Během vstřikování plastů vyztužených skleněnými vlákny je činnost každého mechanismu v zásadě normální, ale výrobek má vážné problémy s kvalitou vzhledu a na povrchu jsou vytvářeny radiální bílé stopy a tato bílá značka má tendenci být vážná s nárůstem obsah skleněných vláken. Tento jev je obecně známý jako „plovoucí vlákno“, což je u plastových dílů s vysokými požadavky na vzhled nepřijatelné.
Analýza příčin
Fenomén „plovoucího vlákna“ je způsoben expozicí skleněného vlákna. Bílé skleněné vlákno je vystaveno povrchu během procesu plnění a tečení plastové taveniny. Po kondenzaci vytvoří na povrchu plastové části radiální bílé stopy. Když je plastová část černá Když se barevný rozdíl zvětší, bude to zjevnější.
Hlavní důvody jeho vzniku jsou následující:
1. V procesu toku plastové taveniny mají tyto dvě látky tendenci se oddělovat kvůli rozdílu v tekutosti a hustotě mezi skleněnými vlákny a pryskyřicí. Skleněné vlákno s nízkou hustotou vypluje na povrch a hustší pryskyřice se do něj ponoří. „Vzniká tedy jev vystavený skleněným vláknům;
2. Protože plastová tavenina je během procesu proudění vystavena třecí a smykové síle šroubu, trysky, vtoku a šoupátka, způsobí to rozdíl v lokální viskozitě a současně zničí vrstvu rozhraní na povrch skleněného vlákna a viskozita taveniny bude menší. Čím vážnější je poškození mezivrstvy, tím menší je spojovací síla mezi skleněným vláknem a pryskyřicí. Když je vazebná síla malá na určitou úroveň, skleněné vlákno se zbaví vazby pryskyřičné matrice a postupně se hromadí na povrchu a vystaví se;
3. Když se plastová tavenina vstřikuje do dutiny, vytvoří efekt „fontány“, to znamená, že skleněné vlákno bude proudit zevnitř ven a kontaktovat povrch dutiny. Protože je povrchová teplota formy nízká, je skleněné vlákno lehké a rychle kondenzuje. Okamžitě zamrzne, a pokud nemůže být včas plně obklopena taveninou, bude vystavena a vytvoří „plovoucí vlákna“.
Vznik fenoménu „plovoucího vlákna“ tedy nesouvisí pouze se složením a vlastnostmi plastových materiálů, ale také s procesem formování, který má větší složitost a nejistotu.
Pojďme si promluvit o tom, jak zlepšit fenomén „plovoucího vlákna“ z hlediska vzorce a procesu.
Optimalizace vzorce
Tradičnějším způsobem je přidání kompatibilizátorů, dispergátorů a lubrikantů do formovacích materiálů, včetně silanových spojovacích činidel, kompatibilizátorů roubování anhydridem kyseliny maleinové, silikonového prášku, lubrikantů mastných kyselin a některých tuzemských nebo dovážených. Tyto přísady použijte ke zlepšení kompatibility rozhraní mezi skleněnými vlákny a pryskyřice, zlepšují rovnoměrnost dispergované fáze a kontinuální fáze, zvyšují pevnost vazby rozhraní a snižují separaci skleněného vlákna a pryskyřice. Zlepšete expozici skleněných vláken. Některé z nich mají dobré účinky, ale většina z nich je drahá, zvyšuje výrobní náklady a ovlivňuje také mechanické vlastnosti materiálů. Například běžně používaná kapalná silanová spojovací činidla se po přidání obtížně dispergují a plasty se snadno tvoří. Problém tvorby hrudek způsobí nerovnoměrné podávání zařízení a nerovnoměrné rozložení obsahu skleněných vláken, což zase povede k nerovnoměrným mechanickým vlastnostem produktu.
V posledních letech byla také přijata metoda přidávání krátkých vláken nebo dutých skleněných mikrokuliček. Krátká vlákna malé velikosti nebo duté skleněné mikrokuličky mají vlastnosti dobré tekutosti a dispergovatelnosti a snadno se tvoří stabilní kompatibilita rozhraní s pryskyřicí. K dosažení účelu zlepšení „plovoucího vlákna“ mohou zejména duté skleněné kuličky také snížit rychlost deformace smršťováním, zabránit následnému deformaci výrobku, zvýšit tvrdost a modul pružnosti materiálu a cena je nižší, ale nevýhoda je, že materiál je nárazuvzdorný Performance drops.
Optimalizace procesu
Ve skutečnosti lze problém „plovoucího vlákna“ zlepšit také procesem formování. Různé prvky procesu vstřikování mají různé účinky na plastové výrobky vyztužené skleněnými vlákny. Zde je několik základních pravidel, kterými se lze řídit.
01 Teplota válce
Protože rychlost toku taveniny plastu vyztuženého skleněnými vlákny je o 30% až 70% nižší než u nevyztuženého plastu, tekutost je špatná, takže teplota válce by měla být o 10 až 30 ° C vyšší než obvykle. Zvýšení teploty válce může snížit viskozitu taveniny, zlepšit tekutost, zabránit špatnému plnění a svařování a pomoci zvýšit disperzi skleněných vláken a snížit orientaci, což má za následek nižší drsnost povrchu produktu.
Ale teplota hlavně není tak vysoká, jak je to možné. Příliš vysoká teplota zvýší tendenci k oxidaci a degradaci polymeru. Barva se změní, když je slabá, a pokud bude silná, způsobí koksování a černění.
Při nastavování teploty hlavně by měla být teplota přiváděcího úseku o něco vyšší než je obvyklý požadavek a o něco nižší než tlakového úseku, aby se využil jeho předehřívací účinek ke snížení střihového účinku šroubu na skleněné vlákno a snížení místní viskozita. Rozdíl a poškození povrchu skleněného vlákna zajišťují pevnost spojení mezi skleněným vláknem a pryskyřicí.
02 Teplota formy
Teplotní rozdíl mezi formou a taveninou by neměl být příliš velký, aby se zabránilo zanášení skleněných vláken na povrch, když je tavenina studená, a vytváří tak „plovoucí vlákna“. Proto je nutná vyšší teplota formy, což je užitečné pro zlepšení výkonu plnění taveniny a zvýšení. Je také prospěšné svařovat pevnost linky, zlepšovat povrchovou úpravu produktu a snižovat orientaci a deformaci.
Čím vyšší je však teplota formy, tím delší je doba chlazení, čím delší je cyklus tváření, tím nižší je produktivita a čím vyšší je smrštění formy, tím vyšší není lepší. Nastavení teploty formy by mělo brát v úvahu také odrůdu pryskyřice, strukturu formy, obsah skleněných vláken atd. Když je dutina složitá, obsah skleněných vláken je vysoký a plnění formy je obtížné, měla by se vhodně zvýšit teplota formy.
03 vstřikovací tlak
Vstřikovací tlak má velký vliv na formování plastů vyztužených skleněnými vlákny. Vyšší vstřikovací tlak vede k plnění, zlepšuje disperzi skleněných vláken a snižuje smrštění produktu, ale zvýší smykové napětí a orientaci, snadno způsobí deformaci a deformaci a odstraní problémy s formováním, dokonce povede k problémům s přetékáním. Pro zlepšení jevu „plovoucího vlákna“ je proto podle konkrétní situace nutné zvýšit vstřikovací tlak o něco vyšší než vstřikovací tlak nevyztuženého plastu.
Volba vstřikovacího tlaku nesouvisí pouze s tloušťkou stěny produktu, velikostí brány a dalšími faktory, ale také s obsahem a tvarem skleněných vláken. Obecně platí, že čím vyšší je obsah skleněných vláken, tím delší je délka skleněných vláken, tím vyšší by měl být vstřikovací tlak.
04 protitlak
Velikost zpětného tlaku šroubu má významný vliv na rovnoměrné rozptýlení skleněných vláken v tavenině, tekutost taveniny, hustotu taveniny, kvalitu vzhledu produktu a fyzikální a mechanické vlastnosti. Obvykle je lepší použít vyšší protitlak. „Pomozte zlepšit fenomén„ plovoucího vlákna “. Nadměrně vysoký protitlak však bude mít větší střihový účinek na dlouhá vlákna, což způsobí, že se tavenina snadno degraduje v důsledku přehřátí, což má za následek změnu barvy a špatné mechanické vlastnosti. Proto může být protitlak nastaven o něco vyšší než u nevyztuženého plastu.
05 Rychlost vstřikování
Použití vyšší rychlosti vstřikování může zlepšit fenomén „plovoucího vlákna“. Zvyšte rychlost vstřikování tak, aby plast vyztužený skleněnými vlákny rychle vyplnil dutinu formy a skleněné vlákno provádí rychlý axiální pohyb ve směru toku, což je výhodné pro zvýšení disperze skleněného vlákna, snížení orientace, zlepšení pevnosti svarové linie a čistotu povrchu výrobku, je však třeba věnovat pozornost tomu, aby se zabránilo „stříkání“ na trysku nebo uzávěr kvůli nadměrně vysoké rychlosti vstřikování, tvorbě hadovitých defektů a ovlivnění vzhledu plastové části.
06 Rychlost šroubu
Při plastifikaci plastů vyztužených skleněnými vlákny by rychlost šneku neměla být příliš vysoká, aby se zabránilo nadměrnému tření a smykové síle, která poškodí skleněné vlákno, zničí stav rozhraní povrchu skleněného vlákna, sníží pevnost spojení mezi skleněným vláknem a pryskyřicí , a zhoršit „plovoucí vlákno“. „Jevy, zejména když je skleněné vlákno delší, budou mít nerovnoměrnou délku kvůli části lomu skleněného vlákna, což bude mít za následek nerovnoměrnou pevnost plastových částí a nestabilní mechanické vlastnosti produktu.
Souhrn procesu
Prostřednictvím výše uvedené analýzy je možné vidět, že použití vysoké teploty materiálu, vysoké teploty formy, vysokého vstřikovacího tlaku a protitlaku, vysoké rychlosti vstřikování a vstřikování s nízkou rychlostí šneku je výhodnější pro zlepšení fenoménu „plovoucího vlákna“.
