對(duì)填料的選擇

    填料在拉擠配方中是非常重要的組成，使用得當(dāng)，可以改善樹脂系統(tǒng)的加工性和固化后制品的性能，也可以顯著降低復(fù)合材料的成本。如使用不當(dāng)，也會(huì)嚴(yán)重影響加工性能和制品性能。

    一般來(lái)說(shuō)，任何粉狀礦物都可當(dāng)作填料。填料對(duì)液體樹脂系統(tǒng)的影響是提高粘度，產(chǎn)生觸變，加速或阻滯固化，減少放熱。在其所影響的工藝因素中，最重要的是對(duì)粘度與流變性的影響。而影響粘度的主要是填料的吸油率。吸油率上升則粘度上升，或者換句話說(shuō)，在保持相同粘度情況下，吸油率越低，則該種填料的添加量就可以越大。下表列出了幾種常用填料的吸油率值。

表一   各種填料的吸油率

從表中可以看出，重質(zhì)碳酸鈣的吸油率低，為性能較好的填料。

    此外，填料的比表面積會(huì)影響聚合速度。輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉等的比表面積大，會(huì)阻滯固化；而重質(zhì)碳酸鈣的比表面積較小，固化性能較優(yōu)。

    通過(guò)對(duì)碳酸鈣的表面用有機(jī)物包覆形成活性碳酸鈣，使得聚集態(tài)顆粒減少，分散度提高，顆粒間空隙減少，從而更加降低其吸油率。

    此外，填料的價(jià)格也是選擇使用何種填料的重要參考。在表中列出的幾種填料中，成本最低的是重質(zhì)碳酸鈣和滑石粉，表面活化重質(zhì)碳酸鈣的成本略有升高，高嶺土的成本居中，最高的是氫氧化鋁。氫氧化鋁通常用作阻燃填料而不作為普通填料使用。

    各種填料對(duì)固化后制品的機(jī)械物理性能的影響大致相當(dāng)。對(duì)阻燃性、電性能的影響略有不同。此外，對(duì)制品的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響比較復(fù)雜，與填料的顆粒大小、粒徑分布、顆粒形狀、硬度及填充量等都有關(guān)系。

    綜上所述，對(duì)填料的選擇應(yīng)視對(duì)制品的最終性能要求而定。在普通的情況下，性能最好且成本最低的填料當(dāng)屬重質(zhì)碳酸鈣和表面活化重質(zhì)碳酸鈣、此外，除非有特殊要求，一般不建議使用復(fù)合(同時(shí)使用兩種或兩種以上)填料系統(tǒng)。

樹脂混合料的增稠現(xiàn)象

    所謂增稠現(xiàn)象是指配好的樹脂混合料在使用過(guò)程中粘度逐漸增高，且粘度的增高速度逐漸加快，直至達(dá)到混合料很難甚至無(wú)法使用的程度。這一現(xiàn)象國(guó)內(nèi)的拉擠廠經(jīng)常碰到，但卻很難找到真正的原因和解決辦法。

    導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是由于配方中存在有高酸性的組份，主要是配方中所使用的液體內(nèi)脫模劑(目前國(guó)內(nèi)銷售的液體內(nèi)脫模劑大部分屬于此類)，這一組份與混合料中的堿性填料如碳酸鈣或金屬氧化物顏料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使鈣離子或其它金屬離子游離出來(lái)。這些游離出來(lái)的鈣離子或其它金屬離子則很快與聚酯分子鏈端部的羧基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成絡(luò)合物，形成一種聚酯—金屬絡(luò)臺(tái)物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使混合料的粘度急劇升高，流動(dòng)性降低，粘度的迅速升高導(dǎo)致其難以浸透玻璃纖維，使拉拔的阻力也升高。所得到的制品由于浸潤(rùn)不夠而產(chǎn)生性能下降。

    高酸性的組份還會(huì)與某些對(duì)酸敏感的顏料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使制品的顏色發(fā)生漂移。

    另外，酸性組份還對(duì)非鍍鉻模具(目前國(guó)內(nèi)大部分合縫模均未鍍鉻)產(chǎn)生腐蝕，使模具壽命變短。它與模具的反應(yīng)產(chǎn)物還會(huì)污染產(chǎn)品，使產(chǎn)品的某些富纖維部分變黑。

    此外，還有非常重要的一點(diǎn)是，過(guò)氧化物在中性或堿性介質(zhì)中，其受熱分解的形式是分解成兩個(gè)自由基。但若在酸性介質(zhì)下，其裂解反應(yīng)將可能是離子裂化反應(yīng)而不是自由基裂解反應(yīng)．因而對(duì)樹脂的交聯(lián)固化不利。因此應(yīng)盡量避免加入酸性物質(zhì)。但硬脂酸對(duì)此尤影響[2]。

    中山紅祥玻璃鋼原材料經(jīng)銷部經(jīng)過(guò)多年潛心研究，最近研制出了一種近于中性的液體內(nèi)脫模劑MR—8810，有效地解決了這一難題。

制品的開裂

    制品的開裂，包括表面裂紋和內(nèi)部裂紋，是令拉擠廠最為頭痛的工藝問(wèn)題。這一問(wèn)題出現(xiàn)的頻次最高，幾乎可以出現(xiàn)在任何產(chǎn)品中和任何時(shí)間上。

    裂紋產(chǎn)生的原因最主要是因?yàn)榉艧崾湛s產(chǎn)生的熱應(yīng)力所導(dǎo)致。對(duì)這點(diǎn)很多廠家也都有共識(shí)。但目前國(guó)內(nèi)卻還難以找到較好的消除熱應(yīng)力的方法。雖然適當(dāng)?shù)卣{(diào)整模具溫度和拉擠速度可能可以暫時(shí)緩和這一問(wèn)題，但是隨著環(huán)境條件的變化以及某些無(wú)法確知的原因，裂紋又會(huì)重新出現(xiàn)�？赡苡袝r(shí)在非常正常的情況下會(huì)突然出現(xiàn)開裂，令你防不勝防。

    為了克服這一問(wèn)題，中山紅祥玻璃鋼原材料經(jīng)銷部研制出了一種DP—防裂增亮粉。

    將其添加到樹脂配方中，可以大大地減少制品中裂紋的發(fā)生。只需添加少量(樹脂量的2％-5%)即有明顯的效果。由于添加量不大，對(duì)制品性能影響很小，對(duì)某些性能還能起到增強(qiáng)作用。除了能減少開裂，它還具有增加制品表面的光澤，使制品的顏色更加均勻的優(yōu)點(diǎn)。在配方中加入這種組份，可以在很大程度上減少?gòu)U品率，使生產(chǎn)更加平穩(wěn)順暢。

    DP—防裂增亮粉防止制品開裂的機(jī)理如下：由于它不溶于樹脂，因此當(dāng)它分散于樹脂中之后，就在樹脂連續(xù)相中形成大小約為50—100μm的分散球粒，在這些球粒中又分散有少量的液體樹脂。當(dāng)對(duì)樹脂加熱時(shí)，連續(xù)相和分散相都發(fā)生膨脹。在加熱到120-140％時(shí)，樹脂開始固化交聯(lián)并發(fā)生收縮，分散相球粒內(nèi)的樹脂也發(fā)生交聯(lián)固化。但此時(shí)分散相球粒仍隨著溫度升高而繼續(xù)膨脹。因此在分散相球粒和連續(xù)相的界面處就產(chǎn)生了應(yīng)力和應(yīng)變。隨著溫度的繼續(xù)升高，連續(xù)相的固化交聯(lián)繼續(xù)發(fā)生并趨于完成，這一過(guò)程伴隨著連續(xù)相的持續(xù)收縮。這樣在界面處就產(chǎn)生了更大的應(yīng)力和應(yīng)變。當(dāng)這一應(yīng)力和應(yīng)變大到一定程度之后，分散相球粒內(nèi)的已交聯(lián)的樹脂網(wǎng)絡(luò)發(fā)生微裂紋并在球粒內(nèi)擴(kuò)展，從而使界面處的應(yīng)力和應(yīng)變得到釋放。通過(guò)這樣一種機(jī)理，防止了制品出現(xiàn)主骨架網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)裂紋。

    以上簡(jiǎn)要討論了拉擠填料的選擇和兩種最棘手的工藝問(wèn)題。當(dāng)然拉擠工藝中存在的問(wèn)題遠(yuǎn)不止這些。對(duì)于出現(xiàn)的每種問(wèn)題，均需要拉擠廠、設(shè)備制造商和原材料供應(yīng)商的密切協(xié)作，才有可能使問(wèn)題得到較好的解決，設(shè)備制造商和原材料供應(yīng)商的產(chǎn)品開發(fā)能力與售后服務(wù)能力對(duì)協(xié)助解決拉擠生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題是至關(guān)重要的。

1.表面液滴

   原因：制品固化不完全，纖維含量少，收縮大，制品表面與模壁產(chǎn)生較大空隙，未固化樹脂發(fā)生遷移。 

   措施：提高溫度或降低拉速，使其充分固化，這對(duì)厚壁制品來(lái)說(shuō)尤其重要，增加紗含量或添加低收縮劑，填料。 

2.表面起皮、破碎

   原因：表面富樹脂層過(guò)厚，在脫離點(diǎn)產(chǎn)生爬行蠕動(dòng)，凝膠時(shí)間與固化時(shí)間的差值過(guò)大，脫離點(diǎn)太超前于固化點(diǎn)。 

   措施：增加紗含量以增大模內(nèi)壓力，調(diào)整引發(fā)系統(tǒng)，調(diào)整溫度。 

3.白粉

   原因：脫模效果差，模具內(nèi)壁粘模，碎片堆積劃傷制品表面，模具內(nèi)壁表面粗糙度值太高（制造原因或使用時(shí)劃傷、銹蝕。 

   措施：選用好的脫模劑，清理，修復(fù)或更換合格模具，停機(jī)片刻在重新啟動(dòng)，拉出粘模出的碎片，達(dá)到清理的目的。 

4.分型線明顯，分型線處磨損

   原因：模具制造尺寸精確度不夠，在合模時(shí)各模塊定位偏差大，分型線有粘模情況造成白線。 

措施：修復(fù)模具，拆開模具重新組裝，停機(jī)片刻再重新啟動(dòng)。 

5.表面纖維外露，纖維起毛

   原因：此缺陷一般在只用纖維紗增強(qiáng)的制品如棒材上出現(xiàn)，可能的原因是纖維含量太高或模腔內(nèi)壁粘有樹脂碎屑。 

   措施：降低纖維含量，暫停機(jī)后在重新開機(jī)。 

6.不耐老化，易褪色

   原因：沒(méi)有添加光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑，顏料耐光性差。 

   措施：添加抗老化劑，選用優(yōu)質(zhì)色糊。 

7.絕緣性差

   原因：樹脂、纖維的絕緣性較差，界面黏結(jié)性能較差。 

   措施：改進(jìn)原材料的選擇，使用偶聯(lián)劑以增強(qiáng)界面性能。 

8.強(qiáng)度不夠、力學(xué)性能差

   原因：原材料的力學(xué)性能指標(biāo)較低，固化度不夠。 

   措施：選用優(yōu)質(zhì)原材料，如高強(qiáng)纖維，高強(qiáng)樹脂，合理控制工藝參數(shù)以保證固化度，進(jìn)行后固化處理。 

9.密集氣孔

   原因：原材料質(zhì)量較差，溫度控制不合理。 

   措施：選用好的愿材料，控制溫度不能太高。