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低密度SMC：化学发明更美妙生活

(原题目：为雪弗兰“减肥”的SMC，还可在高生产量运用中出示比铝低的产品成本 )

得益于一种称之为“TCA Ultra Lite”(在其中TCA意味着“tough Class A”)的密度低块状模塑胶(SMC)，通用性汽车企业2016雪弗兰・克尔维特(Chevrolet Corvette)超级跑车的车体板净重缓解了9kg(对比原先的SMC部件)。

这类新式SMC由内地构造塑胶企业(通称“CSP”)配置并承担成形。凭着1.2的比例，该原材料比CSP中等水平相对密度的“TCA Lite”SMC(比例1.6)缓解了28%的净重，比传统式SMC(比例1.9)缓解了43%的净重。

除具备与TCA Lite相提并论的物理性能外，TCA Ultra Lite还完成了与漆料和黏合剂的更优粘合。

自2015年夏天逐渐，克尔维特(Corvette)超级跑车上除发动机盖和顶棚这两个由环氧树脂碳纤维材料橡塑制品成形的部件外，别的全部的外饰车体板均由TCA Ultra Lite替代TCA Lite做成。

在原材料转换全过程中，既不用调节模具工装和制作工艺，也不用更改部件的薄厚。

依据克尔维特(Corvette)车系的不一样，由TCA Ultra Lite SMC做成的车体板部件现有21种，包含汽车车门、旅行箱盖、门围、后面档板、保险杠及双门跑车的现浇板梁等。

殊不知，这类密度低SMC的取得成功还不止于此!

对于全部生产量的汽车生产制造

TCA Ultra Lite都能出示成本费小于铝的核心竞争力

CSP做的生命期分析表明

即便35万~四十万辆的汽车总产量

选用TCA Ultra Lite原材料的单独部件成本费仍然小于铝

毫无疑问，它是SMC的一项开创性发展!

因此，CSP消耗了5年的時间资金投入此项研究。

一起来看一下都发生了什么有趣的小故事!

铝是真实的竞争对手

一般 状况下，与钢和铝对比，SMC具备以下优点：

➤ 在规格型号非常的几何图形构造比照中，SMC比金属材料轻40%;

➤ 具备更强的高、低速档冲击性特性;

➤ 不锈蚀、不浸蚀，因此不用防腐蚀解决;

➤ 具备优良的耐热性和有机化学可靠性，可承受电泳原理(e-coat)堆积加工工艺;

➤ 设计方案协调能力更高(尤其是与铝对比)，令复合型曲线图表面的成形既便捷、划算又具备精确性。

➤ 部件融合工作能力强，能够 将好几个子部件融合成形为单独繁杂的SMC部件，降低了模貝总数及模后拼装实际操作。

尽管这般，但在取代金属材料的运用中，成本费仍然是汽车OEMs关键考虑的因素之一。

在中国、低产量的生产制造中，SMC具备较显著的成本费优点：

例如每一年不上十五万件的生产量，

SMC部件一般 要比钢或铝部件节约50%~70%的模貝成本费。

可是，在更高生产量下，与金属材料对比，SMC不占成本费优点，这是由于：

➤ SMC的原料成本费在更高生产量下看起来比金属材料更高;

➤ 比较慢的生产节拍，代表着SMC的成形商们务必提升模貝和机器设备的总数，才可以以更高的生产量维持竞争能力。

因而，当CSP的研究工作人员下手产品研发TCA Ultra Lite时，一个十分既定目标是：寻找一种方式，令其SMC在一切生产量下都能出示好于铝的成本费优点。

为了更好地完成SMC对铝的降低成本取代，CSP的研究工作人员将研究关键放到了处理原材料的比例难题上，她们的总体目标是开发设计出比例只有1.2的SMC原材料。

有机化学是重要

一般 ，SMC由环氧树脂、玻纤、矿物质填充料和防腐剂构成。从基本下手，CSP的研究工作人员剖析了每一种成分能为比例的减少作出的奉献。

为减少相对密度，CSP最先选用一种中空夹层玻璃微珠替代了一定百分数的传统式CaCO3填充料。

殊不知，在配混或成形全过程中，这类微珠易被损坏，結果造成 物理性能降低，相对密度升高。

因此，CSP的研究工作人员逐渐混配新的秘方，成形并检测部件，随后对试品切成片，并运用一台优秀的扫描仪透射电镜(SEM)观查其形状，以实验并了解她们所见到的构造与她们已经检测的特性及其已经调节的有机化学成分中间有什么关系。

仔细观察，她们从3个层面得到了解决方法，另外还得到了用以提升环氧树脂/提高原材料页面粘合性的各种不同方式。

最先，她们了解了各种类型的微珠，最后选用了3M公司的夹层玻璃微珠。

这类微珠更硬、特性更强，有着更高的抗拉强度，而在先前，它未曾与不饱和脂肪醇酸树脂一起被用以汽车高分子材料行业。

次之，她们选用了由CSP自身的研究工作人员开发设计并得到了专利权的一种特有浸润剂来提高环氧树脂/微珠中间的粘合性。

这类浸润剂秘方产生功效的原理，是用以不饱和聚酯和氮丙啶酯的自由基反应原理。与传统式浸润剂对比，不但特性差别显著，并且在SEM图象上清楚可见。

研究工作人员在深层次研究环氧树脂/微珠页面的有机化学与物理属性时发觉，一些SMC部件上漆料的长期性粘合力难题，并不是大家所假定的那般，是由漆料与高分子材料表面中间欠佳的粘合造成的。

对漆料早已脱落的部件表面开展SEM扫描仪显示信息，不只是漆料，并且高分子材料环氧树脂基材的全部顶层，早已从微珠表面脱离。

CSP企业的研究工作人员发觉，她们为提高环氧树脂/微珠页面的粘合性所做的工作中，不但以更低的相对密度做到或超出了总体目标的物理性能，并且为SMC与漆料和黏合剂中间完成优良的粘合产生了附加的优点。

第三，研究工作人员再次思考了她们的玻纤无捻粗纱选择项，最后挑选了欧文斯科宁的ME1975玻纤合股纱。

它是欧文斯科宁专业对于高韧性和抗腐蚀的、选用不饱和聚酯的SMC运用而全新升级配置的玻纤原材料。

这类中碱玻纤的表面有机化学特性，还为改进表面光滑度和物理性能做出了关键奉献。

新的探寻

尽管TCA Ultra Lite的第一个商业化的运用是喷漆的A级表面车体板，但CSP表明，它一样适用构造部件。

此外，现阶段CSP已经探寻研究碳纤维材料提高SMC、碳纤维材料高分子材料预浸料及其合适RTM成形的碳纤维等新的秘方。

研究的关键取决于：

➤ 降低废弃物;

➤ 探寻对玻纤/碳纤维材料混和提高原材料系统软件开展最有效运用的方式;

➤ 找寻一种碳均衡的方式(即无需点燃就可以收购 化学纤维)，以从废料部件中收购 碳纤维材料。

来源于：Peggy MalnatiPT当代塑胶

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