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低密度团状模塑料的制备与研究

作　者: 罗林
导　师: 黄志雄
学　校: 武汉理工大学
专　业: 复合材料学
关键词: 团状模塑料 低密度 低轮廓添加剂 模压流动
分类号: TQ327.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 105次
引　用: 2次
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内容摘要


团状模塑料(Bulk Molding Compound,简称BMC)是由不饱和聚酯树脂、有机添加剂、引发剂、粉状填料、增稠剂和短切玻璃纤维等组份混合而成的热固性复合材料。其成型压力和成型温度均较低,可减少对设备和模具的投资成本,适合加工构型复杂的大型构件。因其具有优良的电气性能,机械性能,耐热性,耐化学腐蚀性,可满足各种产品对性能的要求,应用范围相当广泛。随着能源的日益紧张、材料应用要求随之提高,对BMC的轻量化、制品稳定性提出了的更高的要求,因此低密度BMC成为现今研究的一大热点。本文制备了一种采用碳酸钙和空心玻璃微珠混合填充的低密度团状模塑料。空心玻璃微珠经表面处理后,表面增加了一层与树脂相容的有机成分,降低了吸油值,增加了与树脂的相容性。实验表明,随着空心玻璃微珠含量的增加,BMC的密度下降,力学性能也随之下降,填料的级配对BMC粘度和力学性能有着显著影响。通过合理级配,在兼顾强度和密度的条件下,本文确定选用玻璃微珠与碳酸钙1:5的质量比,粒径比为400:800。本文在综合介绍了BMC用低轮廓添加剂LPA的发展历程的基础上,分别研究了非极性LPA聚苯乙烯PS、非极性与极性过渡型LPA聚甲基丙烯酸甲酯PMMA和极性LPA聚醋酸乙烯酯PVAc,分析了三种LPA对BMC制品的性能影响及收缩控制效果。文中利用SEM对加有LPA的树酯固化样的断面形貌进行表征,从机理上分析了LPA对BMC收缩控制的原因。结果表明三种LPA均对BMC有较好的收缩控制效果,同时导致BMC力学性能不同程度的下降。综合考虑力学性能和收缩控制的平衡,建议实际生产中PS体系在收缩率为0.1-0.2%配方中的使用量应为30-35phr;PMMA系统在收缩率为0.05～0.1%配方中的使用量应小于35phr;PVAc体系在收缩率为0.05%-0配方中的使用量应小于45phr,实现了配方设计的优化。文中采用Brabender转矩流变仪,并结合同心圆取样测定BMC中玻璃纤维质量分数的方法,讨论了预混料在模压中的流动性能,研究了温度、玻纤长度和质量分数、填料级配等因素对BMC预混料的流动粘度和玻纤在BMC中分布的影响。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-20
  1.1 BMC的简介  9-13
    1.1.1 国内外BMC的研究现状  9-11
    1.1.2 BMC的成型工艺概述  11
    1.1.3 BMC的应用  11-13
    1.1.4 低密度BMC的研究  13
  1.2 LPA的概述  13-18
    1.2.1 LPA的发展历程  14-16
    1.2.2 BMC中的LPA作用机理  16-17
    1.2.3 LPA的研究进展及发展趋势  17-18
  1.3 BMC模压材料的流变学研究  18-19
  1.4 本文研究的目的及内容  19-20
第2章 低密度团状模塑料的制备及分析  20-29
  2.1 前言  20
  2.2 实验部分  20-22
    2.2.1 实验原料  20
    2.2.2 低密度团状模塑料的制备方法  20-22
  2.3 玻璃微珠对BMC的影响  22-27
    2.3.1 玻璃微珠及其表面处理  22-24
    2.3.2 填料对BMC的影响  24-27
    2.3.3 填料对BMC填充的级配理论分析  27
  2.4 本章小结  27-29
第3章 LPA对团状模塑料的性能影响及机理研究  29-44
  3.1 前言  29-30
  3.2 实验部分  30-31
    3.2.1 实验原料  30
    3.2.2 本章涉及到的测试方法  30-31
  3.3 LPA对UP的性能影响  31-39
    3.3.1 LPA品种对BMC性能的影响  31
    3.3.2 LPA用量对BMC力学性能的影响  31-34
    3.3.3 LPA用量对BMC收缩率的影响  34-36
    3.3.4 LPA对BMC表面质量的影响  36-37
    3.3.5 LPA对树脂固化的影响  37-39
  3.4 LPA收缩机理的初步探讨  39-43
    3.4.1 形貌观察  39-41
    3.4.2 PS作用机理  41-42
    3.4.3 PVAc作用机理  42-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章 团状模塑料的流动性分析  44-52
  4.1 前言  44
  4.2 BMC的流动性测试方法  44-45
    4.2.1 BMC的流动性测定  44-45
    4.2.2 同心圆取样法测定BMC中玻纤质量分数  45
  4.3 BMC的流动性分析  45-48
    4.3.1 温度对BMC粘度的影响  45-46
    4.3.2 玻璃纤维对BMC流动性能的影响  46-48
  4.4 BMC模压成型的理论分析  48-51
    4.4.1 BMC模压过程中的流变形式  48-49
    4.4.2 BMC熔体的流变曲线  49-51
  4.4 本章小结  51-52
第5章 结论  52-54
参考文献  54-57
致谢  57-58
附录  58

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 增强塑料、填充塑料 > 填充塑料
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