可变纤维增强反应注射成型技术研究现状

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可 变 纤 维增 强反 应 注射 成 型 技 术 研 究现 状
２１ ０ ０年 ９月
图案 清晰 ， 重复性 好等 。但 因其 制品 耐热 性能 较 差 ， 不能适 应 汽车外涂 装 的要求 。ＲＭ 技 术还 具有 如 收 Ｉ 缩率较 高 、 热膨胀 系数较 大 、 在温度 变 化下 与钢 铁 基 材 的 匹配性差 等 缺 点 ， 而 限 制 了其 应 用 。为 了克 从 服 Ｒ Ｍ制 品 的缺点 ， Ｉ 开发 了增 强 反 应 注射 成 型 （ ｅ Ｒ．
需 要进 行分 离 、 纯 、 挥 和造粒 等后 处 理工 序 。制 提 脱 备 过程 流程 长 、 能耗 高 、 境 污 染 严 重 ， 加 了制 造 环 增 成 本 。合成 的 聚合 物 再 通 过 加 工 成 型 ， 到 制 品 。 得
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等汽车内外饰领域快速发展 ， 尤其是可变纤维增强
生 产连续 、 无需 进 行 复 杂 的分 离提 纯 和 溶 剂 回收 等
后处理过程 、 节约能源和资源 、 环境污染小等诸多优 点。高分子反应加工分 为反应挤 出和反应 注射 成 型…两部分。 目前国内外对于反应挤出成型的研究
异常 活跃 ， 但对 于 反应 注射 成 型 的 研 究 和应 用 略显 不足 ， 甚至 一度停 顿 ， 中原 因可能是 由于材 料体 系 其
扩大 。
Ｉ Ｉ 反应 注射 成型 工 艺和设 备 ．
般采 用挤塑 、 注塑 、 吹塑 或 压 延 等 成 型 工 艺 ， 备 设
投资大。此外 ， 加工过程中 ， 聚合物需要再次熔 融，
增加 了能耗 … 。
高分子材料反应加工是将高分子材料的合成和 加工成型融为一体 ， 赋予传统的加工设备 （ 如螺杆挤
反应太快 ， 反应注射成 型机器适应性 等问题未能够
得 到很好 解决 。最 近 由于汽 车轻 量化 和绿 色 环保 方 面 的需要 ， 反应 注射 成 型在 薄壁仪 表板 、 车 侧护 板 汽
釜或其他合成反应器生成聚合物。聚合反应往往需 要几小时甚至数十小时 ， 部分聚合反应 还需要在高 温、 高压或真空等条件下进行 。聚合反应结束后还
反应 注射 成型 技术 的开 发成 功 和如 Ｄ Ｐ Ｃ Ｄ等新 型 材 料 的研制 成功 都促 进 了反应 注射 成型 的发展 。
１ 反应 注射成 型技术
反 应 注射 成 型 （ ｅｃｏ ｎ ｃｏ ｏｄｎ ， Ｒ ａｔｎｉｅｔｎｍ ｌｉｇ 简称 ｉ ｊ ｉ Ｒ Ｍ） 是 ２ 纪 ７ Ｉ ０世 Ｏ年 代 初 在 聚 合 物 加 工 领 域 中 发 展起 来 的一 种新 型高 分 子 材料 成 型 技 术 ， 过 三 经 十多年 的发展 ， 最初 的反应 注 射成 Biblioteka Baidu ， 历 了增 强 从 经 反应 注射 成 型 、 构反 应注射 成 型 ， 展 到 目前最 先 结 发 进 的 可 变 纤 维 增 强 反 应 注 射 成 型 ， 用 范 围不 断 应
２ １ 第 ５期 ０ ０年
玻 璃 钢 ／ 复 合 材 料
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可变 纤维 增 强反应 注 射成 型 技 术研 究现 状
陈 丰 ，孙 宇
（ ．南京理工大学机械 工程学 院， １ 江苏南京 ２ ０ ９ ； ．安徽科技学院工学院， １ ４ ２ ０ 安徽蚌埠 ２ ３０ ） ３１ ０
摘要 ：反应 注射成 型技 术是 高分子材料反 应加 工的重要 形式之 一。介绍 了反应 注射成 型（ Ｉ 的原理 、 型设 备、 Ｒ Ｍ） 成 成型 材料 、 特点及 其基 本理论研 究进展 ， 在此基础上 重点介 绍 了可变纤维增强反 应注射成型技 术 ， 并对微 细发 泡技 术和模 内涂层搪
塑工艺等先进技术进行 了介 绍， 这些先进工 艺与可 变纤维增 强反 应注射成 型技 术 的结合 ， 有助 于推 动反 应 注射成 型技术 的发
展， 最后 探讨 了有待进一步研究的若干课题。
关 键 词 ：反 应 注射 成 型 ；可 变纤 维 注入 技 术 ；微 细 发 泡技 术 ；模 内涂 层 技 术
中图分类号 ：Ｔ ３ ０ Ｕ ２
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ ０ ９ （０ ０ ０ ０ ７ ０ ０ ３— ９ ９ ２ １ ）５— ０ １— ７
传统的高分子工业生产 中， 高分子材料的制备
和加 工成 型是 两个截 然不 同的工艺 过程 。制备 过程 主要 是化学 过程 ： 单体 、 化剂及 其 他助 剂通 过 反应 催
具有许多优点 ， 如生产效率高、 能耗低 ， 模腔压力小
（． ０ ３～１０ ａ ， 料 体 系 较 广 ， 备 投 资 小 ， 合 ．ＭＰ ） 原 设 适 于 薄壁 、 型 、 大 复杂制 品 ， 而且 产 品表面 质量 好 ， 纹 花
收稿 日期 ：２ ０ ．ＯＯ ０ ９１ － ６ 作者简介 ：陈丰 （ ９ ２） １７ 一 ，男 ，博士 ，副教授 ，主要研究方向为复合 材料及其 成型技术 。
式 计量 ， 间混合 后 同时 注入模 腔 ， 瞬 在模 腔 中迅 速反
聚合物或经化学改性 的新型聚合物 。同时 ， 通过在
挤 出机 头 安 装 适 当 的 口模 ， 接 得 到 相 应 的 制 品 。 直
反 应加工 具有 反应 周 期 短 （ 需几 十秒 到几 分 钟 ） 只 、
应， 材料 的分 子量 急剧 增加 ， 以极 快 的速 度生 成含 有 新 的特 性 基 团结 构 的 聚 合 物 ， 是 集 液 体 输 送 、 它 计 量、 冲击 、 速反 应 成 型 为特 征 的全 新 加 工 新 技 术 ， 快 加 工简单 快捷 ， 成 型原 理 如 图 Ｉ所 示 。 ＲＭ 技 术 其 Ｉ
出机 等 ） 或模 具 型腔 以合成 反应 器 的功能 。单 体 、 催 化剂及 其他 助剂 或需 要进 行化 学改性 的 聚合 物 由挤 出机 的加料 口加 入 ， 挤 出机 中进 行 化学 反 应 形 成 在
ＲＭ 技术 是 ２ Ｉ ０世 纪 ７ 代初 出现 的反应 和成 ０年 型 同 时 进 行 、 步 完 成 的 聚 合 物 加 工 新 技 术 Ｊ 一 。 ＲＭ 技术是 由单 体 或者分 子量 低 的低 聚物 以液 态形 Ｉ