绥化蟹贤科技有限公司

????????在工程塑料的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們通常通過(guò)添加玻纖來(lái)增加材料的強度。加入玻璃纖維不僅可以提高塑料制品的模量，同時(shí)也可以提升塑料制品的耐熱溫度。

?

????????但在玻纖增強尼龍注射成型過(guò)程中，“浮纖”現象經(jīng)常出現。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(dòng)過(guò)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(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、玻璃纖維與基料的比重差異

????????在塑料熔體流動(dòng)過(guò)程中，由于玻纖與樹(shù)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，密度小的玻纖浮向表面，密度大的樹(shù)脂沉入內里，于是形成了玻纖外露現象;

????????2、玻璃纖維與樹(shù)脂間的相容性差

????????塑料熔體在流動(dòng)過(guò)程中受到螺桿、噴嘴、流道及澆口的摩擦剪切作用，會(huì )造成局部粘度差異，同時(shí)又會(huì )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(shù)脂之間的粘結力也愈小，當粘結力小到一定程度時(shí)，玻纖便會(huì )擺脫樹(shù)脂基體的束縛，逐漸向表面累積而外露;

????????3、“噴泉”效應

????????塑料熔體注入型腔時(shí)會(huì )形成“噴泉”效應，即玻纖會(huì )由內部向外表流動(dòng),與型腔表面接觸，由于模具型腔表面溫度較低，質(zhì)量輕、冷凝快的玻纖被瞬間凍結，若不能及時(shí)被熔體充分包圍，就會(huì )外露而形成浮纖。

????????由此可見(jiàn)，浮纖現象的形成，不僅與塑料材料組成和特性有關(guān), 而且與成型加工過(guò)程有關(guān), 有著(zhù)較大的復雜性和不確定性。

????????玻纖增強塑料作為家用電器、汽車(chē)部件等重要的外飾件之一, 不僅要求有較高的阻燃、強度、硬度、抗沖擊性和耐磨性，而且外觀(guān)要求很高，表面不允許有氣紋、水花、凹陷、浮纖、燒焦等缺陷。那么，如何解決“浮纖”現象呢?

?

????????傳統的方法是在成型材料中加入增容劑、分散劑、潤滑劑和防玻纖外露劑等添加劑來(lái)改進(jìn)玻纖和樹(shù)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(shù)脂的分離，從而改善浮纖現象。但這些添加劑大多價(jià)格不菲，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且對材料的力學(xué)性能也會(huì )有影響。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)性和分散性的特點(diǎn)，實(shí)現改善浮纖的目的，但不足之處是使材料的沖擊性能下降。

????????事實(shí)上，解決“浮纖”問(wèn)題還可通過(guò)成型工藝來(lái)改善浮纖現象。合適的成型工藝條件, 對于改善浮纖現象至關(guān)重要。注射成型工藝各要素對玻纖增強塑料制品的影響各不相同，下面進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

????????溫度

????????首先是料筒溫度。由于玻纖增強塑料的熔體流動(dòng)速率比非增強塑料低30% ～ 70%，流動(dòng)性較差,因此料筒溫度較一般情況應高出10 ～ 30℃。提高料筒溫度可使熔體粘度降低，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。注意：料筒溫度并不是越高越好，溫度過(guò)高會(huì )加大基體材料的氧化和降解的趨勢, 輕微時(shí)會(huì )發(fā)生顏色變化, 嚴重時(shí)則產(chǎn)生焦化發(fā)黑。在設置料筒溫度時(shí)，應使加料段溫度比常規要求略高些，稍低于壓縮段即可，以利用其預熱效果，降低螺桿對玻纖所產(chǎn)生的剪切作用，減少局部粘度的差異及對玻纖表面的破壞，保證玻纖與樹(shù)脂之間的粘結強度。

????????其次是模具溫度。模具與熔體之間的溫差不宜太大，以防止熔體充填時(shí)玻纖遇冷在表面淤積而形成浮纖，因此需采用較高的模具溫度，這對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(cháng)，生產(chǎn)率降低，而且成型收縮率加大，故也不是越高越好。模具溫度的設置還要考慮樹(shù)脂品種、模具結構、玻纖含量等情況,在型腔復雜、玻纖含量高、充模困難時(shí)，模具溫度應適當提高些。

????????壓力

????????注塑壓力對玻纖增強塑料的成型影響很大，較高的注塑壓力有利于充填，提高玻纖分散性，降低制品收縮率，但會(huì )增加剪切應力和取向，容易造成翹曲變形、脫模困難甚至導致溢邊問(wèn)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。注塑壓力的選擇除與制品壁厚、澆口尺寸等因素有關(guān)外，還與玻纖含量和形態(tài)有關(guān)，一般玻纖含量愈高，玻纖長(cháng)度愈長(cháng)，注塑壓力應愈大。螺桿背壓對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(guān)質(zhì)量和物理力學(xué)性能均有重要的影響，通常稍高的背壓有助于改善浮纖現象。但過(guò)高的背壓會(huì )對長(cháng)玻纖產(chǎn)生較大的剪切作用, 使熔體易于因過(guò)熱而降解, 導致變色及力學(xué)性能變差。

????????注射速率

????????采用較快的注射速率可改善浮纖現象。這是因為提高注射速率，可使玻纖增強塑料快速充滿(mǎn)模腔，玻纖沿流動(dòng)方向作快速軸向運動(dòng)，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。但要注意避免因注射速率過(guò)快而在噴嘴口或澆口處發(fā)生“噴射”現象，形成蛇形紋缺陷，影響塑料件外觀(guān)。

????????螺桿轉速

????????玻纖增強塑料塑化時(shí)，螺桿轉速不宜過(guò)高，以避免摩擦剪切力過(guò)大而對玻纖造成傷害，破壞玻纖表面狀態(tài)，降低玻纖與樹(shù)脂之間的粘結強度，加劇浮纖現象，特別是當玻纖較長(cháng)時(shí)，會(huì )因部分玻纖斷裂而出現長(cháng)短不均現象，造成塑料件各處強度不等、力學(xué)性能不穩定。

????????通過(guò)以上分析可知，采用高料溫、高模溫、高壓、高注射速率、低螺桿轉速注射，對改善浮纖現象比較有利。此外還要注意原料的干燥處理和制品的調濕處理。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，PA66的吸濕性大，而且有水敏性，加熱時(shí)熔體中含有微量水分就會(huì )使其發(fā)生降解，將嚴重影響制品外觀(guān)和性能，因此在成型前必須烘干水分。

?