摘要：片狀模塑料(Sheet Molding Compound，SMC)是指以不飽和聚酯樹脂為主體，加入固化劑、脫模劑、填料、低收縮劑、增稠劑等，經(jīng)浸漬短切制得的上下兩面覆蓋聚乙烯(PE)薄膜的模塑料。本文主要簡述了SMC的組分構(gòu)成及分類應(yīng)用。

　　SMC在上世紀(jì)60年代初首先出現(xiàn)在德國，70年代美、日相繼引入并持續(xù)開發(fā)應(yīng)用該工藝，目前處于世界先進(jìn)水平。我國于上世紀(jì)80年代末通過引入國外技術(shù)，建立了SMC的生產(chǎn)線。

　　SMC的制品構(gòu)成中，四類構(gòu)成框架、四類決定特性

　　SMC由不飽和聚酯樹脂、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、填料、增稠劑、脫膜劑、玻璃纖維和阻聚劑構(gòu)成，其中前四類主要為制品提供物質(zhì)框架，及增加強(qiáng)度;后四類主要為制品增加黏度、耐腐蝕、絕緣和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特性。

　　(1)不飽和聚酯樹脂和交聯(lián)劑是SMC的主體。不飽和聚酯樹脂通常由不飽和二元羧酸(或酸酐)、飽和二元羧酸(或酸酐)與多元醇縮聚而成，本身具有一定的機(jī)械性能強(qiáng)度，且內(nèi)部受力均勻;交聯(lián)劑主要為苯乙烯。兩者交聯(lián)后是制品固化塑性的主要材料，起到連接、支撐、傳遞均衡和保護(hù)的作用。

　　(2)引發(fā)劑促使樹脂和交聯(lián)劑在樹脂糊階段固化成型。其作用主要是使樹脂與苯乙烯等交聯(lián)單體中的雙鍵發(fā)生共聚反應(yīng)，從而使SMC在模腔內(nèi)固化成型。

　　(3)填料占據(jù)SMC的三分之一以上，可調(diào)節(jié)模塑料的黏度。其一般需要有比重低、油吸附值低、孔隙少、耐腐蝕和成本低的特點(diǎn)，常用填料成分主要為CaCO₃、Al(OH)₃等。

　　(4)增稠劑可使SMC產(chǎn)生不粘手的高粘度特性。片狀及團(tuán)狀模塑料在制備時(shí)要求樹脂的黏度較低，以利于樹脂對(duì)玻璃纖維和填料的浸漬，而模壓成型時(shí)又需求較高的黏度，因此在模壓工藝前需加入增稠劑，將玻璃纖維浸漬的低粘度轉(zhuǎn)化為不粘手的高粘度。

　　(5)脫膜劑防止SMC與金屬模具表面發(fā)生親和作用。脫模劑可以使樹脂混合物在塑性過程中，阻止不飽和聚酯樹脂與金屬模具表面發(fā)生親和作用，主要是以硬酯酸鋅為代表的長鏈脂肪酸或鹽類，使用過量易使制品的性能下降，一般使用量占制品總量的1~3%，以保證制品的質(zhì)量。

　　(6)玻璃纖維可增強(qiáng)SMC的耐腐蝕和絕緣性能。SMC通常選用短切玻璃纖維氈作為增強(qiáng)材料，使用過量易使制品過于蓬松、使用劑量過小則對(duì)制品增強(qiáng)效果不明顯，一般的使用量為20%左右，這樣制品可同時(shí)滿足擠壓成型和模壓成型兩種工藝。

　　(7)阻聚劑增加SMC穩(wěn)定性，延長貯存期。由于引發(fā)劑苯乙烯會(huì)慢速分解，引起樹脂的聚合，加入適量的自由基捕捉劑(阻聚劑)，可減緩苯乙烯分解的速度，延長其貯存期。阻聚劑通常為苯醌類和多價(jià)苯酚類化合物。

　　SMC生產(chǎn)分為上薄膜、下薄膜及浸漬收卷加工三過程

　　SMC的生產(chǎn)工藝分為上薄膜加工、下薄膜加工和浸漬收卷三大過程。其中，上薄膜加工主要是除增強(qiáng)材料外的樹脂糊材料制備;下薄膜加工主要是增強(qiáng)材料短切玻璃纖維氈的制備;浸漬收卷主要是將制備的上下薄膜壓覆成型收卷的過程(圖1)。

　　圖1 SMC生產(chǎn)工藝過程簡圖

(來源：《SMC模塑料在汽車中的應(yīng)用》)

　　生產(chǎn)中下薄膜放卷，經(jīng)下樹脂刮刀后，薄膜上被均勻地涂覆一層樹脂糊，當(dāng)其經(jīng)過切割沉降區(qū)時(shí)，粗紗均勻沉降于樹脂糊上，承接了樹脂和短切玻璃纖維的薄膜，在復(fù)合輥的滾壓作用下使上薄膜的樹脂糊浸透纖維，當(dāng)纖維為樹脂充分浸漬后由收卷裝置收集成卷，經(jīng)增稠處理后得到片狀模塑料。

　　SMC產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，汽車工業(yè)等八大領(lǐng)域均有體現(xiàn)

　　SMC具有電氣性能優(yōu)異、耐腐蝕性強(qiáng)、質(zhì)量輕及工程設(shè)計(jì)容易、靈活等優(yōu)點(diǎn)，其機(jī)械性能可以與部分金屬材料相媲美，因而廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、鐵路車輛、建筑、電器與通訊等八大領(lǐng)域中(表1)。其中，早期主要以絕緣板的形式應(yīng)用于建筑、電器和通訊領(lǐng)域中，技術(shù)較為成熟;隨后被應(yīng)用于汽車工業(yè)中，用來替代車身的部分鋼鐵及鋁合金材料，以減輕汽車的重量，在當(dāng)前節(jié)能減排和新能源汽車發(fā)展的大背景下，車用產(chǎn)品技術(shù)繼續(xù)向輕質(zhì)和高質(zhì)量發(fā)展;發(fā)展到現(xiàn)在，日常生活中隨處可見SMC材料的應(yīng)用，在無線通訊、防爆電器外殼、地面絕緣材料、衛(wèi)浴和高鐵設(shè)施中均有體現(xiàn)。

　　表1 SMC材料八大應(yīng)用及細(xì)分領(lǐng)域

(來源：五度易鏈研究中心)

　　結(jié)語

　　片狀模塑料中的不飽和聚酯樹脂、交聯(lián)劑、引發(fā)劑和填料為制品提供物質(zhì)框架、增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;增稠劑、脫膜劑、玻璃纖維和阻聚劑為制品增加黏度、耐腐蝕、絕緣和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特性;其生產(chǎn)工藝主要有上薄膜加工、下薄膜加工及浸漬收卷三過程;該類產(chǎn)品目前已應(yīng)用于汽車工業(yè)、鐵路車輛等八大領(lǐng)域，在當(dāng)前節(jié)能環(huán)保和低能耗的背景下，汽車工業(yè)由于其輕量化的需求，對(duì)SMC材料提出了越來越高的要求，是SMC技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。