低压片状模塑料模压工艺研究

作     者：于浩 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄志雄

授予年度：2006年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：LPMC 模压流动 纤维取向 增稠工艺 模压工艺参数 模具热设计 

摘      要：近年来,由于工业制造技术的发展和对于原材料成本、能耗降低的要求,复合材料在工业领域有了很大的发展,尤其是片状模塑料。片状模塑料（SMC）的加工一般采用高压成型,需要使用庞大、昂贵的加工设备,这是因为在通常的加工条件下,SMC的粘度很高。低压模塑料（Low Pressure Molding Compounds,简称LPMC）是一种高流动性新品种,可用来加工制造和SMC同类的产品,但模塑压力低得多,加工设备的造价和生产成本也比较低。 本文所研究的LPMC体系使用氧化镁—结晶不饱和聚酯联合增稠剂。这种不饱和聚酯模塑料体系在室温下具有传统SMC的处理性能,而在模压温度下又重新变为低粘度液体,由于具有高流动性,LPMC在低压（1.03MPa）下即可呈现与SMC一样的模压特性（SMC通常需要5.5MPa以上的模塑压力）,这对于降低能耗,减少成本有重要意义。本文以模压成型过程为基础,对LPMC的模压成型工艺进行了研究。 本文首先研究了LPMC在模压过程中的流动性及其影响因素,分析了粘度、闭模速度对其流动能力的影响;在此基础上研究了LPMC粘度、铺放位置及闭模速度对模压制品纤维分布和纤维取向的影响,并使用MATLAB计算机统计技术对纤维的取向进行表征。同时,对于LPMC热传导性能进行了研究和计算。研究改进了LPMC的增稠方法,采用结晶树脂以粉末形式加入的方法,并研究了LPMC体系在此工艺下的粘度控制。结果表明,此工艺下制品性能优于加热混料方法,使片材在无需改装的片材机上即可制造,既节省了成本,又提高了增稠的稳定性。研究了模压温度、压力、加压时机、保压时间等模压工艺参数对制品力学性能及表面质量的影响,并通过正交试验确定最佳的模压工艺。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,使模具表面在片材固化阶段温度分布达到均匀。