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文献综述
1. 研究意义
团状模塑料简称BMC (Bulk Molding Compound)，即不饱和聚酯团状模塑料。BMC主要是由不饱和聚酯树脂(UPR)、填料(包括玻纤和碳酸钙等无机填料)以及各种添加剂(如固化剂、脱模剂等)经充分混合，然后在一定工艺条件下模压而成的一种制品。因为其外观形态为纤维块状或纤维油灰团状，所以称其为团状或块状模塑料[1-2]。因为BMC团状模塑料具有优良的电气性能，机械性能，耐热性，耐化学腐蚀性，适应多种成型工艺，满足各种产品对性能的要求，所以被广泛应用于电气部件、汽车部件、建筑、航天军工和电子塑封等领域[3]。
目前BMC的应用领域越来越广泛，但仍存在由于收缩产生的一些问题，如树脂相产生裂纹和孔穴，导致制品力学性能大幅降低；制品表面产生沉陷斑点、表面波纹等质量缺陷；制品尺寸失控，如翘曲、变形等。
随着BMC成型工艺的发展，如今已有改性UPR、添加低收缩剂(LSA)以及添加无机粒子三种降低收缩率的方法[4-6]，相比较，就目前的研究趋势而言，添加LSA是最主要最常用的方法。添加低收缩剂：即通过在UPR中添加LSA，在UPR交联后使LSA相与UPR基体发生相分离，并在降温阶段两相不同的收缩率导致界面间空洞的形成，而界面空洞的形成需要新的能量，这正好使树脂收缩产生的应力得以松弛。这种局部的松弛比整体的松弛更能释放内应力，降低制品收缩率。同时LSA相产生的热膨胀能抵消UPR基体的收缩，通过LSA相的膨胀及其与树脂的相分离，能够有效控制UPR的固化收缩，提高制品表面质量及尺寸稳定性，并且改善制品的冲击强度。即降低BMC的成型收缩率至低收缩甚至零收缩水平，提高制品的表面质量，减少制品内部裂纹等缺陷，这对于拓宽BMC的应用具有重要的现实意义。
在本课题中，我们本课题尝试采用小分子二元羧酸丁二酸作为低收缩剂，应用于BMC低收缩的研究，如果既能降低BMC制品收缩率，同时又能避免大分子低收缩剂使制品弯曲强度大幅下降的弊端，将使小分子低收缩剂具有广阔的发展潜力。
2. BMC的研究进展
以不饱和聚酯树脂为基体的片状模塑料与团状模塑料是随着聚酯的热压成型工艺发展起来的。BMC材料首先于二十世纪60年代在前西德和英国得以应用，随后在70年代和80年代分别在美国和日本得到了较大的发展。热压成型也逐渐的成为机械化、大规模生产定型产品的方法。在美国、日本等国家，BMC产量已经占据玻璃钢总产量的12%；德国1998年汽车市场消耗了1.08万吨BMC，而该年的BMC总产量为3.19万吨，由此可见汽车产业已经成为了BMC的消耗大户，其直接的推动着BMC产业的发展[7]。我国的不饱和聚酯树脂发展比较迟，连带着导致BMC的发展一直处于一个落后的地位，鲜有较大的作为。直至60年代初期，常州建材二五三厂引进英国Scott-Bader公司的工艺设备，为中国不饱和聚酯树脂的研究发展做出了一个较大的推动作用。在以后的几十年，玻璃钢制品开始从军工发展到民用，得到了极大的发展，其应用日益深入到国民经济的各个领域，呈现出多点开花的态势。二十世纪80年代，BMC的先进性随着其广泛应用为人们所认识，当时出现了一个大规模引进SMC/BMC生产设备的热潮。至今，我国玻璃钢行业所拥有的SMC/BMC引进生产线20多条。但是多年来这些引进生产线都处于一个低开工率的工作状态下，20世纪90年代中期，其单班开工率大概仅为10%，随着近几年国内玻璃钢行业的发展，SMC/BMC从业人员的素质和专业技能都有了较大的改善。国内私有企业群拥有大约40条的国内生产线，其投资少、起点低、技术粗糙，但其在市场开发方面非常活跃，曾在一定时期内对引进生产线的国有企业产生剧烈的冲击，这种冲击对我国SMC/BMC发展有着积极和消极的作用，但其关键在与行业的正确引导[7]。BMC的成型方式大致可以分为三种：压制成型、压铸成型和浇注成型[25]。为进一步拓宽BMC的使用范围，以及改善其表观特征和降低成本等，具有新功能的BMC产品在不断得到开发。就目前的研究而言，BMC产品的性能拓展方向主要包括：电磁性能、轻质化、高韧性和低收缩等[8-11]。3.BMC低收缩的研究进展
前面提到的BMC制品的缺陷主要是由不饱和聚酯树脂基体的聚合收缩以及热收缩引起的。不饱和聚酯树脂固化后的体积收缩率达到7～10%，较大的体积收缩及由此引起的内应力导致了BMC制品缺陷，限制了BMC的进一步应用和发展。
自由体积理论能很好的解释UPR树脂固化过程中产生收缩的原因[12-14]：它包括分子本身的占有体积和堆砌的空隙或未占有的自由体积。在固化收缩过程时，由于交联时不饱和双键打开，生成饱和单键，其键长发生改变，交联点上由分子间距离变为键长距离，导致体积收缩，这一部分为占有体积收缩约占27.5%；液态树脂由无规缠结的聚集态交联成立体网络结构后，分子运动受到交联点的约束，大分子构象减少，分子排列紧密，体积减少，且在树脂的固化过程中，由于体系的温度逐渐下降，分子链段热运动逐渐减弱，体积减小，这一部为自由体积收缩约占72.5%。
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