Während des Spritzgießens von glasfaserverstärkten Kunststoffen ist die Funktionsweise jedes Mechanismus grundsätzlich normal, aber das Produkt weist ernsthafte Qualitätsprobleme auf, und radiale weiße Markierungen werden auf der Oberfläche erzeugt, und diese weiße Markierung neigt dazu, mit der Zunahme von schwerwiegend zu sein Glasfasergehalt. Das Phänomen ist allgemein als "schwimmende Faser" bekannt, was für Kunststoffteile mit hohen Anforderungen an das Aussehen nicht akzeptabel ist.
Ursachenanalyse
Das Phänomen der "schwimmenden Faser" wird durch die Belichtung von Glasfasern verursacht. Die weiße Glasfaser wird während des Füllens und Fließens der Kunststoffschmelze an der Oberfläche freigelegt. Nach der Kondensation bilden sich radiale weiße Flecken auf der Oberfläche des Kunststoffteils. Wenn das Kunststoffteil schwarz ist Wenn der Farbunterschied zunimmt, wird dies offensichtlicher.
Die Hauptgründe für seine Bildung sind folgende:
1. Beim plastischen Schmelzfluss neigen die beiden aufgrund des Unterschieds in der Fließfähigkeit und Dichte zwischen Glasfaser und Harz dazu, sich zu trennen. Die Glasfaser niedriger Dichte schwimmt an die Oberfläche und das dichtere Harz sinkt darin ein. So entsteht das Phänomen der Glasfaserexposition;
2. Da die Kunststoffschmelze während des Fließvorgangs der Reibungs- und Scherkraft der Schraube, Düse, des Läufers und des Tors ausgesetzt ist, verursacht sie den Unterschied in der lokalen Viskosität und zerstört gleichzeitig die Grenzflächenschicht auf Die Oberfläche der Glasfaser und die Schmelzviskosität sind kleiner. Je stärker die Beschädigung der Grenzflächenschicht ist, desto geringer ist die Bindungskraft zwischen der Glasfaser und dem Harz. Wenn die Bindungskraft bis zu einem bestimmten Grad gering ist, wird die Glasfaser die Bindung der Harzmatrix lösen und sich allmählich an der Oberfläche ansammeln und freilegen;
3. Wenn die Kunststoffschmelze in den Hohlraum eingespritzt wird, entsteht ein "Springbrunnen" -Effekt, dh die Glasfaser fließt von innen nach außen und berührt die Oberfläche des Hohlraums. Da die Formoberflächentemperatur niedrig ist, ist die Glasfaser leicht und kondensiert schnell. Es gefriert sofort und wenn es nicht rechtzeitig vollständig von der Schmelze umgeben werden kann, wird es freigelegt und bildet "schwimmende Fasern".
Daher hängt die Bildung des Phänomens "schwimmende Faser" nicht nur mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften von Kunststoffmaterialien zusammen, sondern auch mit dem Formungsprozess, der eine größere Komplexität und Unsicherheit aufweist.
Lassen Sie uns darüber sprechen, wie das Phänomen der "schwimmenden Faser" aus der Perspektive von Formel und Prozess verbessert werden kann.
Formeloptimierung
Das traditionellere Verfahren besteht darin, den Formmaterialien Kompatibilisierungsmittel, Dispergiermittel und Schmiermittel zuzusetzen, einschließlich Silankupplungsmitteln, Maleinsäureanhydrid-Pfropfkompatibilisierungsmitteln, Silikonpulver, Fettsäureschmiermitteln und einigen inländischen oder importierten. Verwenden Sie diese Additive, um die Grenzflächenverträglichkeit zwischen den Glasfasern zu verbessern und das Harz, verbessern die Gleichmäßigkeit der dispergierten Phase und der kontinuierlichen Phase, erhöhen die Grenzflächenbindungsstärke und verringern die Trennung der Glasfaser und des Harzes. Verbessern Sie die Belichtung von Glasfasern. Einige von ihnen haben gute Wirkungen, aber die meisten sind teuer, erhöhen die Produktionskosten und beeinflussen auch die mechanischen Eigenschaften von Materialien. Beispielsweise sind die üblicherweise verwendeten flüssigen Silan-Haftvermittler nach Zugabe schwer zu dispergieren, und Kunststoffe sind leicht zu formen. Das Problem der Klumpenbildung führt zu einer ungleichmäßigen Zufuhr der Ausrüstung und einer ungleichmäßigen Verteilung des Glasfasergehalts, was wiederum zu ungleichmäßigen mechanischen Eigenschaften des Produkts führt.
In den letzten Jahren wurde auch das Verfahren zum Hinzufügen von Kurzfasern oder hohlen Glasmikrokugeln angewendet. Die kleinen kurzen Fasern oder hohlen Glasmikrokugeln weisen die Eigenschaften einer guten Fließfähigkeit und Dispergierbarkeit auf und bilden leicht eine stabile Grenzflächenkompatibilität mit dem Harz. Um den Zweck der Verbesserung der "schwimmenden Faser" zu erreichen, können insbesondere hohle Glasperlen auch die Schrumpfverformungsrate verringern, ein Nachverziehen des Produkts vermeiden, die Härte und den Elastizitätsmodul des Materials erhöhen und der Preis ist niedriger, aber der Nachteil ist, dass das Material schlagfest ist.
Prozessoptimierung
Tatsächlich kann das Problem der "schwimmenden Faser" auch durch den Formungsprozess verbessert werden. Die verschiedenen Elemente des Spritzgussprozesses haben unterschiedliche Auswirkungen auf glasfaserverstärkte Kunststoffprodukte. Hier sind einige Grundregeln, die befolgt werden können.
01 Zylindertemperatur
Da die Schmelzflussrate von glasfaserverstärktem Kunststoff 30% bis 70% niedriger ist als die von nicht verstärktem Kunststoff, ist die Fließfähigkeit schlecht, so dass die Zylindertemperatur 10 bis 30 ° C höher als normal sein sollte. Das Erhöhen der Zylindertemperatur kann die Schmelzviskosität verringern, die Fließfähigkeit verbessern, schlechtes Füllen und Schweißen vermeiden und dazu beitragen, die Dispersion von Glasfasern zu erhöhen und die Orientierung zu verringern, was zu einer geringeren Oberflächenrauheit des Produkts führt.
Die Zylindertemperatur ist jedoch nicht so hoch wie möglich. Eine zu hohe Temperatur erhöht die Tendenz zur Oxidation und zum Abbau des Polymers. Die Farbe ändert sich, wenn sie leicht ist, und sie verursacht Verkokung und Schwärzung, wenn sie stark ist.
Bei der Einstellung der Zylindertemperatur sollte die Temperatur des Zuführabschnitts geringfügig höher als die herkömmliche Anforderung und geringfügig niedriger als die des Kompressionsabschnitts sein, um den Vorheizeffekt zu nutzen, um den Schereffekt der Schraube auf die Glasfaser zu verringern und zu verringern die lokale Viskosität. Der Unterschied und die Beschädigung der Oberfläche der Glasfaser gewährleisten die Haftfestigkeit zwischen der Glasfaser und dem Harz.
02 Formtemperatur
Der Temperaturunterschied zwischen der Form und der Schmelze sollte nicht zu groß sein, um zu verhindern, dass die Glasfaser bei kalter Schmelze auf der Oberfläche verschlammt und "schwimmende Fasern" bildet. Daher ist eine höhere Formtemperatur erforderlich, was zur Verbesserung der Schmelzfüllleistung und zur Erhöhung nützlich ist. Es ist auch vorteilhaft, die Festigkeit der Schweißlinie zu verbessern, die Oberflächenbeschaffenheit des Produkts zu verbessern und die Orientierung und Verformung zu verringern.
Je höher jedoch die Formtemperatur ist, desto länger ist die Abkühlzeit, desto länger ist der Formzyklus, desto geringer ist die Produktivität und desto höher ist die Formschrumpfung. Je höher, desto höher ist nicht. Die Einstellung der Formtemperatur sollte auch die Harzsorte, die Formstruktur, den Glasfasergehalt usw. berücksichtigen. Wenn der Hohlraum komplex ist, der Glasfasergehalt hoch ist und die Formfüllung schwierig ist, sollte die Formtemperatur angemessen erhöht werden.
03 Einspritzdruck
Der Einspritzdruck hat einen großen Einfluss auf das Formen von glasfaserverstärkten Kunststoffen. Ein höherer Einspritzdruck fördert das Füllen, verbessert die Glasfaserdispersion und verringert das Schrumpfen des Produkts, erhöht jedoch die Scherbeanspruchung und -orientierung, verursacht leicht Verzug und Verformung und entformt Schwierigkeiten und führt sogar zu Überlaufproblemen. Um das Phänomen der "schwimmenden Faser" zu verbessern, ist es daher erforderlich, den Einspritzdruck entsprechend der spezifischen Situation geringfügig höher als den Einspritzdruck des unverstärkten Kunststoffs zu erhöhen.
Die Wahl des Einspritzdrucks hängt nicht nur von der Produktwandstärke, der Gate-Größe und anderen Faktoren ab, sondern auch vom Glasfasergehalt und der Form. Im Allgemeinen sollte der Einspritzdruck umso größer sein, je höher der Glasfasergehalt ist, je länger die Glasfaserlänge ist.
04 Gegendruck
Die Größe des Schneckendrucks hat einen wichtigen Einfluss auf die gleichmäßige Verteilung der Glasfasern in der Schmelze, die Fließfähigkeit der Schmelze, die Dichte der Schmelze, die Aussehensqualität des Produkts sowie die physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Es ist normalerweise besser, einen höheren Gegendruck zu verwenden. Helfen Sie, das Phänomen der "schwimmenden Faser" zu verbessern. Ein zu hoher Gegendruck hat jedoch eine größere Scherwirkung auf die langen Fasern, wodurch die Schmelze aufgrund von Überhitzung leicht abgebaut wird, was zu Verfärbungen und schlechten mechanischen Eigenschaften führt. Daher kann der Gegendruck etwas höher eingestellt werden als der des unverstärkten Kunststoffs.
05 Einspritzgeschwindigkeit
Die Verwendung einer schnelleren Einspritzgeschwindigkeit kann das Phänomen der "schwebenden Faser" verbessern. Erhöhen Sie die Einspritzgeschwindigkeit, so dass der glasfaserverstärkte Kunststoff den Formhohlraum schnell ausfüllt und die Glasfaser eine schnelle axiale Bewegung entlang der Strömungsrichtung ausführt, was vorteilhaft ist, um die Dispersion der Glasfaser zu erhöhen, die Orientierung zu verringern und die Festigkeit zu verbessern der Schweißleitung und der Oberflächenreinheit des Produkts, es sollte jedoch darauf geachtet werden, dass aufgrund der zu hohen Einspritzgeschwindigkeit, der Bildung von Serpentinenfehlern und der Beeinträchtigung des Aussehens des Kunststoffteils kein "Sprühen" an der Düse oder am Gate auftritt.
06 Schneckendrehzahl
Beim Plastifizieren von glasfaserverstärkten Kunststoffen sollte die Schneckendrehzahl nicht zu hoch sein, um übermäßige Reibung und Scherkraft zu vermeiden, die die Glasfaser beschädigen, den Grenzflächenzustand der Glasfaseroberfläche zerstören und die Haftfestigkeit zwischen der Glasfaser und dem Harz verringern und verschlimmern die "schwimmende Faser". "Phänomene, insbesondere wenn die Glasfaser länger ist, treten aufgrund eines Teils des Glasfaserbruchs eine ungleichmäßige Länge auf, was zu einer ungleichen Festigkeit der Kunststoffteile und instabilen mechanischen Eigenschaften des Produkts führt.
Prozessübersicht
Durch die obige Analyse ist ersichtlich, dass die Verwendung von hoher Materialtemperatur, hoher Formtemperatur, hohem Einspritzdruck und Gegendruck, hoher Einspritzgeschwindigkeit und Einspritzung mit niedriger Schneckendrehzahl vorteilhafter ist, um das Phänomen der "schwimmenden Faser" zu verbessern.
