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用于可变纤维注塑的新材料

聚氨酯工业用于可变纤维注塑的新材料张跃冬2（1.亨斯迈聚氨酯（美国）公司）（2.亨斯迈聚氨酯（中国）公司上海）术制造SRIM聚氨酯制品的特点是，聚氨酯注入到模具中之前，先在混料腔内与直接添入的切碎纤居浸润混合，减少了纤居毡垫的加工工序，还可以提高制品中纤居的含量。采用这种方法可添加高至50%的玻璃纤居，制品密度从0.5g/cm3至1.6g/cm3，具有较高的弯曲模量。 由于聚氨酯类聚合物的化学多样性，结构反应注塑（SRIM）―直将聚氨酯作为主要的基础聚合物材料。在终年微利的京东方2013年净利润亦到达22.5亿元⑵3.5亿元某种程度上，该技术已被认为是一项成熟的技术。由于各工业的融合，对轻质汽车部件的需求以及可选择性聚合物之间的竞争，使得人们不断降低这类产品的综艺术纸合成本。而这一趋势又对新技术的开发提出了新的要求，以满足经济上的需要和汽车部件产品对材料物理性能的要求。 对于聚氨酯SRIM，传统的增强方法是先将玻璃纤维垫放入模具，然后再注入液态树脂。这种工艺的缺点一是存在玻璃纤维毡预制及放置工序，二是玻璃纤维的加入量受到限制。其原因是在玻璃纤维加入量增加时，树脂的流动性变差，且小气泡会包裹在体系中。近年来，聚氨酯设备制造商们为了寻求克服这种限制的可行性技术开发了可变纤维注入加工工艺。该加工方法是在聚氨酯注入到模具中之前，先在混料腔内与直接添入的切碎纤维浸润混合。 用此方法制造SRIM合成材料的优点是减少了过去的加工工序，还可以提高产品中纤维的含量。 可变纤维注入技术与聚氨酯化学多样性的结合，使得人们可以制造满足多种性能要求的合成材料。采用这种方法制造合成材料，可以有更高的密度和更宽的纤维含量可调范围，因而制成的部件具有很宽的性能可调范围。下文将重点阐述此项加工技术和采用FIBERIM技术可达到的物性。 1可变纤维注入技术代引进的可变纤维注入技术为生产聚氨酯材料开辟了新的途径。虽然每位制造商的技术有各自的特点，但仍有共同的基本特征。聚氨酯可变纤维注入加工的基本配置是：计量泵、混合头、纤维切碎机，以及自动化机械部件（）。纤维粗纱被输入切碎机，切成分散的短纤维，同时进入混料腔。这种混合头是标准聚氨酯混合头的改进型。纤维可从L型混合头的顶部输送至混料腔（见）。通常有一个实心的自清洁活塞位于腔内。纤维与聚氨酯料液混合，向混料腔的下部流动。接着，纤维与聚氨酯的混合物离开混合头，注入模具中。 纤维切碎机的一个特点是能够控制纤维的长度、密集程度与纤维粗纱的数量。可通过改变切碎机刀片的间距以改变所切纤维的长度，例如，可切出长的纤维。有些切碎机，可以驱动多种间隔不同的刀轮，以切出不同长度的纤维并注入模具。头绳在浇注的同时，通过程序控制，可以在一定程度上胶头改变切拜耳整合了150项提议报告碎机的速度。再加上机械浇铸手的配合，可以很好地控制纤维在整个制品中的分布。 可变纤维注入技术可应用于多种生产场合。例如，安装改良型混合头及纤维切碎机的自动化发泡单元可以生产出各种复杂的模制品。通过优化浇注模式，可满足各类制造商制造各种形状制品的要求。 这种技术的另一大优点在于其加工经济性。据估计，纤维粗纱成本比用于传统SRM工艺的玻璃纤维垫低60%；由于减少了将纤维垫置入模具的人工劳动力，成本也得到了下降；在浇注玻璃纤维-树脂混合物时，由于精确控制，可减少废料。因而这些因素的综合使整个生产成本降低，这是该技术的主要优势。 为0.5g/cm3至1.6g/cm3.同样地，在生产的部件中，玻璃纤维的质量分数可以从少至百分之几至高达50%以上。通过选择适当的聚氨酯配方，制品物理性能可以满足甚至超过目前许多专用材料的性能。由于组分和纤维含量的1般来讲可调性，设计者可以利用该技术开发汽车内部和外部构件以及结构件和非结构件。采用该技术生产的应用产品有车门板、行李箱托盘以及轻型卡车的外壳等。 2FIBERIM树脂容易保护的特性迈聚氨酯公司生产了以FIBERIM为商标、用于可变长纤维增强反应注射成型制品的聚氨酯原料体系。这类材料成本较低，可以替代传统的SRM技术，并适用于交通运输工具中多种零部件的生产。已经或正在尝试采用FIBERIM技术及树脂生产的SRIM部件有：车门板、坐垫托盘、保险杠、遮阳板、汽车行李托盘、轻型货车箱板。这些制品功能不同，其物性要求也不同。 表1为采用FIBERIM技术与采用传统的纤维垫置入技术生产的低密度SRM（LEHSRIM）车门板的性能比较。 表1使用FIBERIM技术与传统技术LI>SRIM物理性能比较加工方法及玻纤长度传统玻纤毡垫玻纤质量分数/弯曲模量/MPa拉伸强度/MPa品，其物礼仪模特理特性与传统方法的相当。玻璃纤维的含量会大大影响制品的性能。采用新技术，纤维添加量增加，弯曲模量及拉伸强度也会增加。 对于更高的应用要求，如制造座垫托盘与其它结构性面板，可以通过改变聚氨酯配方组分及水含量，从而得到高密度制品。 高密度的FIBERIM体系制品的物理性能列于表2中。 表2FIBERIM与传统高密度复合材料物性比较加工方法传统方法玻纤长度/mm毡垫玻纤质量分数/弯曲模量/MPa拉伸强度/MPa注：12.5mm及25mm长度玻纤的质量比为2在密度相近、玻纤加入量相同的情况下，与传统玻纤毡垫增强的SRIM制品相比，FIBERIM样品显示出优异的物理强度。通过增加聚氨酯的密度（及玻纤加入量）可以发现弯曲模量及拉伸强度增加。 3结束语如上所述，聚氨酯化学的多样性及可变纤维注通过可变纤维注入技术与聚氨酯聚合物多样性入技术使得此项技术能够应用于于多个领域中。亨ish的结合s可以制得应用范围广泛的汽车部件。使用