改变塑料工业的50大创新: No.7-片状模塑料(Sheet Molding Compound)

来源:译者-Kimmy,微信订阅号:聚合物加工成型,授权高分子网(gaofenzi.org)发布

在20世纪60年代早期,德国的Bayer率先开发了生产热固性聚酯片状模塑料(SMC)的工艺, Owens Corning Fiberglas则在将该工艺引入美国的过程中发挥了巨大作用。SMC将树脂、填料及短切玻纤集成于便于后处理的片材。SMC的出现使复合材料的大规模量产成为可能。与手糊和喷涂等复合材料加工方法相比,它占据了压倒性优势。

片状模塑料

Uniroyal公司上世纪50年代的一项专利技术—利用氧化镁进行化学增稠(Thickening),使生产半固体(semi-solid)而不是很稀的树脂、填料和短切玻纤的混合物成为可能,从而有效促进了SMC的商业化。另一项关键技术是热塑性塑料的低轮廓/低收缩添加剂(low-profile/low-shrink additives),这对SMC之后在汽车覆盖件上的应用至关重要—喷漆表面的光洁度需与所使用的钢材匹配。Rohm and Haas在20世纪60年代中期推出了基于P19丙烯酸体系的低轮廓SMC。随后,Union Carbide 采用改进的聚乙烯醇添加剂跟进了这个领域。

Owens Corning 在美国Ohio的Granville建立了一个实验室,专注于开发SMC的生产工艺。在上世纪60年代中期,该公司的Everett Miller 制造了美国第一台SMC的生产机器。之后的商业化机器基于该原型和Miller后来的创新—双金属网带压缩系统(该系统在浸渍无规的短切玻纤时非常有效)。和欧洲的系统不同,欧洲使用预制的玻璃纤维垫,而Miller的机器则有一个创新的玻纤切刀。

早期,另一个重要角色是新泽西Linden的Marco Chemical 公司(后来被W.R. Grace公司收购)。该公司从Uniroyal收购了聚酯树脂业务和专利。

在20世纪60年代后期,多家公司开始生产SMC材料和压制制品,包括BuddPlastics(现在的ThyssenKruppBudd)、Premix Inc.、Rockwell International、Eagle-Picher(现在的Meridian)、及GenCorp(也属于现在的Meridian)。加利福利亚San Bernadino的Finn & Fram公司是早期SMC浸渍生产线的关键供应商。

SMC在汽车工业界大受欢迎,从而成为了其最重要的市场。虽然存在一些争议,但在北美大家还是普遍认为,1969年Chrysler station wagons上的后空气导流板是SMC在汽车工业的第一个商业化应用案列。同年,International Harvester(现在的Navistar)货车上的引擎盖成为了第一个从注塑工艺转向SMC工艺的重卡复合材料部件。另外一个早期的应用是一体式风栅口板(GOP), 首秀是1970年用于PontiacTempest上,充分展示了SMC可将众多分散的金属零件集于一身的能力。

1972年,GM的Chevrolet Corvette的车身覆盖件由液体成型转向SMC。随着1984年Pontiac Fiero及1990年GM的APV van大量使用SMC工艺,SMC在汽车外部覆盖件(引擎盖,门,后挡板)的应用进一步得以拓展。1992年,SMC首次大尺寸结构件的应用成功于Ford Ranger pickup和Explorer SUV的横梁上实现。

SMC适用于复杂外形的制品,使之得以进入电子和办公设备部件市场,例如Xerox复印机框架部件。其他非汽车应用包括浴室隔间、洁具、消防头盔等。

现在SMC寻求提供进一步的轻量化方案,其发展趋势是更多汽车结构件的应用,例如卡车车厢、中间门、座椅靠背等。

(来源:Plastics Technology)

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聚合物加工成型

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