浮纤问题是增强改性里的一个通病,尤其是黑色的产品,浮纤出现的话,状况会更明显。浮纤的成因往往是由于纤维与树脂的流动性不一致及树脂与纤维之间的结合能力不强所导致,要解决浮纤问题便需从这一原理透过模具、生产工艺、和材料入手解决。
注塑产品浮纤问题的原因有:在塑料熔体流动过程中,由于玻纤与树脂的流动性有差异,而且质量密度也不同,使两者具有分离的趋势,密度小的玻纤浮向表面,密度大的树脂深入内里,于是形成了玻纤外露现象。
由于塑料熔体在流动过程中受到螺杆、喷嘴、流道及浇口的摩擦剪切力作用,会造成局部粘度的差异,同时又会破坏玻纤表面的界面层,熔体粘度愈小,界面层受损愈严重,玻纤与树脂之间的粘结力也愈小,当粘结力小到一定程度时,玻纤便会摆脱树脂基体的束缚,逐渐向表面累积而外露。
塑料熔体注入型腔时,会形成“喷泉”效应,即玻纤会由内部向外表流动,与型腔表面接触,由于模具型面温度较低,质量轻冷凝快的玻璃纤维被瞬間冻结,若不能及时被熔体充分包围,就会外露而形成“浮纤” 。
在实际生产中,有很多用于改善产品浮纤问题的措施,一是模具系统的调整,浇铸系统设计的基本原则是采用大截面积的流道,流程宜平直和短。二是增加射胶速度,在增加速度以后,玻纤和塑料虽然存在着流动速度的不同,但相对于高速射胶而言,这个相对速度差的比例就很小了,就像河流在急流地段永远不会有树枝留下一样的道理。
如何解决注塑产品浮纤问题最重要的就是温度的控制,在控制温度的过程中,注塑模温机作为高效的控温设备是必不可少的,首先是料筒温度,由于玻纤增强塑料的熔融指数比非增强塑料低30%~70%,流动性较差,因此料筒温度要普通高出10-30℃,不过料温过高,虽然流动性有所提高,但也容易出现材料分解及产品烧焦等问题。
注塑模温机控制温度,其次是模具温度。模具与熔体之间的温差不宜太大,防止熔体充填时玻纤遇冷在表面淤积,形成“浮纤”,因此需采用较高的模具温度,这对于提高熔体充模性能、增加熔接痕强度、改善制品表面光洁度、减少曲线和变形也是有利的。
但模具温度愈高,冷却时间愈久,成型周期延长,生产率降低,而且成型收缩率加大,故也不是越高越好。模具温度的设置,还要考虑树脂品种、模具结构、玻纤含量等情况,在型腔复杂、玻纤含量高、充模困难时,模具温度应适当提高些。对于材料为PA66+33%GF的汽车把手面盖,我们选择的模具温度为110℃,注塑模温机如果选用水式模温机,最高温可以达到180℃,是完全够用的。
通过以上分析,可知采用系统调整、高料温、高模温、高压、高速等方式以及注塑模温机的有效应用,对改善注塑产品浮纤现象比较有利。
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