文档介绍：不饱和聚酯树脂国内研究进展及其国外背景Ⅲ塑料与复合材料
摘要:综述了不饱和聚酯树脂塑料及共基体复合材料的应用领域及应用研究概况,新型素料加工工艺及其对原料的要求,复合材料使用的增强纤维;光固化树脂基复合材料研究进展等;参考文献36篇。
关键词:碳纤维,复合材料,固体火箭发动机,光固化
0 前言
中国加入世贸组织,对中国的FRP企业机遇大于挑战,前亚洲(去除日本),非常低。因此,复合材料的发展在亚洲具有很大的潜力和空间。近几年中国的FRP将继续有长足发展,FRP的增长速度以超过均增长速度而发展,但对FRP制品质量的要求也会愈来愈高,为此,世界各大公司不断开发新产品以满足客户更广泛的需求。
1 SMC的现状与发展
SMC主要产品有:水箱板、风扇、座椅、电器配件、防爆型灯罩、冷冻鱼盘、拖拉机顶棚,以及汽车的备轮仓、电瓶托盘、保险杠、前围板、货车轮胎罩、烟道隔离板等许多制品。
现在,在山东德州市及其周边的地区已形成了一些资产上千万的民营玻璃钢企业,对我国SMC的产业贡献巨大,己名附其实地成为中国FRP之乡。2004年SMC产值达到2亿元左右。我国现今SMC制品还是以低技术的产品为主,在材料性能、模具、压机的精度参数上有待提高,在新技术方面尚未取得很大进展,如汽车配件方面,还以小、散、结构简单为主。现今市场上SMC制品主要以水箱板、电表箱、座椅类等产品居多,但随着市场的成熟和逐渐饱和,企业的利润也在下降,急待开发出产品质量以高强、质轻、高精表面为主的更加高档、丰富的产品,来实现企业及SMC事业的发展。
随着世界正向信息时代的推进,目前发达国家的信息产业已占国民生产总值的 40%-60%,其增长速度远高于传统产业。而片状元器件(SMCSMD)及表面贴装技术(SMT)实现了电子产品的小型化和多功能化,片状元件每年正以10%的速度增长。在2000年全世界SMC需求量约为5000亿只。我国同年SMC产量200亿只,出口60亿只,国内市场占有率70%,尚有相当的市场空问。据不完全统计,2004年全国SMC产量约500万吨,并且每年的产量正以10%的速度递增。
随着世界科技的发展,材料科学也必须向前迈进,来满足发展的需要。现今应逐步解决的是:
(1)SMC的质量稳定化与质量标准的制
(2)高性能SMC的研究开发,如:无收缩彩色SMC,低比重SMC,高表面质量SMC,高强度性SMC。
(3)SMC的压模内流动分析;
(4)模压制品设计手册的完善;
(5)高速自动模压成型系统的开发。
2 玻璃钢喷射成型
喷射成型是一种半机械化操作,生产效率比手糊成型高2-4倍,劳动强度低,尤其刘于大制品,其优点更加突出。采用喷射成型的制品有游
艇、船舶、汽车体、槽、罐、家具、浴缸等。喷射成型无搭缝,制品整体性好,可以涂敷胶衣树脂。增强材料可采用最廉价的粗纱,从而降低了材料的费用。另外,成型装置结构紧凑且容易搬运。喷射成型的发展方向是代替手糊成型。
在手糊成型工艺中,操作者经常接触原材料,而原材料中含有一些挥发性较强的毒性化学辅助剂,若施工现场排风及个人防护条件差,常会产生身体不适的症状。为了保护操作人员的身体健康,也需要研究开发喷射成型技术。喷射工艺对原材料提出了新的要求。
胶衣树脂
除满足玻璃钢产品性能要求外,胶衣树脂静态粘度要大,一般控制在10000-12000,以防止在光滑的模具表面流胶而影响产品的表面质量。同时,胶衣树脂动态粘度要小,以便分散形成喷射所需的扇面。
也就是说,树脂的静态粘度虽很大,但分子间润滑性能及触变性能却很好。调整胶衣树脂的静、动态粘度,应从树脂分子量大小,填料粒度及用量,分子润滑剂、触变剂、稀释剂用量等因素考虑,常用的射型胶衣树酯技术指标如表1所示。
增强层基体树脂
基体材料首先须满足产品的使用性要求。根据玻璃钢产品的不同用途,选用相应类型的树脂。工艺方面要求基体树脂对纤维有良好的浸润性,还要具有良好的触变性和适宜的固化时间,此外还要考虑基体树脂与胶衣树脂的固化收缩率尽可能一致。基体树脂的粘度应从树脂的分子量大小、触变剂、稀释剂用量等因素考虑,常用的喷射用基体树脂技术指标如表2所示。
纤维
喷射成型所用的增强材料是玻璃纤维无捻粗纱。无捻粗纱应具有良好的浸润性、分散性、短切性、脱泡性、覆盖性、抗静电性等。影响喷射纱质量的因素很多,如拉丝工艺、浸润剂配方、线烘干后处理等。若纱久放吸潮,使用前应烘干,以防影响喷射操作、树脂的固化及制品的质量。常用的喷射纱技术指标见表3。
国外喷射成型技术的发展非常迅猛。美国玻璃钢工业中喷射成型已是一种较成熟的工艺方法,其产品产量占玻璃钢总产量30%以上。日本也非常重视喷