玻纖增強塑料注射成型時出現浮纖怎麼解決？

玻纖增強塑料注射成型時，各機構運行基本正常，但製品出現了比較嚴重的外觀質量問題，表麵產生了放射狀的白色痕跡，而且這種白色痕跡隨玻纖含量的增加趨於嚴重，這種現象俗稱“浮纖”，對於外觀要求高的塑件是不能接受的。
一、原因分析
“浮纖”現象是玻纖外露造成的，白色的玻纖在塑料熔體充模流動過程中浮露於外表，待冷凝成型後便在塑件表麵形成放射狀的白色痕跡，當塑件為黑色時會因色澤的差異加大而更加明顯。
其形成原因主要有以下幾個方麵：
1. 在塑料熔體流動過程中，由於玻纖與樹脂的流動性有差異，而且密度也不同,使兩者具有分離的趨勢，密度小的玻纖浮向表麵，密度大的樹脂沉入內裏，於是形成了玻纖外露現象；
2. 由於塑料熔體在流動過程中受到螺杆、噴嘴、流道及澆口的摩擦剪切力作用，會造成局部黏度的差異，同時又會破壞玻纖表麵的界麵層，熔體黏度愈小，界麵層受損愈嚴重，玻纖與樹脂之間的粘結力也愈小，當粘結力小到一定程度時，玻纖便會擺脫樹脂基體的束縛，逐漸向表麵累積而外露；
3. 塑料熔體注入型腔時，會形成“噴泉”效應，即玻纖會由內部向外表流動，與型腔表麵接觸，由於模具型麵溫度較低，質量輕、冷凝快的玻纖被瞬間凍結，若不能及時被熔體充分包圍，就會外露而形成“浮纖”。
因此， “浮纖”現象的形成，不僅與塑料材料組成和特性有關，而且與成型加工過程有關，有著較大的複雜性和不確定性。
下麵從配方和工藝角度聊聊如何改善“浮纖”現象。 配方優化
比較傳統的方法是在成型材料中加入相容劑、分散劑和潤滑劑等添加劑，包括矽烷偶聯劑、馬來酸酐接枝相容劑、矽酮粉、脂肪酸類潤滑劑及一些國產或進口的防玻纖外露劑等，通過這些添加劑來改進玻纖和樹脂之間的界麵相容性，提高分散相和連續相的均勻性，增加界麵粘接強度，減少玻纖與樹脂的分離，從而改善玻纖外露現象。其中有的使用效果較好，但是大多價錢不菲，增加了生產成本，而且對材料的力學性能也會有影響，例如較常用的液體矽烷偶聯劑，就存在加入後難以分散，塑料容易結塊成團的問題，會造成設備喂料不均勻，玻纖含量分布不均勻，進而導致製品的力學性能不均勻。
近幾年也有采取加入短纖或空心玻璃微珠的方法，利用小尺寸的短纖或空心玻璃微珠具有較好流動性和分散性、與樹脂之間易於形成穩定界麵相容性的特點，實現改善“浮纖”目的，尤其是空心玻璃微珠還能降低收縮變形率，避免製品後翹曲，增加材料的硬度和彈性模量，並且價格較低，但不足之處是使材料抗衝擊性能下降。
二、工藝優化
事實上，“浮纖”問題還可通過成型工藝來改善。注射成型工藝各要素對玻纖增強塑料製品的影響各有不同，下麵就一些可遵循的基本規律分別進行介紹。
01、料筒溫度
由於玻纖增強塑料的熔體流動速率比非增強塑料低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，可使熔體黏度降低，改善流動性，避免填充及熔接不良，而且有利於加大玻纖分散性和減小取向性，獲得較低的製品表麵粗糙度。
但料筒溫度並不是越高越好，溫度過高會加大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。
在設置料筒溫度時，應使加料段溫度比常規要求略高些，稍低於壓縮段即可，以利用其預熱效果，降低螺杆對玻纖所產生的剪切作用，減少局部黏度的差異及對玻纖表麵的破壞，保證玻纖與樹脂之間的粘結強度。
02、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麵淤積，形成“浮纖”，因此需采用較高的模具溫度，這對於提高熔體充模性能、增加熔接痕強度、改善製品表麵光潔度、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，在型腔複雜、玻纖含量高、充模困難時，模具溫度應適當提高些。
03、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於充填，提高玻纖分散性，降低製品收縮率，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，需在稍高於非增強塑料注射壓力的基礎上，根據具體情況適當加大。
注射壓力的選擇除與製品的璧厚、澆口尺寸等因素有關外，也與玻纖含量和形態有關，一般玻纖含量愈高，玻纖長度愈長，注射壓力應愈大。
04、背壓
螺杆背壓大小對於玻纖在熔體中的均勻分散、熔體的流動性、熔體的密實度、製品的外觀質量和物理力學性能均有重要的影響，通常采用稍高的背壓比較有利，有助於改善“浮纖”現象。但過高的背壓會對長纖產生較大的剪切作用，使熔體易於因過熱而降解，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。
05、注射速度
采用較快的注射速度，可改善“浮纖”現象。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，有利於增加玻纖的分散性、減少取向性、提高熔接痕強度和製品的表觀光潔度，但要注意避免因注射速度過快,在噴嘴口或澆口處發生"噴射"現象，形成蛇形紋缺陷，影響塑件外觀。
06、螺杆轉速
玻纖增強塑料塑化時，螺杆轉速不宜過高，避免摩擦剪切力過大而對玻纖造成傷害，破壞玻纖表麵界麵狀態，降低玻纖與樹脂之間粘合強度，加劇“浮纖”現象，特別是當玻纖較長時，會因部分玻纖斷裂而出現長短不均現象，造成塑件各處強度不等，製品力學性能不穩定。
三、工藝總結
通過以上分析，可知采用高料溫、高模溫、高注射壓力和背壓、高注射速度、低螺杆轉速注射，對改善“浮纖”現象比較有利。

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