Podczas formowania wtryskowego tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym działanie każdego mechanizmu jest w zasadzie normalne, ale produkt ma poważne problemy z jakością wyglądu, a na powierzchni powstają promieniste białe ślady, które mają tendencję do poważnego zawartość włókna szklanego. Zjawisko to jest powszechnie znane jako „włókna pływające”, co jest niedopuszczalne w przypadku części z tworzyw sztucznych o wysokich wymaganiach dotyczących wyglądu.

Analiza przyczyn

Zjawisko „pływającego włókna” jest spowodowane ekspozycją włókna szklanego. Białe włókno szklane jest odsłonięte na powierzchni podczas procesu napełniania i płynięcia stopionego tworzywa sztucznego. Po kondensacji utworzy promieniste białe ślady na powierzchni plastikowej części. Kiedy plastikowa część jest czarna Kiedy różnica koloru wzrasta, staje się to bardziej oczywiste.

Główne przyczyny jego powstania są następujące:

1. W procesie płynięcia stopionego tworzywa sztucznego, ze względu na różnicę w płynności i gęstości między włóknem szklanym a żywicą, mają one tendencję do rozdzielania się. Włókno szklane o niskiej gęstości wypływa na powierzchnię, a gęstsza żywica tonie w niej. Tak więc powstaje zjawisko odsłonięcia włókna szklanego;

2. Ponieważ stopiony plastik jest poddawany działaniu siły tarcia i ścinania śruby, dyszy, prowadnicy i zasuwy podczas procesu przepływu, spowoduje to różnicę w lokalnej lepkości, a jednocześnie zniszczy warstwę pośrednią na powierzchnia włókna szklanego, a lepkość stopu będzie mniejsza. , Im poważniejsze uszkodzenie warstwy pośredniej, tym mniejsza siła wiązania między włóknem szklanym a żywicą. Kiedy siła wiązania jest mała do pewnego poziomu, włókno szklane pozbędzie się wiązania matrycy żywicy i stopniowo będzie się gromadzić na powierzchni i odsłaniać;

3. Gdy stopiony plastik zostanie wtryśnięty do wnęki, utworzy efekt „fontanny”, to znaczy, że włókno szklane przepłynie od wewnątrz na zewnątrz i styka się z powierzchnią wnęki. Ponieważ temperatura powierzchni formy jest niska, włókno szklane jest lekkie i szybko się skrapla. Zamarza natychmiast, a jeśli nie da się go całkowicie otoczyć w czasie, zostanie odsłonięty i utworzy „pływające włókna”.

Dlatego powstawanie zjawiska „pływającego włókna” jest związane nie tylko ze składem i właściwościami tworzyw sztucznych, ale także z procesem formowania, który charakteryzuje się większą złożonością i niepewnością.

Porozmawiajmy o tym, jak poprawić zjawisko „pływającego włókna” z punktu widzenia receptury i procesu.

Optymalizacja formuł

Bardziej tradycyjną metodą jest dodawanie kompatybilizatorów, środków dyspergujących i smarów do materiałów do formowania, w tym silanowych środków sprzęgających, kompatybilizatorów szczepionych bezwodnika maleinowego, proszku silikonowego, smarów na bazie kwasów tłuszczowych oraz niektórych krajowych lub importowanych dodatków. i żywicy, poprawiają jednorodność fazy rozproszonej i fazy ciągłej, zwiększają siłę wiązania międzyfazowego i zmniejszają separację włókna szklanego i żywicy. Popraw ekspozycję włókna szklanego. Niektóre z nich dają dobre efekty, ale większość z nich jest droga, podnosi koszty produkcji, a także wpływa na właściwości mechaniczne materiałów. Na przykład, częściej stosowane ciekłe silanowe środki sprzęgające są trudne do zdyspergowania po dodaniu, a tworzywa sztuczne są łatwe do formowania. Problem tworzenia się zbryleń spowoduje nierównomierne podawanie sprzętu i nierównomierny rozkład zawartości włókna szklanego, co z kolei doprowadzi do nierównomiernych właściwości mechanicznych produktu.

W ostatnich latach przyjęto również metodę dodawania krótkich włókien lub pustych mikrosfer szklanych. Krótkie włókna o małych rozmiarach lub puste w środku mikrokulki szklane mają cechy dobrej płynności i dyspergowalności oraz łatwe do utworzenia stabilnej kompatybilności międzyfazowej z żywicą. Aby osiągnąć cel ulepszenia "pływających włókien", szczególnie puste kulki szklane mogą również zmniejszyć szybkość odkształcania skurczowego, uniknąć pofalowania produktu, zwiększyć twardość i moduł sprężystości materiału, a cena jest niższa, ale wada jest to, że materiał jest odporny na uderzenia Spadki wydajności.

Optymalizacja procesu

W rzeczywistości problem „pływających włókien” można również poprawić poprzez proces formowania. Różne elementy procesu formowania wtryskowego mają różny wpływ na produkty z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym. Oto kilka podstawowych zasad, których należy przestrzegać.

01 Temperatura cylindra

Ponieważ wskaźnik szybkości płynięcia tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym jest o 30% do 70% niższy niż tworzywa sztucznego niewzmocnionego, płynność jest słaba, więc temperatura cylindra powinna być o 10 do 30 ° C wyższa niż normalnie. Zwiększenie temperatury cylindra może zmniejszyć lepkość stopu, poprawić płynność, uniknąć słabego wypełnienia i spawania oraz pomóc zwiększyć dyspersję włókna szklanego i zmniejszyć orientację, co skutkuje mniejszą chropowatością powierzchni produktu.

Ale temperatura beczki nie jest tak wysoka, jak to możliwe. Zbyt wysoka temperatura zwiększy tendencję do utleniania i degradacji polimeru. Kolor zmienia się, gdy jest niewielki, a gdy jest silny, powoduje koksowanie i czernienie.

Podczas ustawiania temperatury cylindra temperatura sekcji zasilającej powinna być nieco wyższa niż konwencjonalne wymaganie i nieco niższa niż sekcja ściskania, tak aby wykorzystać jej efekt podgrzewania do zmniejszenia efektu ścinania ślimaka na włóknie szklanym i zmniejszenia lokalna lepkość. Różnica i uszkodzenie powierzchni włókna szklanego zapewnia siłę wiązania między włóknem szklanym a żywicą.

02 Temperatura formy

Różnica temperatur między formą a stopem nie powinna być zbyt duża, aby włókno szklane nie zamulało się na powierzchni, gdy stop jest zimny, tworząc „pływające włókna”. W związku z tym wymagana jest wyższa temperatura formy, co jest przydatne do poprawy właściwości wypełniania stopu i zwiększenia. Korzystne jest również zwiększenie wytrzymałości linii zgrzewu, polepszenie wykończenia powierzchni produktu oraz zmniejszenie orientacji i odkształcenia.

Jednak im wyższa temperatura formy, tym dłuższy czas chłodzenia, tym dłuższy cykl formowania, tym niższa produktywność i wyższy skurcz formowania, więc im wyższy nie, tym lepiej. Ustawienie temperatury formy powinno również uwzględniać odmianę żywicy, strukturę formy, zawartość włókna szklanego itp. Gdy wnęka jest złożona, zawartość włókna szklanego jest wysoka, a wypełnienie formy trudne, należy odpowiednio zwiększyć temperaturę formy.

03 ciśnienie wtrysku

Ciśnienie wtrysku ma duży wpływ na formowanie tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym. Wyższe ciśnienie wtrysku sprzyja napełnianiu, poprawia dyspersję włókna szklanego i zmniejsza skurcz produktu, ale zwiększy naprężenie ścinające i orientację, łatwo powodując wypaczenie i odkształcenie oraz trudności w wyjmowaniu z formy, prowadząc nawet do problemów z przelewaniem. Dlatego też, aby poprawić zjawisko „pływającego włókna”, konieczne jest zwiększenie ciśnienia wtrysku nieco wyżej niż ciśnienie wtrysku niewzmocnionego tworzywa sztucznego w zależności od konkretnej sytuacji.

Wybór ciśnienia wtrysku jest związany nie tylko z grubością ścianki produktu, rozmiarem wlewu i innymi czynnikami, ale także z zawartością i kształtem włókna szklanego. Generalnie, im wyższa zawartość włókna szklanego, tym większa długość włókna szklanego, tym większe powinno być ciśnienie wtrysku.

04 ciśnienie wsteczne

Wielkość przeciwciśnienia ślimaka ma istotny wpływ na równomierną dyspersję włókna szklanego w stopie, płynność stopu, gęstość stopu, wygląd produktu oraz właściwości fizyczne i mechaniczne. Zwykle lepiej jest zastosować wyższe ciśnienie wsteczne. , Pomóż poprawić zjawisko „pływającego włókna”. Jednak zbyt wysokie ciśnienie wsteczne będzie miało większy wpływ na ścinanie długich włókien, sprawiając, że stopiony materiał łatwo ulegnie degradacji z powodu przegrzania, co skutkuje odbarwieniami i słabymi właściwościami mechanicznymi. Dlatego ciśnienie wsteczne można ustawić nieco wyżej niż w przypadku niewzmocnionego tworzywa sztucznego.

05 Prędkość wtrysku

Zastosowanie większej prędkości wtrysku może poprawić zjawisko „pływającego włókna”. Zwiększyć prędkość wtrysku, aby tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem szklanym szybko wypełniło wnękę formy, a włókno szklane wykonuje szybki ruch osiowy wzdłuż kierunku przepływu, co jest korzystne dla zwiększenia dyspersji włókna szklanego, zmniejszenia orientacji, poprawy wytrzymałości linii zgrzewu i czystości powierzchni produktu, ale należy zwrócić uwagę, aby nie dopuścić do „natrysku” na dyszę lub zasuwę ze względu na zbyt dużą prędkość wtrysku, tworząc wady serpentynowe i wpływające na wygląd części z tworzywa sztucznego.

06 prędkość śruby

Podczas plastyfikacji tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym prędkość śruby nie powinna być zbyt duża, aby uniknąć nadmiernego tarcia i siły ścinającej, która uszkodzi włókno szklane, zniszczy stan interfejsu powierzchni włókna szklanego, zmniejszy siłę wiązania między włóknem szklanym a żywicą i pogorszyć „pływające włókno”. „Zjawiska, zwłaszcza gdy włókno szklane jest dłuższe, będą miały nierówną długość z powodu pęknięcia części włókna szklanego, co skutkuje nierówną wytrzymałością części z tworzywa sztucznego i niestabilnymi właściwościami mechanicznymi produktu.

Podsumowanie procesu

Na podstawie powyższej analizy można zauważyć, że stosowanie wysokiej temperatury materiału, wysokiej temperatury formy, wysokiego ciśnienia wtrysku i przeciwciśnienia, dużej prędkości wtrysku i wtrysku z małą prędkością ślimaka jest bardziej korzystne dla poprawy zjawiska „pływającego włókna”.