3　增稠作用

　　樹脂在稠化前黏度低，與填料混合形成的漿料易于浸漬玻璃纖維，但浸漬后要轉變為模塑料時，其黏度應為(7.5～15)×10⁴Pa?s。這種特性可以使樹脂制成含有相當高玻璃纖維含量的模塑料，而又能保持玻璃纖維氈的整體性，在制成SMC以后又有足夠的硬挺度，便于操作。這在普通制造BMC的工藝中是不可能做到的。
　　稠化速度是SMC生產工藝要求的重要性能。稠化速度要適當，稠化太快，玻璃纖維難于浸透；稠化太慢則貯存困難。一般在混合以后，存放在常溫下24～28h，應有足夠的硬挺度。稠化速度受許多因素的影響，主要是樹脂的分子量、酸值、含水量以及游離二元醇含量。填料、脫模劑及其他少量的添加劑也有影響。因此要求樹脂有嚴格的酸值、分子量，并準確控制水分及游離二元醇含量，才能達到穩定的稠化速度。
　　在短時間內迅速增稠、達到很高黏度的過程中有個誘導期，在誘導期內黏度變化逐漸加速，以致達到迅速增長的速度。稠化速度與誘導時間是稠化過程的兩個重要參數。誘導期太短。在機器上制SMC時就困難。理想的增稠曲線為圖16-12所示。

　　選擇不同的增稠劑類型、濃度和顆粒尺寸可以達到調節稠化速度和誘導時間的目的。
　　可用的增稠劑有氧化鈣、氫氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鎂。氧化鈣對空氣潮濕比較敏感，一般不用。氧化鎂和氫氧化鎂為常用的增稠劑。
　　一般樹脂漿料的黏度為15～50Pa?s，接玻璃纖維含量不同而變化。增稠劑濃度為1％～5％，依其類型和樹脂反應性不同而變化。
　　氧化鎂與氫氧化鎂的主要區別在于，兩者給予樹脂混合料的早期稠化速度不同，因而影響稠化誘導期的長短。氧化鎂比氫氧化鎂的早期稠化速度快。SMC的早期增稠反應的黏度曲線見圖16-13。氧化鎂與氫氧化鎂的早期增稠反應黏度曲線對比見圖16-14。

　　增稠反應速度必須足夠快，使實際稠化時間在環境溫度下為7～10天，并產生穩定的平頂黏度范圍為(0.75～1.5)×10⁵Pa?s。這黏度使SMC在正常模壓下充滿模具時，不會有玻璃纖維的離析現象。
　　增稠劑可用干態的，也可用一種惰性的不飽和聚酯樹脂混合，再用高剪切的混合設備或三輥研磨機使之均勻分散。。一般先將填料混合好，再加增稠劑，經高剪切混合。如仍不能分散良好，可加熱到40～50℃，進行分散。在此溫度下黏度上升極快，故一定要將增稠劑分散于惰性介質中，如將聚苯乙烯分散于苯乙烯或零酸值的封端聚酯中。也可以把所得混合物加上配方的其余部分，在低得多的剪切速度下分散。其分散程度可用涂料或顏料的分散標準來控制。只有嚴格地做到分散均勻，才可能達到穩定增稠。如分散不均勻，將會在終產品中保留氧化鎂的聚集塊，影響制品性能，見圖16-15。分散良好的混合物可以保持增塑劑的活性，并可防止貯存中的吸濕和吸收二氧化碳而使高活性的氧化鎂降級。

　　SMC經過適當的誘導期并以一定的速度稠化后，應達到必要的可進行模壓成型的黏度范圍。前已提到，為達到合格的稠化性能要求必須嚴格控制樹脂的酸值、分子量、分子量分布、含水量以及游離二元醇含量。加入羧酸可以提高增稠速度。
　　理想的增稠反應應達到成型區的黏度平頂區，其黏度為(0.75～1.5)×10⁵Pa?s。實際上一般增稠劑達不到這樣的要求。采用氧化鎂和氫氧化鎂的混合物可以改進增稠反應，延長誘導期。又能實現快速稠化，并達到可成型的平頂區，見圖16-18。
　　有時可用石灰作增稠劑，并很有效，但石灰易吸潮形成氫氧化鈣。氫氧化鈣用于誘導期較長的場合。
　　增稠劑的顆粒尺寸以及顆粒度分布都會影響增稠效果，要加以控制。
　　增稠劑濃度對增稠效果的影響見圖16-16。由圖16-16可見，在增稠劑濃度降到2％以下時，平頂黏度值迅速下降。

　　對于稠化速度的檢查方法是，采用定量的增稠劑和填料加入樹脂中，檢查其黏度，直到黏度達到平坦區為止。在黏度較低階段，可用旋轉黏度計測定，黏度大時可用穿透儀測定。
　　穿透儀是一個帶長柄的錐形不銹鋼探測頭，其尺寸如圖16-17所示。錐桿總質量148g。將樹脂混合漿料注入一個寬口小罐中，黏度達8×10³Pa?s以上即可測得讀數。測定時先調節錐尖接觸漿料表面，將刻度盤上的數字調至零。然后釋放錐桿，使其由自重下壓5s，可得1/10mm精確度的穿透深度值。在漿料表面不同部位連測4次，取其平均值及漿料溫度。
　　以上采用金屬氧化物或氫氧化物增稠所需稠化時間長，一般需幾天時間，對含水量敏感。英國帝國化學公司(ICI)開發了一種新的增稠方法，稱為“互相滲透的增稠方法”(ITP法)，增稠特性見圖16-18。其特點是：快速稠化，黏度控制穩定；在混合與稠化過程中不需控制溫濕度；適合低壓成型工藝；存放期可達1年。
　　ITP法是使異氰酸酯(4，4’-二苯甲烷二異氰酸酯)與帶羥基的聚酯反應，生成一種交替分散的高分子網狀片段。

　　其稠化速度極快，而且有一定靈活性，見圖16-18。
　　ITP法的另一個優點是，所制SMC材料可有很高的玻璃纖維含量，而且在模具中流動均勻，例如在一塊試樣上取10個小點測定的玻璃纖維含量(％)分別為61.9、62.8、61.6、62.8、61.8、62.9、61.3、62.3、62.0、61.3。
　　二異氰酸酯也用于含有過量酵的低酸值樹脂作增稠劑。此時酸值必須小于5mgKOH／g，酸值高時會引起二氧化碳氣化。樹脂的羥基當量應在200～400之間，以獲得佳性能。
　　采用二異氰酸甲苯理論需要量的90％～100％可以產生好的綜合性能，可制得堅韌性極好的制品，斷裂伸長可達7％，拉伸強度與彈性模量損失很少，見表16-11。