。
      树脂的原始黏度对混合性能有很大的影响。对乙烯基甲苯改性聚酯树脂而言,当其黏度为25Pa·s时,对混合过程最为有利,而且单体挥发分小,可在较高的温度(154'C)下成型。
     (2)填料  矿物填料的类型及用量可以调节树脂体系的黏度及成型时的流动特性。填料的吸油值是一个重要的性质,而且填料类型、形状对制品性能的影响,在混合过程中也应加以考虑。填料的水分含量应保持在1%以下。
    (3)增强材料  剑麻型预混料能获得比玻璃纤维型预混料高得多的黏度,且制品空隙率低、表面光洁、不易产生纤维离析。石棉型预混料不易受混合方法和混合时间变化的影响,机械强度和低的吸水率,但在混合过程中容易产生纤维离析现象。为减弱这种倾向,混合器的桨与混合室壁的间隙至少不少于6.4mm,混合时间一般在3-4min以内。另外,采用快速浸润但含有不溶解型浸润剂的高集束型玻璃纤维(HSI型玻璃纤维),在混合过程中能保持良好的集束,并且所制得的预混料的拉伸强度,特别是在熔接线区的强度能比普通玻璃纤维预混料的强度提高近50%。中等集束性玻璃纤维可用于配制低玻璃纤维含量(约3%-10%)的预混料。它的优点是纤维的损伤较少,但制品表面质量及成型性差。当配制高玻璃纤维含量(达35%)的预混料时,由于需要较长的混合时间,因此,须迅速,均匀的加入,以防止先加入的玻璃纤维受到损伤。
    (4)混合温度  热混合可改善混合工艺,提高制品强度。在热混合中,所有组分开始时都是温热的。树脂和填料在49-54℃之间按常规方法混合。玻璃纤维至少应预热到66℃,并少量、分批加人混合器内。这样制成的预混料与室温下混合的预混料相比,其弯曲度可从113MPa提高到157MPa,压缩强度可从167MPa提高到168MPa,弯曲模量可从8GPa提高到15GPa,拉伸强度可从62MPa提高到83MPa。此外,虽然热混合的成本高20%,但能获得表面质量优良的制品。
    (5)混合时间    混合时间对制品的性能有较大的影响。增加混合时间,将降低制品的力学性能,如对含35%高集束性玻璃纤维的物料进行热混合时,如混合时间由5min分别延长至8min, 13min, 30min时,制品的弯曲强度分别由原来的117MPa降低到113MPa、83.3MPa和65MPa。在BMC配制中一个突出的问题是搅拌时纤维被分成单根并会被挤碎。在混合时,可溶性纤维比不可溶性纤维的长度下降大得多。另外在加工过程中如操作不严格,则制品的性能会不稳定。采用电流计可以记录混料机运转中的耗电量的变化,从而可以指示纤维破损等情况,实际上搅拌速度加快,混合机耗电量大,搅拌时间延长等都会造成纤维的严重破坏。
图3-5是经不同搅拌时间后产生的过短纤维所占比例(对于不溶性纤维),拉伸强度随搅拌时间的延长反而会明显下降。由此可见纤维的降级大部分是发生在开始混合搅拌的10min内,而这恰好是常用的搅拌时间,而时间过短时又难于将其搅拌均匀。混合时间与制品冲击强度的关系如图3-6所示。 
               

                                        
      (6)混合装置的影响  在以批混法配制玻璃纤维预混料时,普遍使用的是“桨叶”或“转子”式的混合器,它能使每批混合料的各组分产生强烈的混合作用。适当控制桨叶(转子)的转速,可以获得混合均匀而增强材料的集束性又不受破坏的混合效果。
      (7)加料顺序  混合时各组分的加人次序和每次加料后的混合时间都非常重要。加料不能太快,以免混合不均匀;也不能太慢,以免引起纤维束和材料的破坏,从而降低材料的强度。混合也不能过早地停止,以免在混合物中存在未浸润的纤维,从而影响外观及模制品的性能。基于同样的原因,一般是在其他各组分己混合好后才均匀而缓慢地将玻璃纤维加人,而不是一下将其扔进混合器内。较好的办法是采用机械供料器,使玻璃纤维能均匀地分布在混合器的整个区域内。

 
关键词: BMC
 
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