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如何通过注塑工艺调整改善增强塑料的玻纤外露问题

发布日期:2019-11-28 9:25:42 访问次数:16

在玻纤增强塑料注射成型过程中,浮纤现象经常出现。浮纤不仅与塑料材料组成和特性有关, 而且与成型加工过程有关, 有着较大的复杂性和不确定性。那么,如何解决浮纤现象呢?


传统的方法是在成型材料中加入增容剂、分散剂、润滑剂和防玻纤外露剂等添加剂。但这些添加剂大多价格不菲,不仅增加了生产成本,而且也可能影响材料的力学性能。近几年也有采取加入短纤或空心玻璃微珠的方法,利用小尺寸的短纤或空心玻璃微珠具有较好流动性和分散性的特点,实现改善浮纤的目的,但不足之处是使材料的冲击性能下降。


事实上,解决浮纤问题还可通过成型工艺来改善。注射成型工艺各要素对玻纤增强塑料制品的影响各不相同,下面进行简单介绍。


温度


首先是料筒温度。由于玻纤增强塑料的熔体流动速率比非增强塑料低30% ~ 70%,流动性较差,因此料筒温度较一般情况应高出10 ~ 30℃。提高料筒温度可使熔体黏度降低,改善流动性,避免填充及熔接不良,而且有利于加大玻纤分散性和减小取向性,获得较低的制品表面粗糙度。注意:料筒温度并不是越高越好,过高会加大基体材料氧化和降解的趋势, 轻微时会发生颜色变化, 严重时则产生焦化发黑。在设置料筒温度时,应使加料段温度比常规要求略高些,稍低于压缩段即可,以利用其预热效果,降低螺杆对玻纤所产生的剪切作用,减少局部黏度的差异及对玻纤表面的破坏,保证玻纤与树脂之间的粘结强度。


其次是模具温度。模具与熔体之间的温差不宜太大,以防止熔体充填时玻纤遇冷在表面淤积而形成浮纤,因此需采用较高的模具温度,这对于提高熔体充模性能、增加熔接痕强度、改善制品表面粗糙度、减小取向和变形也是有利的。但模具温度愈高,冷却时间愈久,成型周期延长,生产率降低,而且成型收缩率加大,故也不是越高越好。模具温度的设置还要考虑树脂品种、模具结构、玻纤含量等情况,在型腔复杂、玻纤含量高、充模困难时,模具温度应适当提高些。


压力


注塑压力对玻纤增强塑料的成型影响很大,较高的注塑压力有利于充填,提高玻纤分散性,降低制品收缩率,但会增加剪切应力和取向,容易造成翘曲变形、脱模困难甚至导致溢边问题,因此欲改善浮纤现象,应在稍高于非增强塑料注塑压力的基础上适当加大。注塑压力的选择除与制品壁厚、浇口尺寸等因素有关外,还与玻纤含量和形态有关,一般玻纤含量愈高,玻纤长度愈长,注塑压力应愈大。


螺杆背压对于玻纤在熔体中的均匀分散、熔体的流动性、熔体的密实度、制品的外观质量和物理力学性能均有重要的影响,通常稍高的背压有助于改善浮纤现象。但过高的背压会对长玻纤产生较大的剪切作用, 使熔体易于因过热而降解, 导致变色及力学性能变差。


注射速率


采用较快的注射速率可改善浮纤现象。这是因为提高注射速率,可使玻纤增强塑料快速充满模腔,玻纤沿流动方向作快速轴向运动,有利于增加玻纤的分散性、减小取向性、提高熔接痕强度和降低制品的表面粗糙度。但要注意避免因注射速率过快而在喷嘴口或浇口处发生“喷射”现象,形成蛇形纹缺陷,影响塑料件外观。


螺杆转速


玻纤增强塑料塑化时,螺杆转速不宜过高,以避免摩擦剪切力过大而对玻纤造成伤害,破坏玻纤表面状态,降低玻纤与树脂之间的粘结强度,加剧浮纤现象,特别是当玻纤较长时,会因部分玻纤断裂而出现长短不均现象,造成塑料件各处强度不等、力学性能不稳定。


通过以上分析可知,采用高料温、高模温、高压、高注射速率、低螺杆转速注射,对改善浮纤现象比较有利。

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