1、塑料異型材模具澆注系統(tǒng)的調(diào)整,模具澆注系統(tǒng)與“浮纖”現(xiàn)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(fā)生淤積分層而形成“浮纖”。
因此澆注系統(tǒng)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(huán)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(fā)產(chǎn)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(tǒng),其較長的流道流程,是造成“浮纖”現(xiàn)象嚴重的一個因素,但這是模具結(jié)構(gòu)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(diào)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(xiàn),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(fā)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(yōu)化:制定合適的成型工藝條件,對于改善“浮纖”現(xiàn)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(guī)律分別進行介紹:
塑料異型材模具溫度:
首先是料筒溫度:由于玻纖增強塑料的熔融指數(shù)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(fā)生顏色變化,嚴重時則產(chǎn)生焦化發(fā)黑。
在設置料筒溫度時,應使加料段溫度比常規(guī)要求略高些,稍低于壓縮段即可,以利用其預熱效果,降低螺桿對玻纖所產(chǎn)生的剪切作用,減少局部粘度的差異及對玻纖表面的破壞,保證玻纖與樹脂之間的粘結(jié)強度。
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(chǎn)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(jié)構(gòu)、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。
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(xiàn)象,需在稍高于非增強塑料注射壓力的基礎上,根據(jù)具體情況適當加大。
注射壓力的選擇除與制品的璧厚、澆口尺寸等因素有關外,也與玻纖含量和形態(tài)有關,一般玻纖含量愈高,玻纖長度愈長,注射壓力應愈大。
3.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(zhì)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(xiàn)象。但過高的背壓會對長纖產(chǎn)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。
注射速度:采用較快的注射速度,可改善“浮纖”現(xiàn)象。提高注射速度,使玻纖增強塑料快速充滿模腔,玻纖沿流動方向作快速軸向運動,有利于增加玻纖的分散性、減少取向性、提高熔接痕強度和制品的表觀光潔度,但要注意避免因注射速度過快,在噴嘴口或澆口處發(fā)生"噴射"現(xiàn)象,形成蛇形紋缺陷,影響塑件外觀。
螺桿轉(zhuǎn)速:玻纖增強塑料塑化時,螺桿轉(zhuǎn)速不宜過高,避免摩擦剪切力過大而對玻纖造成傷害,破壞玻纖表面界面狀態(tài),降低玻璃纖維與樹脂之間粘合強度,加劇“浮纖”現(xiàn)象,特別是當玻纖較長時,會因部分玻纖斷裂而出現(xiàn)長短不均現(xiàn)象,造成塑件各處強度不等,制品力學性能不穩(wěn)定。
工藝總結(jié):通過以上分析,可知采用高料溫、高模溫、高壓、高速、低螺桿轉(zhuǎn)速注射,對改善“浮纖”現(xiàn)象比較有利。
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