玻纖增強(qiáng)尼龍是在尼龍中添加玻璃纖維、增韌劑等共混材料。隨玻纖含量的增加,材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度有大幅度的提高,沖擊強(qiáng)度則較為復(fù)雜,隨著增韌劑的加入,材料的韌性大幅度的提高。
尼龍用玻纖增強(qiáng)改性后,優(yōu)缺點(diǎn)有哪些?對(duì)塑化組件又有哪些影響呢?
一、玻纖增強(qiáng)尼龍的優(yōu)點(diǎn)
1.在尼龍中加入玻纖后,改性尼龍的力學(xué)性能、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、耐老化性能有明顯提高,耐疲勞強(qiáng)度是未增強(qiáng)的2.5倍。
2.由于玻纖的加入,限制了塑料的高分子鏈間的相互移動(dòng),因此,增強(qiáng)塑料的收縮率下降很多,即制品縮水現(xiàn)象比沒加玻纖之前好很多,剛性也大大提高。
3.玻纖增強(qiáng)尼龍軟化點(diǎn)高,摩擦系數(shù)低,耐磨損,自潤(rùn)滑性、吸震性、消音性、電絕緣性好,耐油、耐弱酸、耐堿和一般溶劑,有自熄性,無毒,無臭,耐候性好。
4.尼龍經(jīng)過纖維增強(qiáng)后,可降低尼龍切片的吸水率,使其能在高溫、高濕的環(huán)境下工作。
二、玻纖增強(qiáng)尼龍的缺點(diǎn)
1.韌性降低,脆性增加。這一點(diǎn)可以通過添加增韌劑改善。
2.由于玻纖在注塑過程中會(huì)沿流動(dòng)方向取向,引起力學(xué)性能和收縮率在取向方向上增強(qiáng),導(dǎo)致制品變形翹曲。
3.在注塑的過程中,玻纖進(jìn)入塑料制品的表面,使得制品表面變得很粗糙,斑斑點(diǎn)點(diǎn),比如浮纖、料花等缺陷。
4.加入玻纖的比例越大,其對(duì)注塑機(jī)的塑化元件的磨損越大,主要是螺桿的磨損。
5.流動(dòng)性會(huì)降低。
三、對(duì)塑化組件的影響
1、玻纖的比例不同,對(duì)螺桿、料筒的磨損程度也不同。玻纖含量越大,磨損越嚴(yán)重。玻纖低于15~20%,一般采用合金螺桿;如果達(dá)到30%或以上,推薦采用全硬鋼螺桿、合金料筒、全硬鋼止逆環(huán)和推力環(huán);如果比例更高,則需采用高速鋼或粉末合金鋼螺桿、料筒。
2、如果30%玻纖增加尼龍料,選用普通機(jī)筒、雙金屬螺桿,料筒的氮化硬度層容易磨損破壞,氮化層破壞后料筒的耐磨性能大大降低,隨著螺桿和料筒同步磨損,預(yù)塑周期逐步增加,螺桿料筒磨損加劇,一般2個(gè)月左右就需要更換全套料筒螺桿。
3、注塑原料對(duì)螺桿、料筒的影響最為直接,其他如注塑工藝、溫度以及生產(chǎn)工況等都有可能影響螺桿、機(jī)筒的磨損。如PA66原料中含有碳酸鈣或金屬粉末等物質(zhì),則勢(shì)必加速螺桿、料筒磨損。因此合理選用塑化組件材料、注塑原料、工藝、溫度等是延長(zhǎng)螺桿、料筒使用壽命的關(guān)鍵。
附:尼龍PA66注塑工藝分析
(一)原料干燥
真空干燥:溫度95-105℃、時(shí)間6-8小時(shí)。
熱風(fēng)干燥:溫度90-100℃、時(shí)間4小時(shí)左右。
結(jié)晶性:除透明尼龍外,尼龍大都為結(jié)晶高聚物,結(jié)晶度高,制品拉伸強(qiáng)度、耐磨性、硬度、潤(rùn)滑性等項(xiàng)性能有所提高,熱膨脹系數(shù)和吸水性趨于下降,但對(duì)透明度以及抗沖擊性能有所不利。模具溫度對(duì)結(jié)晶影響較大,模溫高結(jié)晶度高,模溫低結(jié)晶度低。
收縮率:與其他結(jié)晶塑料相似,尼龍樹脂存在收縮率較大的問題。一般尼龍的收縮同結(jié)晶關(guān)系最大,當(dāng)制品結(jié)晶度大時(shí)制品收縮也會(huì)加大,在成型過程中降低模具溫度加大注射壓力降低料溫都會(huì)減小收縮,但制品內(nèi)應(yīng)力加大易變形。PA66收縮率1.5-2%。
(二)制品與模具
1、制品的壁厚尼龍的流長(zhǎng)比為150-200之間,尼龍的制品壁厚不低于0.8mm一般在1-3.2mm之間選擇,而且制品的收縮與制品的壁厚有關(guān),壁厚越厚收縮越大。
2、排氣:尼龍樹脂的溢邊值為0.03mm左右,所以排氣孔槽應(yīng)控制在0.025以下。
3、模具溫度:制品壁薄難成型或要求結(jié)晶度高的模具加溫控制,要求制品有一定的柔韌性的一般采用冷水控溫。
(三)成型工藝
料筒溫度:因尼龍是結(jié)晶型聚合物,所以熔點(diǎn)明顯,尼龍類樹脂在注塑時(shí)所選擇的料筒溫度同樹脂本身的性能、設(shè)備、制品的形狀因素有關(guān)。尼龍66為260℃。由于尼龍的熱穩(wěn)定性較差,所以不宜高溫長(zhǎng)時(shí)間在料筒中停留,以免引起物料變色發(fā)黃,同時(shí)由于尼龍的流動(dòng)性較好,溫度超過其熔點(diǎn)后就流動(dòng)迅速。
注射壓力:尼龍熔體的粘度低,流動(dòng)性好,但是冷凝速度較快,在形狀復(fù)雜和壁厚較薄的制品上易出現(xiàn)不足問題,故還是需要較高的注射壓力。
通常壓力過高,制品會(huì)出現(xiàn)溢邊問題;壓力過低,制品會(huì)產(chǎn)生波紋、氣泡、明顯的熔結(jié)痕或制品不足等缺陷,大多數(shù)尼龍品種的注射壓力不超過120MPA,一般在60-100MPA范圍內(nèi)選取是滿足大部分制品的要求,只要制品不出現(xiàn)氣泡、凹痕等缺陷,一般不希望采用較高的保壓壓力,以免造成制品內(nèi)應(yīng)力增加。
注射速度:對(duì)尼龍而言,注塑速度以快為宜,可以防止因冷卻速度過快而造成的波紋,充模不足問題?斓淖⑸渌俣葘(duì)制品的性能影響并不突出。
模具溫度:模具溫度對(duì)結(jié)晶度及成型收縮率有一定的影響,高模溫結(jié)晶度高、耐磨性、硬度、彈性模量增加、吸水性下降、制品的成型收縮率增加;低模溫結(jié)晶度低、韌性好、伸長(zhǎng)率較高