模压成型学习培训课件

4.3.1 SMC的特点与种类模压成型4.3 SMC成型工艺4.3.1 SMC的特点与种类4.3.1.1 SMC(片状模塑料，Sheet Molding Compound)的特点SMC基本组成：不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、 交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂、着色剂等混合 物浸渍短切玻纤粗纱或玻纤毡，两表面加上保护膜(聚乙烯 或聚丙烯薄膜)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。

第四章 模压成型课件4.3.1 SMC的特点与种类SMC具有的特点：1) 制品的重现性好， SMC的制造不易受操作者和外界条 件的影响 2) 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 4) 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 6) 成型的制品表面光洁度高 7) 生产效率高、成型周期短、成本低第四章 模压成型课件4.3.1 SMC的特点与种类4.3.1.2 SMC的种类 BMC—Bulk Molding Compound，块状模塑料改良了的预混块状成型材料，可用于压制和挤出成型与SMC区别：BMC纤维含量较低，长度较短，填 料含量较大，因而BMC强度较SMC低。

BMC适用于制造小型制品 SMC用于生产大型薄壁制品第四章 模压成型课件TMC—厚片状模塑料(5.08cm厚，2英寸) SMC—片状模塑料(0.63cm厚，1/4英寸)4.3.1 SMC的特点与种类厚度增大，纤维随机分布，增 强了物料混合效果，流动性提高， 改善了浸透性。

由于聚乙烯薄膜用 量的减少，降低了模塑料成本。

4.3.1 SMC的特点与种类第四章 模压成型结构SMCSMC—R (纤维不规则分布) SMC—C (连续纤维单向分布) SMC—D (不连续纤维定向分布) SMC—C/R SMC—D/R结构SMC的纤维含量一般在50% 以上。

纤维含量高，纤维定向分布使 强度得到很大改善。

课件第四章 模压成型课件4.3.1 SMC的特点与种类高强SMC① HMC(几乎没有填料，纤维 含量60～80%、定向分布、短 切，树脂含量35%以下)② XMC(几乎没有填料，纤维含 量70～80%， 定向连续纤维， 20~30%聚酯树脂)具有极好的流动性 和成型表面，制品 强度是普通SMC制 品的3倍。

制品在一定方向的 强度为钢材的4倍， 质量仅为钢材的1/2。

第四章 模压成型课件低收缩SMC —LS—SMC (Lom Shrinkage-SMC)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 可趋于零。

适于制造尺寸精度高 和表面光洁度高的制品。

4.3.1 SMC的特点与种类渗透增稠SMC — ITP－SMC (Interpeneterating Thicking Process-SMC)不需要普通SMC所需的专门熟化室，具 有室温下24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。

第四章 模压成型课件4.3.2 SMC的组分及其性能 4.3.2.1 不饱和聚酯树脂4.3.2 SMC的组分及其性能（1）低粘度，便于浸渍玻纤 （2）易同增稠剂反应，满足增稠要求 （3）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 （5）有足够的韧性，在制件发生某些变形时不致开裂第四章 模压成型课件4.3.2.2 交联剂、引发剂、阻聚剂4.3.2 SMC的组分及其性能降低树脂的粘度，可与聚酯发O生共聚反应， 使聚酯大分子通过交联单体自聚的C“O链桥C”H而2 交CH CH2联固化，改善制品硬度、耐腐蚀性C能等O。

CH2 CH CH2常用的交联剂O苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丙烯酯等。

CH CH2OCH2 C C O CH3CH3第四章 模压成型课件4.3.2 SMC的组分及其性能必须满足的要求：贮存、操作安全；室温下不分解；制得的SMC贮存期长，达到温度时能迅速分解、交联；价格便宜。

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 速度过快，树脂急剧固化收缩，制品容易开裂。

用量过少，产品固化不足。

第四章 模压成型课件4.3.2 SMC的组分及其性能防止不饱和聚酯树脂在室温下交联聚合目的： 延长贮存期随阻聚剂加入量增多凝胶时间增长4.3.2 SMC的组分及其性能第四章 模压成型4.3.2.3 增稠剂SMC在压制成型、贮存、运输 过程中均需要有较高的粘度(制备 SMC时要求粘度低，浸渍纤维)，粘 度的提高通过增稠剂实现。

通过增稠剂控制SMC从生产到 使用全过程的粘度变化课件第四章 模压成型课件（1）增稠剂的选用原则4.3.2 SMC的组分及其性能1) 在制备时，要求粘度很低，以保证树脂对玻璃纤维 和填料的充分浸渍；2) 当纤维和填料被浸渍后，又要求粘度迅速增高，以 适应贮运和模压操作；3) 增稠后的坯料，在模压温度下能迅速充满模腔，并 使树脂与纤维不发生离析；4) 增稠后的粘度，在贮存期内必须稳定在可模压的范 围内；5) 增稠作用在生产中应该有稳定的重现性。

第四章 模压成型课件粘度4.3.2 SMC的组分及其性能3 2 1时间理想增稠曲线 1－浸渍阶段；2－增稠阶段；3－贮存阶段粘度（Pa.S）4.3.2 SMC的组分及其性能第四章 模压成型（2）增稠剂的品种及使用常用的增稠剂：IIA族金属氧化物或氢氧化物：103MgO、 Mg(OH)2、 CaO、 Ca(OH)2102应用较广的增稠剂 特点：增稠速度快，短10时间内能达到最高粘度1.0MgO增稠的效果，与MgO活性和 加入量有很大的关系。

增加MgO用量会显著降低SMC的耐水性课件Mg O10 份5份2份 1份60 120 180 时间（min）MgO用量对不饱 和聚酯增稠特性 的影响第四章 模压成型课件粘度（Pa.S）4.3.2 SMC的组分及其性能增稠剂复合使用增稠效果更好：CaO/Ca(OH)2； MgO/ CaO； 105CaO/Mg(OH)2等1041增稠剂用量一般在3％左右 10321-CaO3.8%、 Ca(OH)22.9%;1022-CaO4.1%、 Ca(OH)22.5%;3-CaO4.6%、 Ca(OH)22.1%;104-CaO4.8%、 Ca(OH)21.6%;3 41.0Ca(OH)2决定系统的起始增稠 特性，CaO决定系统能达到的0.1 110 100时间（d）最高粘度水平。

总含钙量一定 CaO/Ca(OH)2增稠剂系统对 时，CaO越多，初期增稠越缓 树脂的增稠特性(含6％Ca)慢，最终粘度越高。

第四章 模压成型课件（3）影响增稠效果的因素(除增稠剂类型和用量外)粘度（Pa.S）4.3.2 SMC的组分及其性能a、聚酯树脂酸值的影响增稠速度与树脂酸值成 比例。

酸值为零时增稠剂无 增稠效果，酸值愈高，增稠 效果愈明显。

105104酸值：291036102101.0 00 10 20 30 40 50 60 时间（h）树脂酸值对增稠速度的影响第四章 模压成型课件粘度（Pa.S）4.3.2 SMC的组分及其性能b、增稠剂活性的影响增稠剂活性愈高，增稠效果愈好，增稠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1040 .750 .5 0 .35 1%1.50.1 2微量水分(0.1～0.8％)对增103稠初期，可提高增稠速度。

05若含1％以上的水分，则增稠效果变慢。

21025202468树脂增稠特性与含水量的关系(曲线上 时间（h）所注数字为树脂糊系统中所含水分％)第四章 模压成型课件d、温度的影响 随温度升高，增稠速度加快2 55 45 3525℃粘度 x10（Pa.S）4.3.2 SMC的组分及其性能提高温度可降低树脂系统 发生化学增稠前的粘度，以利 于树脂糊的输送和对纤维的浸 1 渍。

另一方面，较高的温度能 使浸渍后的系统粘度迅速增快 并达到更高的增稠水平。

若缩短贮存SMC的启用期， 0 可将其在45℃烘房内进行稠化，0123 45 时间（h）若延长贮存期，应在较低的温度(小于25℃)下存放。

树脂增稠与温度的关系第四章 模压成型课件4.3.2 SMC的组分及其性能（4）增稠机理 两个阶段第一阶段金属氧化物或氢氧化物与聚酯端基－ COOH进行酸碱反应，生成碱式盐。

OC OH + MOO C OMOHOC OH + M(OH)2OC OMOH + H2O第四章 模压成型课件碱式盐之间或与聚酯之间进一步脱水使分子量成倍增加OOC OMOH + HO COOC OMO C4.3.2 SMC的组分及其性能OOC OMOH + HOMO COOC OMOMO CMgO和MgOH的碱式盐不进行此脱水反应， CaO和CaOH碱式盐可继续进行此脱水反应。

第四章 模压成型第二阶段碱式盐与聚酯分子中的酯基(氧原子)以配位键形成络合物课件4.3.2 SMC的组分及其性能镁盐的络合反应第四章 模压成型课件4.3.2 SMC的组分及其性能Ca盐的络合反应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 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 有重要作用。

4.3.2 SMC的组分及其性能第四章 模压成型课件4.3.2.4 低收缩添加剂一般聚酯树脂的固化收缩率为7％～10％，加 入低收缩添加剂后可大幅度降低收缩率，使收缩率 接近于零，还可使SMC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 一般掺量为5％左右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 起增速作用，降低了树脂体系的强度。

第四章 模压成型课件（1）低收缩添加剂的作用机理4.3.2 SMC的组分及其性能当SMC在模具中加热固化时，随体系的温度升 高，树脂发生热膨胀，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。

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。

第四章 模压成型课件4.3.2 SMC的组分及其性能热塑性聚合物加入到热固性树脂中的低收缩机理：树脂受热时膨胀，热固性树脂与热塑性树脂 的固化时间不同，热固性树脂首先聚合固化，其 在热塑性树脂的热膨胀压力下不能收缩；待温度 下降时，热塑性树脂固化收缩，而周围的热固性 树脂已固化定型，使得热塑性树脂只能在局部收 缩造成微孔，而不会使整体收缩变形。

第四章 模压成型课件4.3.2 SMC的组分及其性能热膨胀热收缩 固化结束（141℃)固化收缩和热收 缩（141℃)初期体积冷却最终体积 树脂膨胀2.8％树脂收缩7.1％ 最终体积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第四章 模压成型（2）低收缩添加剂的选择 常见的低收缩添加剂：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课件线收缩率4.3.2 SMC的组分及其性能0.250.20低收缩剂的种类、用量与线收缩率的关系12 1－氯醋共聚物；2－聚苯乙烯；0.163－聚乙烯30.0115 20 25 30 添加量（重量份）4.3.2 SMC的组分及其性能第四章 模压成型4.3.2.5 无机填料属惰性物质作用： 1、降低材料成本； 2、改善制品性能。