酚醛樹脂及其復材成型5
拉擠成型工藝是1種重要的復合材料成型工藝,常用的基體樹脂為不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯,近來環氧樹脂、酚醛樹脂也被用于拉擠工藝。從理論上講拉擠成型工藝比較簡單。所用增強材料的種類較為廣泛,可以使用纖維狀的,也可以使用編織物或氈狀的,其組分可以是玻璃纖維,也可以是芳綸纖維、碳纖維或其他纖維材料的。增強材料通常采用連續的喂人方法,例如采用無捻粗紗紗團,從紗架上連續喂人纖維的方法。拉擠成型時,纖維先穿過與玻璃鋼制品尺寸相同的熱成型模,然后進入拉引機構。在紗架與成型模之間,設有1個膠槽,其中放置有預先配制好的樹脂,纖維浸漬樹脂后經導向裝置進行排布,而后進入成型模。
2、拉擠成型工藝
在不飽和聚酯樹脂拉擠成型工藝中,由于采用了活性稀釋劑苯乙烯,它本身可起到交聯劑的作用,因而在拉擠成型模內不會產生揮發性的物質。但酚醛樹脂是1種縮聚樹脂,在樹脂鏈增長或交聯過程中,將會產生出水分子。由于拉擠成型模腔溫度經常在100℃以上,因而酚醛樹脂固化過程中,水蒸汽如何排出,這是酚醛拉擠工藝需要解決的技術關鍵問題。其次酸性催化劑能通過鉻鍍層的微孔侵蝕鋼質拉擠模具,這也是酚醛樹脂在拉擠成型工藝方面的應用較晚的原因之一。
(1)酚醛縮聚反應放出水分,對拉擠工藝所產生的影響
早在20世紀80年代初期,歐洲一些酚醛生產廠商就開始研制酸催化的酚醛樹脂,其固化溫度約為30~80℃,大大降低原來酚醛樹脂的固化溫度(130~180℃),從而避免水蒸汽的產生。這種酸催化的酚醛樹脂,可較好地應用于手糊、噴射、低壓模塑、RTM和纖維纏繞等成型工藝方法,其制品具有良好的防火性能,發煙霧量少,以及毒性低等優異性能。
經過拉擠工藝的實際試驗,酸催化酚醛樹脂在低溫固化情況下,其結果卻與設想的完全相反,具體表現在:一是放出的水分量要高于高溫酚醛體系的水分量,而且還發現在低于100℃下,在不到1m長的成型模內,酚醛樹脂完全固化是不可能的;二是根據實測性能結果,發現在玻璃鋼桿出模時,只有在模具的尾端才冒出水蒸汽,放出的水分并不產生對拉擠工藝的“破壞”作用,反而卻使其制品的某些性能有所改善??赡苁怯捎诶瓟D成型模腔的內壓力很高,因而水的沸點也將超過100℃,達到110℃,甚至更高。因而可以考慮將高溫固化酚醛體系用于拉擠工藝。
(2)酸催化酚醛拉擠模具的耐腐蝕問題
在酚醛拉擠成型工藝的工業化生產中,先遇到的問題,是模具的耐酸腐蝕問題。在生產實踐中往往只需幾個小時,鍍鉻表面層就會遭到酸性腐蝕,從工具鋼的表面剝落下來。有人企圖通過在酚醛樹脂內加入合適的內脫模劑,以解決模具的耐腐蝕問題。但試驗結果發現,使用內脫模劑后,鉻層與工具鋼模具仍然會剝離下來,僅僅是剝離的時間延長一些而已。丹麥的纖維管道A/S公司的技術,可在不損壞模具的情況下,生產出高質量的拉擠成型件。意大利Tof玻璃公司和法國Permali公司,也均采用這項生產酸催化酚醛玻璃鋼拉擠件的制品。在歐洲大多采用酸催化酚醛拉擠工藝,也有一些采用高溫固化的酚醛拉擠工藝。
2、拉擠成型工藝
在不飽和聚酯樹脂拉擠成型工藝中,由于采用了活性稀釋劑苯乙烯,它本身可起到交聯劑的作用,因而在拉擠成型模內不會產生揮發性的物質。但酚醛樹脂是1種縮聚樹脂,在樹脂鏈增長或交聯過程中,將會產生出水分子。由于拉擠成型模腔溫度經常在100℃以上,因而酚醛樹脂固化過程中,水蒸汽如何排出,這是酚醛拉擠工藝需要解決的技術關鍵問題。其次酸性催化劑能通過鉻鍍層的微孔侵蝕鋼質拉擠模具,這也是酚醛樹脂在拉擠成型工藝方面的應用較晚的原因之一。
(1)酚醛縮聚反應放出水分,對拉擠工藝所產生的影響
早在20世紀80年代初期,歐洲一些酚醛生產廠商就開始研制酸催化的酚醛樹脂,其固化溫度約為30~80℃,大大降低原來酚醛樹脂的固化溫度(130~180℃),從而避免水蒸汽的產生。這種酸催化的酚醛樹脂,可較好地應用于手糊、噴射、低壓模塑、RTM和纖維纏繞等成型工藝方法,其制品具有良好的防火性能,發煙霧量少,以及毒性低等優異性能。
經過拉擠工藝的實際試驗,酸催化酚醛樹脂在低溫固化情況下,其結果卻與設想的完全相反,具體表現在:一是放出的水分量要高于高溫酚醛體系的水分量,而且還發現在低于100℃下,在不到1m長的成型模內,酚醛樹脂完全固化是不可能的;二是根據實測性能結果,發現在玻璃鋼桿出模時,只有在模具的尾端才冒出水蒸汽,放出的水分并不產生對拉擠工藝的“破壞”作用,反而卻使其制品的某些性能有所改善??赡苁怯捎诶瓟D成型模腔的內壓力很高,因而水的沸點也將超過100℃,達到110℃,甚至更高。因而可以考慮將高溫固化酚醛體系用于拉擠工藝。
(2)酸催化酚醛拉擠模具的耐腐蝕問題
在酚醛拉擠成型工藝的工業化生產中,先遇到的問題,是模具的耐酸腐蝕問題。在生產實踐中往往只需幾個小時,鍍鉻表面層就會遭到酸性腐蝕,從工具鋼的表面剝落下來。有人企圖通過在酚醛樹脂內加入合適的內脫模劑,以解決模具的耐腐蝕問題。但試驗結果發現,使用內脫模劑后,鉻層與工具鋼模具仍然會剝離下來,僅僅是剝離的時間延長一些而已。丹麥的纖維管道A/S公司的技術,可在不損壞模具的情況下,生產出高質量的拉擠成型件。意大利Tof玻璃公司和法國Permali公司,也均采用這項生產酸催化酚醛玻璃鋼拉擠件的制品。在歐洲大多采用酸催化酚醛拉擠工藝,也有一些采用高溫固化的酚醛拉擠工藝。










































