Composizione e applicazione del composto per stampaggio a lastre

Il composto per stampaggio in fogli (SMC) è costituito principalmente da resina poliestere insatura, a cui vengono aggiunti agenti indurenti, distaccanti, riempitivi, agenti a basso ritiro, addensanti, ecc. Il composto per stampaggio è rivestito con una pellicola di polietilene (PE). Questo articolo descrive brevemente la composizione, la classificazione e l'applicazione dell'SMC.

Composizione del composto per stampaggio a caldo

L'SMC è composto da resina poliestere insatura, agente reticolante, iniziatore, riempitivo, addensante, agente distaccante, fibra di vetro e inibitore di polimerizzazione. Tra questi, le prime quattro categorie forniscono principalmente la struttura portante del materiale e ne aumentano la resistenza. Le ultime quattro categorie contribuiscono principalmente alle proprietà di maggiore viscosità, resistenza alla corrosione, isolamento e stabilità strutturale del prodotto.

1. La resina poliestere insatura e gli agenti reticolanti costituiscono la parte principale dell'SMC. Le resine poliestere insature sono generalmente policondensate da acidi dicarbossilici insaturi (o anidridi), acidi dicarbossilici saturi (o anidridi) e polioli. Presentano determinate proprietà meccaniche e resistenza, e la forza interna è uniforme. L'agente reticolante è principalmente stirene. Dopo la reticolazione, i due componenti costituiscono i materiali principali per la plasticità del prodotto durante la polimerizzazione, svolgendo un ruolo di connessione, supporto, bilanciamento della trasmissione e protezione.

2. L'iniziatore provoca la polimerizzazione e la formazione della pasta di resina e del reticolante. La sua funzione principale è quella di far copolimerizzare la resina e il doppio legame presente nel monomero reticolante, come lo stirene, in modo che l'SMC possa solidificarsi e formarsi nella cavità dello stampo.

3. Il riempitivo occupa più di un terzo del composto di stampaggio in lastre e può regolarne la viscosità. Generalmente deve possedere le caratteristiche di bassa densità, basso valore di assorbimento d'olio, scarsa porosità, resistenza alla corrosione e basso costo. I componenti di riempimento comunemente utilizzati sono principalmente CaCO3, Al(OH)3 e simili.

4. Gli addensanti conferiscono all'SMC un'elevata viscosità e proprietà antiaderenti. La preparazione di compound per stampaggio in lastre e in massa richiede una bassa viscosità della resina per facilitare l'impregnazione della fibra di vetro e del riempitivo da parte della resina. Lo stampaggio a compressione, invece, richiede una viscosità maggiore. Pertanto, è necessario aggiungere un addensante prima del processo di stampaggio per convertire la bassa viscosità necessaria all'impregnazione della fibra di vetro in una viscosità elevata che non risulti appiccicosa.

5. L'agente distaccante impedisce che il composto per stampaggio a caldo aderisca alla superficie dello stampo metallico. L'agente distaccante può impedire che la resina poliestere insatura interagisca con la superficie dello stampo metallico durante il processo di stampaggio della miscela di resina. Si tratta principalmente di acidi grassi a catena lunga o sali, rappresentati dallo stearato di zinco. Un uso eccessivo può facilmente ridurre le prestazioni del prodotto. L'utilizzo generale è pari all'1-3% del prodotto totale per garantirne la qualità.

6. Le fibre di vetro possono migliorare la resistenza alla corrosione e le proprietà isolanti dell'SMC. Il compound per stampaggio a lastre solitamente utilizza tappeti di fibre di vetro tagliate come materiale di rinforzo. Un uso eccessivo può facilmente rendere il prodotto troppo soffice, mentre un uso insufficiente non avrà un effetto di rinforzo evidente. L'utilizzo generale è di circa il 20%. In questo modo, il prodotto può soddisfare contemporaneamente i due processi di stampaggio per estrusione e stampaggio per compressione.

7. L'inibitore aumenta la stabilità dell'SMC e ne prolunga il periodo di conservazione. Poiché lo stirene, utilizzato come iniziatore, si decompone lentamente, causando la polimerizzazione della resina, l'aggiunta di una quantità appropriata di agente antiossidante (inibitore di polimerizzazione) può rallentare la velocità di decomposizione dello stirene e prolungarne il periodo di conservazione. Gli inibitori sono generalmente benzochinoni e composti fenolici polivalenti.

Applicazione di prodotti composti per stampaggio di lastre

L'SMC presenta i vantaggi di eccellenti prestazioni elettriche, elevata resistenza alla corrosione, leggerezza, facilità e flessibilità nella progettazione ingegneristica, ecc. Le sue proprietà meccaniche sono paragonabili a quelle di alcuni materiali metallici. Pertanto, è ampiamente utilizzato in otto settori quali l'industria automobilistica, i veicoli ferroviari, l'edilizia, gli elettrodomestici e le telecomunicazioni (Tabella 1).

Tra le varie applicazioni, inizialmente veniva utilizzato principalmente sotto forma di pannelli isolanti nei settori dell'edilizia, degli elettrodomestici e delle telecomunicazioni, e la tecnologia in questo campo è relativamente matura. Successivamente, è stato impiegato nell'industria automobilistica per sostituire parte dell'acciaio e delle leghe di alluminio nella carrozzeria, al fine di ridurre il peso delle vetture.

Nel contesto delle attuali esigenze di risparmio energetico e riduzione delle emissioni, nonché dello sviluppo di veicoli a energia alternativa, la tecnologia dei prodotti automobilistici continua a evolversi verso la leggerezza e l'alta qualità. Ad oggi, l'applicazione dei materiali SMC è riscontrabile ovunque nella vita quotidiana: nelle comunicazioni wireless, negli involucri elettrici antideflagranti, nei materiali isolanti per il terreno, nei bagni e nelle infrastrutture ferroviarie ad alta velocità.

Tabella 1 Otto principali applicazioni e campi di suddivisione dei materiali SMC

Riassumere

La resina poliestere insatura, l'agente reticolante, l'iniziatore e il riempitivo presenti nel composto per stampaggio a lastre (SMC) forniscono una struttura di supporto al prodotto e ne aumentano la resistenza strutturale. L'addensante, l'agente distaccante, la fibra di vetro e l'inibitore di polimerizzazione conferiscono al prodotto viscosità, resistenza alla corrosione, isolamento e stabilità strutturale. Tali prodotti trovano applicazione in otto settori principali, tra cui l'industria automobilistica e quella ferroviaria. Nell'attuale contesto di risparmio energetico, tutela ambientale e riduzione dei consumi, l'industria automobilistica ha imposto requisiti sempre più stringenti ai materiali SMC, a causa delle esigenze di leggerezza. Questo rappresenta il principale motore per lo sviluppo della tecnologia SMC.

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