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在尼龍中添加玻璃纖維、增韌劑等填料可顯著增加材料的力學(xué)性能。但在玻纖增強尼龍注射成型過程中,“浮纖”現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。浮纖也叫露纖,即玻璃纖維露在產(chǎn)品表面,比較粗糙。由于玻纖外露,使得此類產(chǎn)品的應(yīng)用受到了限制。下面將分析出現(xiàn)“浮纖”現(xiàn)象的原因及解決方案
出現(xiàn)“浮纖”現(xiàn)象的原因
01
玻璃纖維與基料的密度差異
在塑料熔體流動過程中,由于玻纖與樹脂的流動性有差異,而且密度也不同,使兩者具有分離的趨勢,玻纖浮向表面,樹脂沉向內(nèi)里,于是形成了玻纖外露的現(xiàn)象。
02
玻璃纖維與尼龍的相容性差
由于塑料熔體在流動過程中受到螺桿、噴嘴、流道及澆口的摩擦剪切力作用,會造成局部粘度的差異,同時又會破壞玻纖表面的界面層,熔體粘度愈小,界面層受損愈嚴(yán)重,玻纖與樹脂之間的粘結(jié)力也愈小,當(dāng)粘結(jié)力小到一定程度時,玻纖便會擺脫樹脂基體的束縛,逐漸向表面積累而外露。
03
噴泉效應(yīng)
尼龍熔體注入型模時,會形成“噴泉”效應(yīng),即玻纖會由內(nèi)部向外表流動,與型腔表面接觸,由于模具型面溫度較低,質(zhì)量輕、冷凝快的玻纖被瞬間凍結(jié),若不能及時被熔體充分包圍,就會外露而形成“浮纖”。
因此,“浮纖”現(xiàn)象的形成,不僅與塑料材料組成和特性有關(guān),而且與成型加工過程有關(guān),有著較大的復(fù)雜性和不確定性。
出現(xiàn)“浮纖”的解決方案
01
模具方面
將產(chǎn)品外觀面刻意做成亞光面或蝕紋面,減少玻纖外露的視覺反應(yīng)。
02
改善玻纖與尼龍的相容性
在成型材料中加入相容劑、分散劑和潤滑劑等添加劑,包括硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐接枝相容劑、脂肪酸類潤滑劑及一些國產(chǎn)或進(jìn)口的防玻纖外露劑等,通過這些添加劑來改進(jìn)玻纖與樹脂間的相容性,提高分散的均勻性,增加界面粘結(jié)強度,減少玻纖與樹脂的分離,從而改善玻纖外露現(xiàn)象。研究表明,在基體中添加相容劑,改性后玻纖在基體中相容性較未添加材料明顯提高。
03
改善成型工藝條件
① 增加充填速度
在增加速度之后,玻纖和塑料雖然存在流速不同,但相對于高速射膠而言,這個相對速度差的比例就小了。
② 升高模具溫度
這個作用是最大的,增高模具溫度,就是為了減少玻纖和模具接觸阻力,讓玻纖和塑料的速度差盡量變小。并且讓塑料流動時的中間熔融層盡量厚,讓兩邊的表皮層盡量薄,這樣就好像光滑的河岸無法留住樹枝一樣的道理。RHCM高速高溫成型技術(shù)就是利用這個原理來做到外觀無浮纖的。
③ 降低螺桿計量段的溫度,減少溶膠量
這是讓塑料和玻纖分離的可能性盡量降低,一般來講對于浮纖影響最小,在實際操作中效果不大。但是,這個可以很好地解決燒焦。這是因為增加玻纖后,很容易堵住排氣通道,所以在最后很難排氣,并且玻纖在高壓高氧氣體環(huán)境中是很容易燃燒的。