注射成型中的產品缺陷:如何解決漂浮纖維?
注塑廠在生產前試模時,各機構運轉正常,但產品出現了嚴重的外觀質量問題,表面產生放射狀白痕,隨著玻璃纖維含量的增加越來越嚴重。這種現象俗稱“浮纖”,是玻璃纖維塑料制品的表面缺陷,對于外觀要求高的汽車塑料件來說是不可接受的。
注塑制品中纖維漂浮的原因分析:
“浮纖”現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過程中浮在表面,冷凝成型后在塑件表面形成放射狀白痕。當塑料件為黑色時,會因為色澤的不同而更加明顯。其形成原因如下。
首先,在塑料熔體流動過程中,由于玻璃纖維和樹脂的流動性和質量密度不同,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部,形成玻璃纖維外露現象。
其次,由于塑料熔體在流動過程中受到螺桿、噴嘴、流道和澆口的摩擦剪切力,會造成局部粘度差,同時會破壞玻璃纖維表面的界面層。熔體粘度越低,界面層破壞越嚴重,玻璃纖維與樹脂之間的粘合力越小。當粘合力小到一定程度時,玻璃纖維就會擺脫樹脂基體的束縛,逐漸堆積暴露在表面。
再者,當塑料熔體注入模腔時,會形成“噴泉”效應,即玻璃纖維會由內向外流動,并與模腔表面接觸。由于模具表面溫度低,重量輕、凝結快的玻璃纖維會瞬間凍結,如果不能及時被熔體完全包圍,就會暴露出來形成“浮纖”。
因此,“浮纖”現象的形成不僅與塑料材料的成分和特性有關,還與成型工藝有關,具有很大的復雜性和不確定性。
注塑制品中漂浮纖維的材料改進措施:
1.在實際生產中,有各種措施來改善“浮纖”現象。與傳統方法相比,成型材料中添加了增容劑、分散劑、潤滑劑等添加劑,包括硅烷偶聯劑、馬來酸酐接枝增容劑、硅粉、脂肪酸潤滑劑以及部分國產或進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,提高分散相和連續相的均勻性,增加界面粘結強度,減少玻璃纖維與樹脂的分離,從而改善玻璃纖維外露現象。有些應用效果較好。
但大多價格昂貴,增加了生產成本,也影響了材料的力學性能。比如常用的液體硅烷偶聯劑,存在添加后難以分散,塑料容易結塊的問題,會造成設備加料不均勻,玻璃纖維含量分布不均勻,進而導致產品力學性能不均勻。
2.近年來,利用小尺寸的短纖維或空心玻璃微珠的特性,如良好的流動性和分散性,以及容易與樹脂形成穩定的界面相容性,加入短纖維或空心玻璃微珠來改善“漂浮纖維”。特別是空心玻璃微珠還可以降低收縮變形率,避免產品后翹,增加材料的硬度和彈性模量,價格低廉,但缺點是材料的抗沖擊性下降。
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