玻纖增強(qiáng)塑料注射成型時(shí),各機(jī)構(gòu)運(yùn)行基本正常,但制品出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的外觀質(zhì)量問題,表面產(chǎn)生了放射狀的白色痕跡,而且這種白色痕跡隨玻纖含量的增加趨于嚴(yán)重,這種現(xiàn)象俗稱“浮纖”,對(duì)于外觀要求高的塑件是不能接受的。
原因分析
“浮纖”現(xiàn)象是玻纖外露造成的,白色的玻纖在塑料熔體充模流動(dòng)過程中浮露于外表,待冷凝成型后便在塑件表面形成放射狀的白色痕跡,當(dāng)塑件為黑色時(shí)會(huì)因色澤的差異加大而更加明顯。
其形成原因主要有以下幾個(gè)方面:
1. 在塑料熔體流動(dòng)過程中,由于玻纖與樹脂的流動(dòng)性有差異,而且密度也不同,使兩者具有分離的趨勢(shì),密度小的玻纖浮向表面,密度大的樹脂沉入內(nèi)里,于是形成了玻纖外露現(xiàn)象;
2. 由于塑料熔體在流動(dòng)過程中受到螺桿、噴嘴、流道及澆口的摩擦剪切力作用,會(huì)造成局部黏度的差異,同時(shí)又會(huì)破壞玻纖表面的界面層,熔體黏度愈小,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(shí),玻纖便會(huì)擺脫樹脂基體的束縛,逐漸向表面累積而外露;
3. 塑料熔體注入型腔時(shí),會(huì)形成“噴泉”效應(yīng),即玻纖會(huì)由內(nèi)部向外表流動(dòng),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(shí)被熔體充分包圍,就會(huì)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。
下面從配方和工藝角度聊聊如何改善“浮纖”現(xiàn)象。
配方優(yōu)化
比較傳統(tǒng)的方法是在成型材料中加入相容劑、分散劑和潤(rùn)滑劑等添加劑,包括硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐接枝相容劑、硅酮粉、脂肪酸類潤(rùn)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)玻纖和樹脂之間的界面相容性,提高分散相和連續(xù)相的均勻性,增加界面粘接強(qiáng)度,減少玻纖與樹脂的分離,從而改善玻纖外露現(xiàn)象。其中有的使用效果較好,但是大多價(jià)錢不菲,增加了生產(chǎn)成本,而且對(duì)材料的力學(xué)性能也會(huì)有影響,例如較常用的液體硅烷偶聯(lián)劑,就存在加入后難以分散,塑料容易結(jié)塊成團(tuán)的問題,會(huì)造成設(shè)備喂料不均勻,玻纖含量分布不均勻,進(jìn)而導(dǎo)致制品的力學(xué)性能不均勻。
近幾年也有采取加入短纖或空心玻璃微珠的方法,利用小尺寸的短纖或空心玻璃微珠具有較好流動(dòng)性和分散性、與樹脂之間易于形成穩(wěn)定界面相容性的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)改善“浮纖”目的,尤其是空心玻璃微珠還能降低收縮變形率,避免制品后翹曲,增加材料的硬度和彈性模量,并且價(jià)格較低,但不足之處是使材料抗沖擊性能下降。
工藝優(yōu)化
事實(shí)上,“浮纖”問題還可通過成型工藝來改善。注射成型工藝各要素對(duì)玻纖增強(qiáng)塑料制品的影響各有不同,下面就一些可遵循的基本規(guī)律分別進(jìn)行介紹。
01料筒溫度
由于玻纖增強(qiáng)塑料的熔體流動(dòng)速率比非增強(qiáng)塑料低30%~70%,流動(dòng)性較差,因此料筒溫度較一般情況應(yīng)高出10~30℃。提高料筒溫度,可使熔體黏度降低,改善流動(dòng)性,避免填充及熔接不良,而且有利于加大玻纖分散性和減小取向性,獲得較低的制品表面粗糙度。
但料筒溫度并不是越高越好,溫度過高會(huì)加大聚合物氧化和降解的趨勢(shì),輕微時(shí)會(huì)發(fā)生顏色變化,嚴(yán)重時(shí)則產(chǎn)生焦化發(fā)黑。
在設(shè)置料筒溫度時(shí),應(yīng)使加料段溫度比常規(guī)要求略高些,稍低于壓縮段即可,以利用其預(yù)熱效果,降低螺桿對(duì)玻纖所產(chǎn)生的剪切作用,減少局部黏度的差異及對(duì)玻纖表面的破壞,保證玻纖與樹脂之間的粘結(jié)強(qiáng)度。
02模具溫度
模具與熔體之間的溫差不宜太大,防止熔體充填時(shí)玻纖遇冷在表面淤積,形成“浮纖”,因此需采用較高的模具溫度,這對(duì)于提高熔體充模性能、增加熔接痕強(qiáng)度、改善制品表面光潔度、減少取向和變形也是有利的。
但模具溫度愈高,冷卻時(shí)間愈久,成型周期延長(zhǎng),生產(chǎn)率降低,而且成型收縮率加大,故也不是越高越好。模具溫度的設(shè)置還要考慮樹脂品種、模具結(jié)構(gòu)、玻纖含量等情況,在型腔復(fù)雜、玻纖含量高、充模困難時(shí),模具溫度應(yīng)適當(dāng)提高些。
03注射壓力
注射壓力對(duì)玻纖增強(qiáng)塑料的成型影響很大,較高的注射壓力有利于充填,提高玻纖分散性,降低制品收縮率,但會(huì)增加剪切應(yīng)力和取向,容易造成翹曲變形,脫模困難,甚至導(dǎo)致溢邊問題,因此欲改善“浮纖”現(xiàn)象,需在稍高于非增強(qiáng)塑料注射壓力的基礎(chǔ)上,根據(jù)具體情況適當(dāng)加大。
注射壓力的選擇除與制品的璧厚、澆口尺寸等因素有關(guān)外,也與玻纖含量和形態(tài)有關(guān),一般玻纖含量愈高,玻纖長(zhǎng)度愈長(zhǎng),注射壓力應(yīng)愈大。
04背壓
螺桿背壓大小對(duì)于玻纖在熔體中的均勻分散、熔體的流動(dòng)性、熔體的密實(shí)度、制品的外觀質(zhì)量和物理力學(xué)性能均有重要的影響,通常采用稍高的背壓比較有利,有助于改善“浮纖”現(xiàn)象。但過高的背壓會(huì)對(duì)長(zhǎng)纖產(chǎn)生較大的剪切作用,使熔體易于因過熱而降解,導(dǎo)致變色及力學(xué)性能變差。因此將背壓設(shè)置得比非增強(qiáng)塑料略高些即可。
05注射速度
采用較快的注射速度,可改善“浮纖”現(xiàn)象。提高注射速度,使玻纖增強(qiáng)塑料快速充滿模腔,玻纖沿流動(dòng)方向作快速軸向運(yùn)動(dòng),有利于增加玻纖的分散性、減少取向性、提高熔接痕強(qiáng)度和制品的表觀光潔度,但要注意避免因注射速度過快,在噴嘴口或澆口處發(fā)生"噴射"現(xiàn)象,形成蛇形紋缺陷,影響塑件外觀。
06螺桿轉(zhuǎn)速
玻纖增強(qiáng)塑料塑化時(shí),螺桿轉(zhuǎn)速不宜過高,避免摩擦剪切力過大而對(duì)玻纖造成傷害,破壞玻纖表面界面狀態(tài),降低玻纖與樹脂之間粘合強(qiáng)度,加劇“浮纖”現(xiàn)象,特別是當(dāng)玻纖較長(zhǎng)時(shí),會(huì)因部分玻纖斷裂而出現(xiàn)長(zhǎng)短不均現(xiàn)象,造成塑件各處強(qiáng)度不等,制品力學(xué)性能不穩(wěn)定。
工藝總結(jié)
通過以上分析,可知采用高料溫、高模溫、高注射壓力和背壓、高注射速度、低螺桿轉(zhuǎn)速注射,對(duì)改善“浮纖”現(xiàn)象比較有利。
下一篇:
暫無相關(guān)信息!
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明:轉(zhuǎn)載自環(huán)球塑化資訊網(wǎng) http://dnvbrhnfjzl.cn/news/
本文鏈接:
免責(zé)聲明:本文"玻纖增強(qiáng)塑料注射成型時(shí)出現(xiàn)浮纖,分享一些解決方法!"僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),與環(huán)球塑化網(wǎng)無關(guān)。環(huán)球塑化網(wǎng)所轉(zhuǎn)載的內(nèi)容,其版權(quán)均由原作者和資料提供方所擁有!如因作品版權(quán)問題需要處理,請(qǐng)與我們聯(lián)絡(luò)。電話:400-115-2868