注射成型中的產(chǎn)品缺陷:如何解決漂浮纖維?
注塑廠在生產(chǎn)前試模時(shí),各機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,但產(chǎn)品出現(xiàn)了嚴(yán)重的外觀質(zhì)量問(wèn)題,表面產(chǎn)生放射狀白痕,隨著玻璃纖維含量的增加越來(lái)越嚴(yán)重。這種現(xiàn)象俗稱“浮纖”,是玻璃纖維塑料制品的表面缺陷,對(duì)于外觀要求高的汽車塑料件來(lái)說(shuō)是不可接受的。
注塑制品中纖維漂浮的原因分析:
“浮纖”現(xiàn)象是由于玻璃纖維暴露造成的。白色玻璃纖維在塑料熔體充模流動(dòng)過(guò)程中浮在表面,冷凝成型后在塑件表面形成放射狀白痕。當(dāng)塑料件為黑色時(shí),會(huì)因?yàn)樯珴傻牟煌用黠@。其形成原因如下。
首先,在塑料熔體流動(dòng)過(guò)程中,由于玻璃纖維和樹脂的流動(dòng)性和質(zhì)量密度不同,兩者容易分離,密度低的玻璃纖維浮到表面,密度高的樹脂沉入內(nèi)部,形成玻璃纖維外露現(xiàn)象。
其次,由于塑料熔體在流動(dòng)過(guò)程中受到螺桿、噴嘴、流道和澆口的摩擦剪切力,會(huì)造成局部粘度差,同時(shí)會(huì)破壞玻璃纖維表面的界面層。熔體粘度越低,界面層破壞越嚴(yán)重,玻璃纖維與樹脂之間的粘合力越小。當(dāng)粘合力小到一定程度時(shí),玻璃纖維就會(huì)擺脫樹脂基體的束縛,逐漸堆積暴露在表面。
再者,當(dāng)塑料熔體注入模腔時(shí),會(huì)形成“噴泉”效應(yīng),即玻璃纖維會(huì)由內(nèi)向外流動(dòng),并與模腔表面接觸。由于模具表面溫度低,重量輕、凝結(jié)快的玻璃纖維會(huì)瞬間凍結(jié),如果不能及時(shí)被熔體完全包圍,就會(huì)暴露出來(lái)形成“浮纖”。
因此,“浮纖”現(xiàn)象的形成不僅與塑料材料的成分和特性有關(guān),還與成型工藝有關(guān),具有很大的復(fù)雜性和不確定性。
注塑制品中漂浮纖維的材料改進(jìn)措施:
1.在實(shí)際生產(chǎn)中,有各種措施來(lái)改善“浮纖”現(xiàn)象。與傳統(tǒng)方法相比,成型材料中添加了增容劑、分散劑、潤(rùn)滑劑等添加劑,包括硅烷偶聯(lián)劑、馬來(lái)酸酐接枝增容劑、硅粉、脂肪酸潤(rùn)滑劑以及部分國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口的玻璃纖維防暴露劑。
這些添加劑可以改善玻璃纖維與樹脂的界面相容性,提高分散相和連續(xù)相的均勻性,增加界面粘結(jié)強(qiáng)度,減少玻璃纖維與樹脂的分離,從而改善玻璃纖維外露現(xiàn)象。有些應(yīng)用效果較好。
但大多價(jià)格昂貴,增加了生產(chǎn)成本,也影響了材料的力學(xué)性能。比如常用的液體硅烷偶聯(lián)劑,存在添加后難以分散,塑料容易結(jié)塊的問(wèn)題,會(huì)造成設(shè)備加料不均勻,玻璃纖維含量分布不均勻,進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品力學(xué)性能不均勻。
2.近年來(lái),利用小尺寸的短纖維或空心玻璃微珠的特性,如良好的流動(dòng)性和分散性,以及容易與樹脂形成穩(wěn)定的界面相容性,加入短纖維或空心玻璃微珠來(lái)改善“漂浮纖維”。特別是空心玻璃微珠還可以降低收縮變形率,避免產(chǎn)品后翹,增加材料的硬度和彈性模量,價(jià)格低廉,但缺點(diǎn)是材料的抗沖擊性下降。
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