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在BMC模塑料的配制工藝過程---影響混料過程的因素

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-03-27  來源:FRPAPP  瀏覽次數:260

下面就影響混合過程的一些主要因素作一簡要的討論。
     (1)樹脂體系的黏度  樹脂體系的黏度要控制在一定的范圍內,以使其對增強材料的離析傾向產生最小的影響。就成型過程而言,為防止因某一組分優先流動而導致制品產生空穴和不均勻性的現象,樹脂體系應有較高的黏度。但是從混合過程來說,過高的黏度會造成制品的拉伸和沖擊強度急劇下降。因此,樹脂體系的黏度應在以上兩方面取得適當的平衡。
      樹脂的原始黏度對混合性能有很大的影響。對乙烯基甲苯改性聚酯樹脂而言,當其黏度為25Pa·s時,對混合過程最為有利,而且單體揮發分小,可在較高的溫度(154'C)下成型。
     (2)填料  礦物填料的類型及用量可以調節樹脂體系的黏度及成型時的流動特性。填料的吸油值是一個重要的性質,而且填料類型、形狀對制品性能的影響,在混合過程中也應加以考慮。填料的水分含量應保持在1%以下。
    (3)增強材料  劍麻型預混料能獲得比玻璃纖維型預混料高得多的黏度,且制品空隙率低、表面光潔、不易產生纖維離析。石棉型預混料不易受混合方法和混合時間變化的影響,機械強度和低的吸水率,但在混合過程中容易產生纖維離析現象。為減弱這種傾向,混合器的槳與混合室壁的間隙至少不少于6.4mm,混合時間一般在3-4min以內。另外,采用快速浸潤但含有不溶解型浸潤劑的高集束型玻璃纖維(HSI型玻璃纖維),在混合過程中能保持良好的集束,并且所制得的預混料的拉伸強度,特別是在熔接線區的強度能比普通玻璃纖維預混料的強度提高近50%。中等集束性玻璃纖維可用于配制低玻璃纖維含量(約3%-10%)的預混料。它的優點是纖維的損傷較少,但制品表面質量及成型性差。當配制高玻璃纖維含量(達35%)的預混料時,由于需要較長的混合時間,因此,須迅速,均勻的加入,以防止先加入的玻璃纖維受到損傷。
    (4)混合溫度  熱混合可改善混合工藝,提高制品強度。在熱混合中,所有組分開始時都是溫熱的。樹脂和填料在49-54℃之間按常規方法混合。玻璃纖維至少應預熱到66℃,并少量、分批加人混合器內。這樣制成的預混料與室溫下混合的預混料相比,其彎曲度可從113MPa提高到157MPa,壓縮強度可從167MPa提高到168MPa,彎曲模量可從8GPa提高到15GPa,拉伸強度可從62MPa提高到83MPa。此外,雖然熱混合的成本高20%,但能獲得表面質量優良的制品。
    (5)混合時間    混合時間對制品的性能有較大的影響。增加混合時間,將降低制品的力學性能,如對含35%高集束性玻璃纖維的物料進行熱混合時,如混合時間由5min分別延長至8min, 13min, 30min時,制品的彎曲強度分別由原來的117MPa降低到113MPa、83.3MPa和65MPa。在BMC配制中一個突出的問題是攪拌時纖維被分成單根并會被擠碎。在混合時,可溶性纖維比不可溶性纖維的長度下降大得多。另外在加工過程中如操作不嚴格,則制品的性能會不穩定。采用電流計可以記錄混料機運轉中的耗電量的變化,從而可以指示纖維破損等情況,實際上攪拌速度加快,混合機耗電量大,攪拌時間延長等都會造成纖維的嚴重破壞。
圖3-5是經不同攪拌時間后產生的過短纖維所占比例(對于不溶性纖維),拉伸強度隨攪拌時間的延長反而會明顯下降。由此可見纖維的降級大部分是發生在開始混合攪拌的10min內,而這恰好是常用的攪拌時間,而時間過短時又難于將其攪拌均勻。混合時間與制品沖擊強度的關系如圖3-6所示。 
               

                                        
      (6)混合裝置的影響  在以批混法配制玻璃纖維預混料時,普遍使用的是“槳葉”或“轉子”式的混合器,它能使每批混合料的各組分產生強烈的混合作用。適當控制槳葉(轉子)的轉速,可以獲得混合均勻而增強材料的集束性又不受破壞的混合效果。
      (7)加料順序  混合時各組分的加人次序和每次加料后的混合時間都非常重要。加料不能太快,以免混合不均勻;也不能太慢,以免引起纖維束和材料的破壞,從而降低材料的強度。混合也不能過早地停止,以免在混合物中存在未浸潤的纖維,從而影響外觀及模制品的性能。基于同樣的原因,一般是在其他各組分己混合好后才均勻而緩慢地將玻璃纖維加人,而不是一下將其扔進混合器內。較好的辦法是采用機械供料器,使玻璃纖維能均勻地分布在混合器的整個區域內。

 
關鍵詞: BMC
 
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