洛伦兹和IVW合作针对工业应用开发了一种片状模塑料(SMC)

Lorenz Kunststofftechnik GmbH(德国Wallenhorst )是一家有机聚合物半成品的生产商,该产品可以容纳天然填料和纤维(如磨碎的葵花籽壳和芦苇),可以生产有机片状模塑料SMC)。 ,以及莱茵兰-普法尔茨州非营利性研究机构和Kaiserslautern技术大学(专门从事复合材料开发和加工)的Leibniz-InstitutfürVerbundwerkstoffe(IVW,德国凯瑟斯劳滕)。目的是开发具有相对较小的CO 2足迹的热固性复合材料

洛伦兹的销售和业务发展总监Peter Ooms说:“我们为IVW提供了专业知识和SMC材料,并为随后的工业生产测试提供了帮助。Kaiserslautern研究所进行了实验室规模的初步测试,常规研究以及新型有机SMC配方的开发。”

潜在用户调查


Lorenz Kunststofftechnik GmbH与Verbundwerkstoffe研究所(IVW)合作研究了制造具有较低CO 2占地面积的热固性复合材料的方法。图为IVW的SMC生产线。
图片来源:IVW

这两个组织基于对包括电气,汽车和工业设备在内的各个行业的30家公司的调查,制定了材料规格表。“我们的调查表明,不同行业对材料的要求不同,” Ooms说。但是,几乎所有人都希望它具有生命周期评估(LCA),以记录环境方面的问题,减少生产中的CO 2以及可回收性。我们根据这些要求选择了可能的有机材料用于SMC生产。”

合作伙伴决定开发一种玻璃纤维SMC,其部分包含有机基填料。对于填充剂,考虑了几种选择,包括磨碎的葵花籽壳和芦苇,木粉,来自工业水软化厂的再生碳酸钙和热固性再生材料。作为一项额外的可持续发展计划,原材料的采购距离洛伦兹工厂不到500公里。

在IVW上对SMC和填料以及如何处理材料进行了研究。考虑的因素包括浸渍性,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

处理配方

接下来,合作伙伴为使用新材料制造的示威者战斗部件定义了参数。Ing博士说:“该演示者“帮助我们检查了材料的流动性和模具填充行为,并将其与传统的SMC半成品进行了比较。” IVW的科学家Florian Gortner。“基于这些结果和压力机流变学测试,我们构建了一个仿真模型来演示流动行为,并能够预测其他模具的几何形状。”

经过初步研究,开发出一种基线SMC树脂浆料,该浆料包含不饱和聚酯(UP)树脂以及抗收缩添加剂,氧化镁和用于使树脂增稠的内部脱模剂,以及一种色浆。该树脂浆料经过测试,因此研究人员可以了解SMC中每个单独组件的相互作用。具有不同填料的树脂配方的反复测试系列最终产生了许多具有所需粘度,流动性和浸渍性能的有机填料基树脂。

SMC演示器部分

诸如此类的演示器用于比较新材料与传统SMC半成品(包括非常详细的模具)的流动性和填充行为。图片来源:IVW

戈特纳说:“氧化镁和内部脱模剂用于使树脂增稠,并添加色浆以使半成品着色。根据调查结果,我们添加了更多的添加剂并使树脂糊剂适应该应用。”

他们对配方进行了多次迭代,直到得出具有所需粘度,流动性和浸渍性能的配方。最终的材料允许以比传统SMC更低的密度生产半成品,Lorenz希望这将吸引电动汽车市场。下一步将是商业生产该树脂的一种版本,Ooms说Lorenz计划在今年完成。

Ooms补充说:“现在,与IVW一起,我们已经成功制造出了这种新型热固性塑料,我们正在计划对实际应用进行进一步的改进。” 例如,Lorenz可能会开发材料的迭代,根据应用场合的不同,树脂的糊化量会与填料成比例变化,或者将玻璃纤维替换为天然纤维。洛伦兹还说,不饱和聚酯树脂也可以用更安全,更环保的树脂代替。

据戈特纳说:“我们研究项目的目的是表明在半成品热固性产品中使用有机基成分是可能的。感谢洛伦兹的积极支持,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。”

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