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(qiáng)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,主要應(yīng)用于高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件。而凡是用加纖材料做外觀件的,都是亞光面或蝕紋面(例如電動(dòng)工具),因?yàn)槠胀永w料難以做到亮麗的外觀。
玻纖增強(qiáng)尼龍出現(xiàn)“浮纖”現(xiàn)象的原因
浮纖形成的原因有很多,最主要原因?yàn)橐韵氯N:
(1)玻璃纖維與尼龍的相容性差
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,會造成局部粘度的差異,同時(shí)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(shí),玻纖便會擺脫樹脂基體的束縛,逐漸向表面積累而外露
(2)玻璃纖維與基料的比重差異
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,而且質(zhì)量密度也不同,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。
(3)噴泉效應(yīng)
尼龍熔體注入型模時(shí),會形成“噴泉”效應(yīng),即玻纖會由內(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。
玻纖增強(qiáng)尼龍出現(xiàn)“浮纖”的解決方案
在實(shí)際生產(chǎn)中,有各種用于改善“浮纖”現(xiàn)象的措施。
(1)改善玻纖與尼龍的相容性
在成型材料中加入相容性、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,提高分散相的均勻性,增加界面粘結(jié)強(qiáng)度,減少玻纖與樹脂的分離,從而改善玻纖外露現(xiàn)象。如研究表明,在基體中添加相容劑,改性后材料玻纖在基體中相容性較未添加材料明顯提高。
(2)改善成型工藝條件
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(gè)相對速度差的比例就小了。
b.升高模具溫度
這個(gè)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(dòng)時(shí)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就是利用這個(gè)原理來做到外觀無浮纖的。
c.降低螺桿計(jì)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(shí)際操作中效果不大。但是,這個(gè)可以很好的解決燒焦。這是因?yàn)樵黾硬@w后,所以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。
(3)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)。