1、塑料異型材模具澆注系統的調整,模具澆注系統與“浮纖”現象的形成密切相關。
針對玻纖增強塑料流動性差,而且玻纖與樹脂兩種組分的流動性不一致的特性,其流動距離不能過長,熔體須快速充填型腔,以保證玻纖均勻分散,不發生淤積分層而形成“浮纖”。
因此澆注系統設計的基本原則是流道截面宜大,流程宜平直而短。應采用粗短的主流道、分流道和粗大澆口,澆口可以是薄片式、扇形及環形,亦可采用多澆口形式,以使料流混亂、玻纖擴散、減少取向性。而且要求有良好的排氣功能,能及時排出因玻纖表面處理劑揮發產生的氣體,以免造成熔接不良、缺料及燒傷等缺陷。
對于該把手面蓋模具的澆注系統,其較長的流道流程,是造成“浮纖”現象嚴重的一個因素,但這是模具結構的需要,不能將其縮短,因此只有對流道截面尺寸及澆口形式和尺寸進行調整。澆口改為扇形澆口,澆口和流道尺寸則在試模過程中逐漸加大。
另外需要注意的是,“浮纖”易于在塑件壁厚較大的部位出現,這是因為熔體在該處流動速度梯度較大,熔體流動時其中心速度高,而靠近型腔壁面處速度低,使得玻纖浮露的趨勢加劇,相對速度更慢,發生滯留堆積而形成“浮纖”。因此,應盡量使塑件各處壁厚均勻,并避免尖角、缺口,保證熔體流動順暢。
2. 注射成型工藝條件的優化:制定合適的成型工藝條件,對于改善“浮纖”現象至關重要。注射成型工藝各要素對玻纖增強塑料制品的影響各有不同,下面就一些可遵循的基本規律分別進行介紹:
塑料異型材模具溫度:① 首先是料筒溫度:由于玻纖增強塑料的熔融指數比非增強塑料低30%~70%,流動性較差,因此料筒溫度較一般情況應高出10~30℃。提高料筒溫度,可使熔體粘度降低,改善流動性,避免填充及熔接不良,而且有利于加大玻纖分散性和減小取向性,獲得較低的制品表面粗糙度。
但料筒溫度并不是越高越好,溫度過高會加大尼龍聚合物氧化和降解的趨勢,輕微時會發生顏色變化,嚴重時則產生焦化發黑。② 其次是模具溫度:模具與熔體之間的溫差不宜太大,防止熔體充填時玻纖遇冷在表面淤積,形成“浮纖”,因此需采用較高的模具溫度,這對于提高熔體充模性能、增加熔接痕強度、改善制品表面光潔度、減少取向和變形也是有利的。
但模具溫度愈高,冷卻時間愈久,成型周期延長,生產率降低,而且成型收縮率加大,故也不是越高越好。模具溫度的設置,還要考慮樹脂品種、模具結構、玻纖含量等情況,在型腔雜、玻纖含量高、充模困難時,模具溫度應適當提高些。對于材料為PA66+33%GF的汽車把手面蓋,我們選擇的模具溫度為110℃。
塑料異型材的注射壓力:注射壓力對玻纖增強塑料的成型影響很大,較高的注射壓力有利于充填,提高玻纖分散性,降低制品收縮率,但會增加剪切應力和取向,容易造成翹曲變形,脫模困難,甚至導致溢邊問題,因此欲改善“浮纖”現象,需在稍高于非增強塑料注射壓力的基礎上,根據具體情況適當加大。② 背壓:螺桿背壓大小對于玻纖在熔體中的均勻分散、熔體的流動性、熔體的密實度、制品的外觀質量和機械物理性能均有重要的影響,通常采用稍高的背壓比較有利,有助于改善“浮纖”現象。但過高的背壓會對長纖產生較大的剪切作用,使熔體易于因過熱而降解,導致變色及力學性能變差。因此將背壓設置得比非增強塑料略高些即可。