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天然纤维增强SMC瞄准工业应用

Lorenz和IVW合作开发了一种薄板成型化合物(SMC),它可以容纳葵花籽壳、芦苇和其他天然纤维和填料。
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面板采用洛伦兹SMC材料

用新的有机SMC生产后扰流板。研究人员能够用传统的加工参数填充复杂的罗纹结构。他们发现没有纤维和基质的分离。照片学分:InstitutFürberbundwerkstoffe(IVW)

可容纳天然填料和纤维的有机片状成型化合物(SMC),如地面向日葵种子壳和芦苇 - 已经开发出来Lorenz Kunststofftechnik GmbH.(Wallenhorst,德国),一家半成品聚合物产品生产商,适用于各种行业,以及Leibniz-Institutfürberdundwerkstoffe(IVW,Kaiserslautern,德国),莱茵兰 - 普法尔茨州的非营利研究机构,陶工组织技术大学,专门从事复合材料的开发和加工。目标是通过相对小的COS开发热固性复合材料2足迹。

洛伦茨销售和商业发展总监彼得Ooms表示,“我们通过我们的专业知识和SMC材料协助IVW,以及随后的工业生产测试。KaisersLautern研究所是实验室规模的初步测试,一般研究和新的有机SMC制定的开发。“

潜在用户调查

IVW SMC生产线

与InstitutFürberbundwerkstoffe(IVW)合作,Lorenz Kunststofftechnik GmbH研究了用较低的CO制作热固性复合材料的方法2足迹。图为IVW的SMC生产线。
照片信用:IVW

这两个组织基于对30家不同行业(包括电气、汽车和工业设备)公司的调查,制定了一份材料规格表。“我们的调查显示,不同的行业对这种材料有不同的要求,”奥姆斯说。然而,几乎所有人都希望它有一个生命周期评估(LCA)来记录环境方面和CO2减少生产,以及可回收性。我们根据这些要求选择了SMC生产的可能有机材料。“

合作伙伴决定开发一种玻璃纤维SMC,部分地包含有机基填料。对于填料,考虑了几种选择,包括地面向日葵种子壳和芦苇,木粉,来自工业水软化厂的较高碳酸钙,以及热固性回收材料。作为额外的可持续性倡议,原材料在洛根茨设施的500公里范围内。

对SMC、填料以及材料的加工工艺进行了研究。考虑因素包括耐受性、密度、粘度和原料的可用性。研究人员在开发配方时使用了不饱和聚酯(UP)树脂和抗收缩添加剂。

工作制剂

接下来,合作伙伴定义了使用新材料制造的演示战斗组件的参数。这个演示“帮助我们检查了材料的流动和充模行为,并与传统SMC半成品进行了比较,”dr - ing说。floorian Gortner是IVW的科学家。“基于这些结果和压力流变仪测试,我们建立了一个仿真模型来演示流动行为,并能够预测其他模具几何形状。”

在初步研究之后,开发了一种基线SMC树脂糊,包括不饱和聚酯(UP)树脂、抗收缩添加剂、氧化镁和增稠树脂的内离型剂,以及一种颜色糊。这种树脂糊经过了测试,以便研究人员能够了解每个单独的组件如何在SMC内相互作用。用不同的填料迭代测试一系列树脂配方,最终得到了一些具有所需粘度、流动性和浸渍性能的有机填料基树脂。

SMC示范器部分

这一示威者使用,用于将新材料的流量和填充行为与传统的SMC半成品的流动进行比较,包括在非常详细的模具中。照片信用:IVW

Gortner说:“氧化镁和一种内部离型剂被用来增稠树脂,一种颜色膏被添加到半成品的颜色中。根据调查结果,我们添加了更多的添加剂,并使树脂糊适应应用。”

它们耗尽了种类的几个迭代,直到它们提出了所需粘度,流动和浸渍行为的那些。所得材料允许生产密度低于常规SMC的半成品,其中Lorenz希望对电动车辆市场具有吸引力。下一步将是商业上生产树脂的版本,OOMS表示,Lorenz计划完成今年。

“现在我们和IVW一起成功地制造了这种新型热固性材料,我们计划进一步改进实际应用,”Ooms补充说。例如,洛伦兹可能会根据应用的不同,反复开发不同的材料,根据填料的比例改变树脂糊的数量,或者用玻璃纤维代替天然纤维。Lorenz还说,不饱和聚酯树脂也可以被更安全、更环保的树脂取代。

Gortner说:“我们研究项目的目的是证明在热固性产品的半成品中使用有机成分是可能的。多亏了Lorenz的积极支持,我们能够成功地做到这一点,并将继续将工业生产的反馈纳入我们的结果中。”

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