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的組分構成及分類應用。

　　SMC在上世紀60年代初首先出現在德國，70年代美、日相繼引入并持續開發應用該工藝，目前處于世界先進水平。我國于上世紀80年代末通過引入國外技術，建立了SMC的生產線。

　　SMC的制品構成中，四類構成框架、四類決定特性

　　SMC由不飽和聚酯樹脂、交聯劑、引發劑、填料、增稠劑、脫膜劑、玻璃纖維和阻聚劑構成，其中前四類主要為制品提供物質框架，及增加強度;后四類主要為制品增加黏度、耐腐蝕、絕緣和結構穩定的特性。

　　(1)不飽和聚酯樹脂和交聯劑是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，本身具有一定的機械性能強度，且內部受力均勻;交聯劑主要為苯乙烯。兩者交聯后是制品固化塑性的主要材料，起到連接、支撐、傳遞均衡和保護的作用。

　　(2)引發劑促使樹脂和交聯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單體中的雙鍵發生共聚反應，從而使SMC在模腔內固化成型。

　　(3)填料占據SMC的三分之一以上，可調節模塑料的黏度。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，常用填料成分主要為CaCO₃、Al(OH)₃等。

　　(4)增稠劑可使SMC產生不粘手的高粘度特性。片狀及團狀模塑料在制備時要求樹脂的黏度較低，以利于樹脂對玻璃纖維和填料的浸漬，而模壓成型時又需求較高的黏度，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化為不粘手的高粘度。

　　(5)脫膜劑防止SMC與金屬模具表面發生親和作用。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%，以保證制品的質量。

　　(6)玻璃纖維可增強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材料，使用過量易使制品過于蓬松、使用劑量過小則對制品增強效果不明顯，一般的使用量為20%左右，這樣制品可同時滿足擠壓成型和模壓成型兩種工藝。

　　(7)阻聚劑增加SMC穩定性，延長貯存期。由于引發劑苯乙烯會慢速分解，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苯酚類化合物。

　　SMC生產分為上薄膜、下薄膜及浸漬收卷加工三過程

　　SMC的生產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材料外的樹脂糊材料制備;下薄膜加工主要是增強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生產工藝過程簡圖

(來源：《SMC模塑料在汽車中的應用》)

　　生產中下薄膜放卷，經下樹脂刮刀后，薄膜上被均勻地涂覆一層樹脂糊，當其經過切割沉降區時，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，在復合輥的滾壓作用下使上薄膜的樹脂糊浸透纖維，當纖維為樹脂充分浸漬后由收卷裝置收集成卷，經增稠處理后得到片狀模塑料。

　　SMC產品應用廣泛，汽車工業等八大領域均有體現

　　SMC具有電氣性能優異、耐腐蝕性強、質量輕及工程設計容易、靈活等優點，其機械性能可以與部分金屬材料相媲美，因而廣泛應用于汽車工業、鐵路車輛、建筑、電器與通訊等八大領域中(表1)。其中，早期主要以絕緣板的形式應用于建筑、電器和通訊領域中，技術較為成熟;隨后被應用于汽車工業中，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，在當前節能減排和新能源汽車發展的大背景下，車用產品技術繼續向輕質和高質量發展;發展到現在，日常生活中隨處可見SMC材料的應用，在無線通訊、防爆電器外殼、地面絕緣材料、衛浴和高鐵設施中均有體現。

　　表1 SMC材料八大應用及細分領域

(來源：五度易鏈研究中心)

　　結語

　　片狀模塑料中的不飽和聚酯樹脂、交聯劑、引發劑和填料為制品提供物質框架、增加結構強度;增稠劑、脫膜劑、玻璃纖維和阻聚劑為制品增加黏度、耐腐蝕、絕緣和結構穩定的特性;其生產工藝主要有上薄膜加工、下薄膜加工及浸漬收卷三過程;該類產品目前已應用于汽車工業、鐵路車輛等八大領域，在當前節能環保和低能耗的背景下，汽車工業由于其輕量化的需求，對SMC材料提出了越來越高的要求，是SMC技術發展的主要驅動力。