环氧树脂基片状模塑料制备及其性能研究

以多官能度环氧树脂为树脂基体,双氰胺为主固化剂,云母为填料,制备环氧树脂基片状模塑料(E-SMC),然后采用模压成型工艺,制备环氧模压复合材料,并对其力学性能、热力学性能和电气性能等进行系统测试和研究。结果表明:环氧模压复合材料具有高的机械强度,其中典型样品的拉伸强度、弯曲强度、垂直压缩强度和平行压缩强度分别达到了64、178、440、332 MPa。环氧模压复合材料具有较低的密度(1.69~1.76 g/cm^(3))和较高的玻璃化转变温度(T_(g)最高可达201℃),同时,具有优异的电气性能,其中典型样品的击穿电压可达到100 kV,电气强度可达到17.1 kV/mm,相比电痕化指数(CTI)为600 V。

不饱和聚酯片状模塑料的研究

采用聚氨酯预聚物作增稠剂对带端羟基的不饱和聚酯进行增稠,制备出一种新型的不饱和聚酯片状模塑料(SMC),并研究了其增稠性能、增韧性能及贮存稳定性。结果表明,增稠剂PU400的用量要控制在8％～10％,否则树脂糊无法正常浸渍玻璃纤维;不饱和聚酯SMC的体积收缩率随PU400加入量的增加而明显变小;当PU400含量为36％时,不饱和聚酯SMC固化物的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度都维持在一个较高的水平;该不饱和聚酯SMC具有良好的贮存稳定性。

低压片状模塑料模压工艺参数研究

对结晶不饱和树脂增稠聚酯模塑料的中温低压模压成型工艺进行了研究。通过差热分析及固化度测试确定了中温模压温度,通过螺旋流动长度试验确定了低压成型压力,通过热模内模塑料粘度测试确定了加压时机,进而利用正交实验方法确定了模压成型的最佳模压温度、加压时机、合模时间及保压时间。结果表明结晶树脂增稠聚酯模塑料不但在热模内具有良好的流动性,可在1.6 MPa的低压下成型,且在此工艺条件下模压制品具有良好的力学性能。

低压片状模塑料增稠工艺研究

采用氧化镁为增稠剂、结晶树脂以粉料形式加入而降低片材热模内粘度的工艺,改进了对低压片状模塑料的增稠方法。结果表明:采用此工艺,设备不需要加热,增稠符合传统SMC增稠曲线;片材在模腔内有较低的粘度,适宜于低压成型。

太湖淤泥用作片状模塑料填料的探讨

为了将太湖淤泥用作片状模塑料复合材料的填料,从淤泥物化性能和结构特征对太湖淤泥进行了表征和分析。对太湖淤泥分别采用XRF分析化学成分,XRD分析矿物成分,颗粒分析仪分析粒径分布,SEM观察淤泥的微观形貌,IR和NMR分析淤泥的结构特征,并分析淤泥的吸油值。结果表明,淤泥的化学成分和矿物组成适合于成为片状模塑料硅酸盐类填料,淤泥的中位径(D50)与片状模塑料的碳酸钙填料近似,淤泥含有有机基团的特征更适宜与片状模塑料树脂均匀结合,并导致其吸油值高于碳酸钙填料。太湖淤泥作为再生资源可用于片状模塑料填料。

片状模塑料模压流动仿真分析

本文采用有限元分步计算方法，对酚醛片状模塑料（Ｐ－ＳＭＣ）在模压过程中的流动变形情况进行了计算机仿真模拟，与试验结果做了对比。编制了相应的有限元计算与后处理软件，分析了模压料在封闭模具中充满模腔的过程、在一定合模速率下的充模时间以及在一定粘度下的模压成型压力。对ＳＭＣ模压时模具的设计以及优化成型工艺参数具有一定的理论指导意义。

低收缩率、高表面光泽度的不饱和聚酯片状模塑料实验研制

通过扫描电镜对不饱和聚酯固化体系的结构进行了观察从而研究了不同低收缩添加剂对不饱和聚酯片状模塑料的收缩率及表面光泽度的影响;综合比较玻璃纤维含量、填料种类、低收缩添加剂种类、模压工艺等对片状模塑料收缩及表面性能的影响,从而研究高光表面的片状模塑料。

低压片状模塑料绝缘板电性能的研究

研制了一种成本低、电性能优于环氧层压板的新型耐高压绝缘板。该绝缘板采用低压片状模塑料(LPMC)模压技术,经低吨位压机压制而成。当片材中树脂与填料质量比不大于1.0:1.6时,压制的绝缘板吸水率为1.9mg/g,浸水体积电阻不小于4.0×10^(13)Ω,介电常数不大于4.4,介电损耗因数不大于0.015。该绝缘板的研制将无论是从性能上还是从成本上都可以取代现有的环氧层压绝缘板。

不饱和聚酯片状模塑料力学性能的研究

研究了玻纤布、短切玻纤及碳酸钙对不饱和聚酯片状模塑料力学性能的影响,实验发现:玻纤布增强不饱和聚酯片状模塑料的力学性能比短切玻纤好,随着玻纤含量的增加,不饱和聚酯片状模塑料的拉伸强度先增加,达到一极大值之后减少。碳酸钙填充不饱和聚酯片状模塑料,随着碳酸钙含量的增加,不饱和聚酯片状模塑料的拉伸强度明显降低,弯曲强度增加。

低压片状模塑料纤维分布与模内粘度控制

研究了结晶树脂和氧化镁复合增稠体系低压片状模塑料的纤维分布影响因素,通过测量纤维含量的方法研究了LPMC的粘度、纤维含量、闭模速度对纤维分布的影响。根据各种粘度要求,通过改变树脂糊中氧化镁、结晶树脂及填料的含量,调整结晶树脂粉料的粒度,将模内粘度控制在可低压成型的范围内,并且满足熟化要求。

低压片状模塑料纤维的取向

低压片状模塑料(LPMC)模压流动成型后玻纤在平面内发生取向,导致模压件呈各向异性。文中从成型后制品上取样烧尽树脂,由扫描仪获取纤维数值图像,用Photoshop软件将图像反相、增强,再利用MATLAB软件确定纤维取向分布。并讨论了纤维取向的影响因素、控制方法及对复合材料力学性能的影响。研究表明,LPMC片材的黏度、加料面积及闭模速度是影响制品纤维分布的主要因素,增大片材黏度、增大加料面积及适当提高闭模速度都可以提高制品纤维分布的均匀性。LPMC制品的弯曲强度几乎不随试样的取样位置不同而改变,但在纤维平行取向方向上具有比垂直取向方向上更高的强度和模量。

新型阻燃片状模塑料的制备及其性能研究

合成了一种5.1.8结晶相(5Mg(OH)2.MgCl2.8H2O)含量高的氯氧镁结晶复盐。该结晶复盐具其独特的镁质碱式结晶水结构,有较好的阻燃功效,而且制作简单、价格低廉。研究了其对片状模塑料阻燃性能及热性能的影响。结果表明,氯氧镁结晶复盐添加量为树脂的40%时,模塑料的综合性能最好,氧指数可达到35.6,UL-94燃烧等级为V-0。

低压片状模塑料模压参数及其性能研究

研究了模压工艺参数、模压流动中纤维取向等对LPMC力学性能、表面质量的影响。结果表明,当模压温度115℃、LPMC片材放入模具后15 s加压、最后25 mm行程时间为15 s、保压时间6 min的条件下,片材具有最佳的力学性能和表面质量。制品弯曲强度几乎不受取样位置的影响,但试样在纤维取向(纵向)比垂直方向(横向)具有更高的强度和模量。

环氧片状模塑料用微胶囊固化剂的制备

以2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MI)为芯材、聚乙二醇(PEG-6000)为壁材,采用熔融喷雾法制备了一种环氧片状模塑料用微胶囊固化剂。对微胶囊进行了表征,对环氧树脂的固化行为进行了研究。研究表明,该胶囊固化剂中囊芯材料2E4MI的质量分数约为l3.7%。ESMC的最佳固化工艺确定为:101℃/10min+111℃/10min+150℃/10min+180℃/10min。微胶囊化固化剂中的PEG-6000壁膜在常温下可以阻止环氧树脂的固化,使ESMC树脂糊体系具有更好的室温贮存稳定性。固化剂的微胶囊化不会引起固化机理的变化。环氧树脂的固化度α可达0.93。

环氧片状模塑料模压工艺参数的研究

通过差热分析及固化度测试确定了环氧片状模塑料的模压温度,通过螺旋流动长度试验确定了成型压力,通过热模内模塑料粘度变化确定了加压时机,进而利用正交实验方法确定了模压成型的最佳模压温度、加压时机、合模时间及保压时间。研究表明:ESMC的最佳模压工艺参数为:模压温度150℃、加压时机15 s、模压时间15 s、保压时间30 min。模压工艺参数对模压制品的表面质量有显著地影响,其显著性顺序为保压时间、模压温度、加压时机、合模时间。

低压片状模塑料的传热性能

利用MATLAB软件对低压片状模塑料(LPMC)平板模具进行了热传导分析和热优化设计。并对常规加热模具和经热优化设计后的模具压制的平板件的弯曲性能进行了对比,同时还对试样断裂面进行了扫描电镜分析。结果表明,LPMC的热传导性能与传统SMC不同,其中有结晶树脂吸热产生相转变的过程。优化模具中的加热管分布后,片材在固化过程中模具表面温度分布比较均匀,温度差在3℃以内。经过热优化设计的模具压制的试样中心和角处的弯曲强度比较接近,能达到170 MPa左右。中心和角处试样弯曲断裂面纤维分布均匀、含量高,与树脂粘接良好。

低压片状模塑料的热传导与模具的热设计

研究了LPMC的热性能参数和热传导性能,并通过建立热传导模型对模具表面的热量分布进行了分析。采用Matlab的PDE工具对模具表面温度进行模拟,研究了大尺寸平板制品模具的热设计,并对模具加热管的分布进行了优化设计,使模具表面温度在片材固化阶段温度分布达到均匀。

不饱和聚酯片状模塑料的模压成型与性能

采用模压成型的方法制备了不饱和聚酯片状模塑料(UP-SMC)制品,通过万能试验机、热重分析、动态热机械分析、氧指数和纳米压痕技术研究了制品的力学性能、热稳定性能和阻燃性能。结果表明,UP-SMC制品的弯曲强度和冲击强度分别达到203. 4和94. 2 MPa,由树脂过渡到纤维的各相微观力学性能是不同的。该制品的玻璃化转变温度为169. 4℃,在N2气气氛下失重5%(Td5)和最大失重速率(Tdmax)对应的温度分别为333. 5和389. 7℃,600℃的质量保留率大于75%,极限氧指数为25. 7%,表明该UP-SMC制品具有优异的力学性能和热稳定性能。

环氧片状模塑料在模压过程中的纤维分布

纤维的流动分布对环氧片状模塑料(ESMC)制品的各项性能有十分重要的影响。以纤维含量作为性能指标,对原材料组分、片材黏度、铺层方式、模压工艺参数等因素与纤维流动分布的关系进行系统研究。研究结果表明,当玻璃纤维含量为24%、长度为24 mm、填料粒径为45μm、片材黏度为5×103Pa·s、铺料面积为60%、压机闭模速度为1 mm/s时,ESMC模压制品纤维分布的均匀性较好。

低压片状模塑料的研究

本文探讨了低压模塑料的配方、性能及加工工艺。同片状模塑料比较表明,低压模塑料在成型压力、设备等方面具有明显的优势,不失为优秀的片状模塑料品种。