注射成型表面浮纖什么原因?
發表時間:2024-08-19注射成型表面浮纖什么原因?
玻纖增強材料在塑料工業領域已經相當成熟,但是由于玻纖與樹脂相容性的問題,在制品表面會產生“浮纖”現象,嚴重影響制品的外觀,導致制品報廢。之前也看有知友在問表面浮纖現象的解決,所以下面也將從工藝和原料兩個方面來探討表面浮纖現象的解決方案。
玻纖增強材料在塑料工業領域已經相當成熟,但是由于玻纖與樹脂相容性的問題,在制品表面會產生“浮纖”現象,嚴重影響制品的外觀,導致制品報廢。之前也看有知友在問表面浮纖現象的解決,所以下面也將從工藝和原料兩個方面來探討表面浮纖現象的解決方案。
”表面浮纖“現象的原理
表面浮纖究其本質,還是樹脂與玻纖相容性差,界面作用力太低;同時還有加工工藝對于制品的浮纖現象也有很大的影響。一般來說,在注射過程較容易出現浮纖。
首先:“噴泉效應”,粘流態物料在通過噴嘴進入模腔過程中,樹脂和玻纖的流動性不同,相容性有差異,導致玻纖由熔體內部向外部流動,當玻纖接觸到溫度較低的型腔時會迅速冷卻,凍結,若熔體不能及時補充,就會在表面形成浮纖區域;所以改善兩者相容性,提高熔體流動性,降低熔體流動性差異是改善表面浮纖現象重要手段。
再者:剪切作用,塑料熔體在流道,噴嘴,澆口以及螺桿中會受到強烈剪切,局部粘度出現差異,粘度小的表面在剪切作用下易被破壞,表面層受損,這時玻纖與樹脂的界面作用力又會進一步降低,達到一定程度,玻纖與樹脂分離,逐步向表面遷移,累積,最終形成“浮纖”;所以降低流道剪切,降低螺桿轉速也是改善浮纖現象重要手段。
“表面浮纖”解決方案
1、加入相容劑、分散劑、潤滑劑
相容劑可以有效提高樹脂與玻纖的界面作用力,改善兩者相容效果;常見的相容劑有硅烷偶聯劑,馬來酸酐改性相容劑,硅酮粉,硬脂酸類潤滑劑,還有一些防玻纖外露劑。
其中硅烷偶聯劑(RSiX3)的選擇要恰當,根據X的不同,硅烷偶聯劑可以分為乙烯基硅烷 、 氨基硅烷 、 甲基丙烯酰氧基硅烷等,這些基團可以水解,當與玻纖接觸時,由于玻纖表面含有大量的親水基團,可以與X反應,形成較強的界面作用力。 需要注意的是, 硅烷偶聯劑通常為液體, 在塑料中難以分散, 容易在料斗中聚集結塊成團, 造成喂料不均勻, 導致玻纖含量誤差, 制品力學性能不均衡。
馬來酸酐改性相容劑:為一種高分子相容劑,通過在高分子鏈上引入強極性基團,可以有效改善復合材料的相容性;常見的有MPP,MPE。當樹脂基體為聚烯烴時,這類相容劑可以非常高效的改善聚烯烴與玻纖的相容性,明顯改善浮纖現象。
硅酮粉,硬脂酸類潤滑劑,有較好的表面潤滑效果,一般配合相容劑使用。但這個硅酮粉價格較高,70-80元/Kg。
東莞市勝浩塑膠的防玻纖外露劑(抗浮纖劑)這類材料兼具相容劑與潤滑劑的作用,可以有效改善玻纖與樹脂基體的相容效果,提高材料的表面光潔度,提高熔體的流動性,降低螺桿扭矩,熱穩定性也比較好,具體來電咨詢。也有尼龍流變劑(融指提升劑)提高流動速率,從而降低尼龍粘螺桿問題并可抑制PA66玻纖外露情況。
2、空心玻璃微珠
空心玻璃微球,為一種無機非金屬功能材料,為中空材料,內部含有N2和CO2,這類材料有極好的流動性和分散性,在PA增強材料中有較多的應用,可以有效改善玻纖增強材料表面浮纖現象,但過多的加入玻璃微珠會降低材料的抗沖性能,一般在生產中可以才有玻纖30%,玻璃微珠10%。
3、工藝條件對浮纖現象的影響
溫度:①料筒溫度:玻纖增強樹脂的MFR一般比純樹脂低30%-70%,具體取決于玻纖的填充量,可見玻纖的加入會極大的降低熔體的流動性,為了改善流動性,一般玻纖增強材料的料筒溫度高于純樹脂加工溫度10-30℃,這樣可以降低熔體粘度,提高玻纖的分散,降低“噴泉現象”,使浮纖現象改善。②模溫:一般來說,模溫與料溫相差越小,浮纖現象越弱,同時制品表面光潔度也會提高,但是成型周期會增加。例如PA66+30%的GF的制品,設置模溫在110℃。
a、壓力:①注射壓力:一般來說,稍高的注射壓力能夠使熔體快速充模,降低玻纖的表面淤積現象,改善表面浮纖現象,同時改善熔體表面性能,減少熔接痕,提高熔接強度;但注射壓力不可太高,否則會出現飛邊,溢料,同時材料內部取向較高,內應力大,易產生翹曲。所以一般玻纖增強材料的注射壓力越高于純樹脂的注射壓力。②螺桿背壓:螺桿背壓大一點有利于提高熔體的塑化程度,改性玻纖在樹脂中的分散程度,改善浮纖現象。
b、注射速度:稍快的注射速度有利于物料快速充模,降低玻纖因“噴泉效應”在表面的淤積,改善浮纖現象;但注射速度也不可過快,防止產生噴射現象,影響制品表面質量。
c、螺桿轉速:螺桿轉速不宜過高,防止剪切過強,破壞玻纖與樹脂的界面粘結強度,加劇浮纖現象。特別是對于長玻纖增強材料,在高剪切作用下,還會導致玻纖受剪切變短,出現長短不一現象,力學性能不穩定。
總之,浮纖現象的改善,你得從材料,工藝,模具流道設計等多個方面考量,具體問題具體分析,本文主要是一些改善浮纖現象的方向。本文未能給出十分詳細的工藝參數,主要是不同樹脂的工藝條件不同,同時作者的經驗有限,只愿在未來接觸到更多實際加工問題,以提供更佳詳細的參數設定數據,更多浮纖問題請來電咨詢——東莞市勝浩塑膠原料有限公司