如何从材料,注塑模具,机台和工艺方面解决注塑不良缺陷(十三)表面浮纤
2021-08-21 5456 442
来源:伟一工业互联网

3.15.表面浮动纤维。
纤维增强制品的浮纤现象比较常见,浮纤现象是玻璃纤维暴露引起的,白色玻璃纤维在塑料熔体的充填流动过程中暴露在外表面,凝结成形后在塑料零件表面形成放射状的白色痕迹,塑料零件变黑时颜色差异变大变得明显。


浮纤的成因主要有以下几个方面:
1.在塑料熔体流动过程中,由于玻璃纤维和树脂的流动性不同,密度也不同,两者有分离的倾向,密度小的玻璃纤维浮到表面,密度大的树脂沉入内部,形成玻璃纤维暴露现象
2.塑料熔体在流动过程中受到螺杆、喷嘴、流道和浇口的摩擦剪切作用,在产生局部粘度差异的同时,破坏玻璃纤维表面的界面层,熔体粘度越小,界面层的损伤越严重,玻璃纤维和树脂之间的粘结力也越小,粘结力越小,玻璃纤维就越少
3.塑料熔体注入型腔时会形成喷泉效应,即玻璃纤维会从内向外流动,与型腔表面接触。由于模具型腔表面温度低、重量轻、凝结快的玻璃纤维瞬间冻结,如果不能及时被熔体充分包围,就会暴露形成浮动纤维;
如何保持玻璃纤维和树脂在成型过程中的稳定相容性是改善浮动纤维现象的关键,而玻璃纤维和树脂的稳定相容性可以通过加强其界面强度和保持玻璃纤维均匀分散来实现。生产中,无论是添加添加剂还是合理设计模具结构,优化成型工艺条件,都是基于这。
 

改善注塑模具浮纤现象的措施:
1.在材料中加入增容剂、分散剂、润滑剂、防玻璃纤维外露剂等添加剂,改善玻璃纤维和树脂之间的界面相容性,提高分散相和连续相的均匀性,提高界面粘结强度,减少玻璃纤维和树脂的分离,改善浮游纤维现象。其中有些添加剂使用效果好,但多数价格高,不仅增加了生产成本,还影响了材料的力学性能
2.添加短纤维或中空玻璃珠,利用小尺寸短纤维或中空玻璃珠具有流动性和分散性好,易于与树脂形成稳定的界面兼容性,达到改善浮纤的目的,特别是中空玻璃珠可以降低收缩变形率,避免产品后翘曲,增加材料硬度和弹性模量,而且价格低廉,但缺点是降低材料的冲击性能
3.合理设计模具结构,以玻璃纤维增强PA66为例:玻璃纤维增强PA66流动性差,玻璃纤维和PA66两种成分流动性不一致的特性应使其流动距离不应过长,熔体应迅速填充型腔,以保证玻璃纤维均匀分散,无淤积层形成浮动纤维。因此,浇注系统设计的基本原则是流道截面应大,流程应平直短。
应采用粗短主流道、分流道和粗浇口,浇口可为薄片式、扇形和环形,也可采用多浇口形式,使料流混乱,玻璃纤维扩散,降低方向性。并且要求有良好的排气功能,能及时排出玻璃纤维表面处理剂挥发产生的气体,避免熔接不良、缺料、烧伤等缺陷;


四、注塑模具工艺条件的优化。
(a)提高料筒温度可以降低熔体粘度,提高流动性,避免填充和熔接不良,有利于增加玻璃纤维的分散性,降低取向性,获得较低的产品表面粗糙度,但应避免温度过高导致物料氧化和降解;
(b)提高模具温度,有利于提高熔融模具的充填性能,增加熔接痕的强度,改善产品的表面粗糙度,减少方向性和变形。但是,模具温度越高,冷却时间越长,成形周期越长,生产率越低,成形收缩率越目前采用变模温度技术实现高模具温度和快速冷却,采用蒸汽无痕高光注射技术可有效消除浮纤现象
(c)适当提高注射压力,高注射压力有利于填充,提高玻璃纤维的分散性,降低产品的收缩率,但剪切应力和方向增加,容易引起翘曲变形、脱模困难和溢出问题,为了改善浮动纤维现象,必须在稍高于非增强塑料注射压力的基础上适当增大
(d)通常稍高的背压有助于改善浮动纤维现象。然而,过高的背压会对长玻璃纤维产生更大的剪切效果,使熔体容易因过热而降解,导致变色和机械性能变差。因此,将背压设置得略高于非增强塑料。
(e)采用快速注射速度,可使玻璃纤维增强塑料迅速填充模腔,玻璃纤维沿流动方向快速轴向运动,增加玻璃纤维的分散性,减少取向性,提高熔接痕的强度,降低产品表面粗糙度,但注意不要发生喷射
(f)降低螺杆转速,避免摩擦剪切力过大对玻璃纤维造成损伤,破坏玻璃纤维表面状态,降低玻璃纤维与树脂之间的粘结强度,加剧浮动纤维现象,特别是玻璃纤维长时,部分玻璃纤维断裂,长度不均匀

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