天然纤维环保SMC提升工业性能 向日葵籽壳芦苇作填料
采用新型有机SMC生产的后扰流板。研究者用常规加工参数填充复杂肋状结构，未发现纤维与基体分离。图片来源：复合材料莱布尼茨研究所（IVW）
一种可容纳天然填料和纤维（如向日葵籽壳粉和芦苇）的有机片状模塑料（SMC）由Lorenz Kunststofftechnik GmbH（德国瓦伦霍斯特）——各行业半成品聚合物产品生产商，和莱布尼茨复合材料研究所（IVW，德国凯泽斯劳滕）——莱茵兰-普法尔茨州非营利研究机构和凯泽斯劳滕技术大学专注复合材料开发加工——共同开发。目标是开发碳足迹相对较小的热固性复合材料。
用户调研：30家企业需求LCA和可回收性
Lorenz销售业务发展总监Peter Ooms表示："我们协助IVW提供专业知识、SMC材料及后续工业生产测试。凯泽斯劳滕研究所做实验室初步测试、通用研究和新型有机SMC配方开发。"
两机构基于电气、汽车和工业设备等各行业30家公司调研制定材料规格表。Ooms说："调研显示不同行业对材料要求不同。但几乎所有都希望有生命周期评估（LCA）记录环境方面和生产CO₂减排，以及可回收性。我们据此选择SMC生产可能有机材料。"
合作伙伴决定开发部分含有机基填料的玻璃纤维SMC。填料选项包括向日葵籽壳粉、芦苇、木粉、工业软水厂升级再造碳酸钙、热固性回收材料。作为额外可持续举措，原材料在Lorenz设施500公里内采购。
配方优化：渗透性密度粘度原料可得性
IVW开展SMC、填料及材料加工研究。考虑因素含浸透性、密度、粘度和原料可得性。研究者用不饱和聚酯（UP）树脂和抗收缩添加剂开发配方。
随后合作伙伴定义演示件参数用新材料制造。IVW科学家Dr.-Ing. Florian Gortner说："演示件帮助我们考察材料流动和模具填充行为，与常规SMC半成品对比。基于这些结果和压力流变测试，建立仿真模型演示流动行为并预测其他模具几何。"
初步研究后，开发基线SMC树脂膏含不饱和聚酯树脂、抗收缩添加剂、氧化镁、内脱模剂增稠树脂、色浆。树脂膏经测试让研究者了解各组分在SMC中相互作用。树脂配方含不同填料迭代测试系列，最终得出多款具期望粘度、流动和浸润行为的有机填料基树脂。
Gortner说："氧化镁和内脱模剂增稠树脂，加色浆着色半成品。基于调研结果，我们添加进一步添加剂并调整树脂膏适配应用。"
多轮配方迭代直到具备期望粘度、流动和浸润行为。所得材料允许生产比常规SMC密度更低半成品，Lorenz希望对电动汽车市场有吸引力。下步将商业化生产树脂版本，Ooms称Lorenz计划今年完成。
Ooms补充："既然与IVW成功开发这新型热固性材料，我们计划针对实际应用进一步改进。"例如Lorenz可开发材料迭代调整树脂膏与填料比例，或按应用以天然纤维替代玻璃纤维。Lorenz称不饱和聚酯树脂也可替换为更安全环保树脂。
Gortner表示："研究项目目标证明有机基成分用于热固性半成品可能。得益于Lorenz积极支持，我们成功实现并将持续纳入工业生产反馈完善成果。"
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