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            1. 新聞資訊

              注塑成型缺陷分析之浮纖
              發布日期:2017-07-07瀏覽次數:1048Tags:技術文章

              介紹:

              纖維增強制品浮纖現象比較常見,浮纖現象是玻纖外露造成的,白色的玻纖在塑料熔體充模流動過程中浮露于外表,待冷凝成型后便在塑料件表面形成放射狀的白色痕跡,當塑料件為黑色時會因色澤的差異加大而更加明顯。 

               

              形成原因:

              1.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,密度小的玻纖浮向表面,密度大的樹脂沉入內里,于是形成了玻纖外露現象; 

              2.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作用,會造成局部粘度差異,同時又會破壞玻纖表面的界面層,熔體粘度愈小,界面層受損愈嚴重,玻纖與樹脂之間的粘結力也愈小,當粘結力小到一定程度時,玻纖便會擺脫樹脂基體的束縛,逐漸向表面累積而外露; 

              3.塑料熔體注入型腔時會形成“噴泉”效應,即玻纖會由內部向外表流動,與型腔表面接觸,由于模具型腔表面溫度較低,質量輕、冷凝快的玻纖被瞬間凍結,若不能及時被熔體充分包圍,就會外露而形成浮纖; 

              如何維持玻纖與樹脂在成型過程中具有穩定的相容性是改善浮纖現象的關鍵,而玻纖與樹脂穩定的相容性可以通過強化其界面強度和保持玻纖均勻的分散性來實現。生產中無論是采用加入添加劑還是采用合理設計模具結構、優化成型工藝條件的措施,都是基于這個原理。  

               

              解決措施: 

              1.在材料中加入增容劑、分散劑、潤滑劑和防玻纖外露劑等添加劑來改進玻纖和樹脂之間的界面相容性,提高分散相和連續相的均勻性,增加界面粘結強度,減少玻纖與樹脂的分離,從而改善浮纖現象。其中有的添加劑使用效果較好,但是大多價格不菲,不僅增加了生產成本,而且對材料的力學性能也會有影響; 

               

              2.加入短纖或空心玻璃微珠,利用小尺寸的短纖或空心玻璃微珠具有較好流動性和分散性、與樹脂之間易于形成穩定界面相容性的特點,實現改善浮纖的目的,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,并且價格較低,但不足之處是使材料的沖擊性能下降; 

               

              3.合理設計模具結構,以玻纖增強PA66為例:針對玻纖增強PA66流動性差,而且玻纖與PA66兩種組分流動性不一致的特性,應使其流動距離不能過長,熔體須快速充填型腔,以保證玻纖均勻分散,不發生淤積分層而形成浮纖。因此澆注系統設計的基本原則是流道截面宜大,流程宜平直而短。

               

              應采用粗短的主流道、分流道和粗大澆口,澆口可以是薄片式、扇形及環形,亦可采用多澆口形式,以使料流混亂、玻纖擴散并減小取向性。而且要求有良好的排氣功能,能及時排出因玻纖表面處理劑揮發產生的氣體,以免造成熔接不良、缺料及燒傷等缺陷; 

               

              4.優化工藝條件 

              (a)提高料筒溫度,可使熔體粘度降低,改善流動性,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,但要避免溫度過高導致物料氧化和降解; 

               

              (b)提高模具溫度,有利于提高熔體充模性能、增加熔接痕強度、改善制品表面粗糙度、減小取向和變形。但模具溫度愈高,冷卻時間愈久,成型周期延長,生產率降低,而且成型收縮率加大,目前有采用變模溫技術實現高模溫和快速冷卻,如采用蒸汽無痕高光注塑技術可有效消除浮纖現象; 

               

              (c)適當提高注射壓力,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,但會增加剪切應力和取向,容易造成翹曲變形、脫模困難甚至導致溢邊問題,因此欲改善浮纖現象,應在稍高于非增強塑料注塑壓力的基礎上適當加大;

               

              (d)通常稍高的背壓有助于改善浮纖現象。但過高的背壓會對長玻纖產生較大的剪切作用,使熔體易于因過熱而降解,導致變色及力學性能變差,因此將背壓設置得比非增強塑料略高些即可; 

               

              (e)采用較快的注射速度,可使玻纖增強塑料快速充滿模腔,玻纖沿流動方向作快速軸向運動,有利于增加玻纖的分散性、減小取向性、提高熔接痕強度和降低制品的表面粗糙度,但要注意避免發生噴射; 

               

              (f)降低螺桿轉速,以避免摩擦剪切力過大而對玻纖造成傷害,破壞玻纖表面狀態,降低玻纖與樹脂之間的粘結強度,加劇浮纖現象,特別是當玻纖較長時,會因部分玻纖斷裂而出現長短不均現象,造成塑料件各處強度不等、力學性能不穩定。

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