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【科普知识】 长玻纤增强PP注塑工艺解说

更新时间:2022-09-17 13:14:16 | 作者:火狐体育app 点击次数: 5次字号:T|T
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  长玻纤增强PP注塑工艺及注塑办法:长玻纤增强型聚丙烯(PP)部件一般由注塑长玻纤粒料制成。一种新式一步式工艺可将聚丙烯和玻璃纤维配混在一同,直接出产注塑部件。两种办法各具特色,采纳何种办法,应依据部件出产的特性而定。

  在轿车工程中,仪表板、前端部件和车身底部元件越来越多地选用玻纤增强型聚丙烯制成。聚丙烯具有密度低、资料本钱低、便于回用等特色,因而,在上述应用领域逐步替代工程塑料和金属。可是,假如长玻纤增强资料增强弹性模量和冲击强度,聚丙烯只能满意机械标准。

  部件由注塑或压塑玻纤增强型PP制成。在压塑工艺中,开始资料一般是玻纤毡热塑性塑料(GMT)增强型PP制成的半成品板材。因为其纤维较长且具有各向同性特色,传统型GMT压塑一般能出产出机械特性优秀的部件。可是,GMT出产工艺非常复杂。因而,半成品本钱相对较高。

  凭借最新的技能开展,现可对PP和玻璃纤维进行在线配混,然后进行直接压塑。跟着工艺技能的各项开展,压塑与注塑比较具有许多坏处。大都情况下,部件有必要进行再次加工。压塑部件中的开孔一般只能在下流冲压进程中构成。这样,就会构成废料,然后添加整体本钱。

  纤维和基材之间杰出的粘合,关于部件的机械特性非常要害。与直接加工模塑料和长玻纤粒料比较,GMT可供应更高的强度和冲击强度。因为纤维和纤维长丝能很好地粘固,长丝散布均匀,然后构成针刺毡结构,具有多种优势。可是,与直接打针或经过长纤维粒料打针的模塑料比较,假如压塑进程中流径过长,上述优势就不复存在。因为注塑能在部件中构成纤维取向,假如针对发生的应力进行合理规划,可部分抵消缺少针刺功用的坏处。

  现以复合资猜中纤维结构破损对加工办法作出定论。纤维结构破损包含纤维开裂、纤维脱粘、纤维拔脱等办法。全面运用纤维强度时,有必要保证纤维长度善于所谓的临界纤维长度。关于PP和玻璃构成的纤维/基材复合资料,临界纤维长度(LC)的相应文献值为1.3毫米~3.1毫米。选用特别偶联剂,可发生高达0.9毫米的数值。

  可依据实践纤维长度和临界纤维长度之间的份额揣度纤维基材偶联的质量。假如部件的实践纤维长度大于临界纤维长度,则纤维易于开裂。假如低于临界纤维长度,则或许呈现纤维拔脱。这首要是指纤维/基材界面呈现开裂,这一现象一般发生于纤维长度一般为0.2毫米~0.6毫米的堵截纤维配混料。

  严格来说,纤维中残馀的增强纤维的长度与规划无关。关于部件规划来说,强度、刚性、冲击强度等机械特性愈加重要。这些特性尽管是纤维长度的一部份功用,可是,其联系非常复杂。因而,仅经过纤维长度剖析,只能到达现在的方针,不过,关于获取趋势信息而言,确实是一种非常有用的参数。

  在长玻纤增强型聚丙烯的加工进程中,有必要保证将最长的纤维混入部件中,这样才干在复合资猜中发生最佳的机械特性。可是,现在尚无牢靠的办法防止纤维在施加机械应力时开裂,无法防止由此引起纤维在配混和注塑进程中缩短。含纤维的熔体注入模具时,会对纤维构成最大的损坏。可是,合理的规划可下降纤维缩短的起伏。一同,熔融进程也会大起伏影响纤维的长度。就此而言,注塑机和注塑配混机(IMC)具有极大的不同。

  选用注塑机加工时,开始纤维长度受粒料的尺度(一般为10毫米~25毫米)约束。长玻纤厂商供应护套粒料和拉挤粒料。在拉挤粒猜中,纤维在熔体槽中由基材滋润,然后集结成小捆。这一办法可令基材均匀浸泡一切纤维。在护套粒猜中,纤维和基材共挤在一同。注塑机有必要在熔融进程中溶解纤维块,然后用基材彻底滋润纤维。

  熔融进程中,纤维的受损程度随流阻下降而下降。流道断面较大时,对纤维的危害较小。因而,加工长玻纤粒料时,应对螺杆构型和止逆阀进行相应改善。

  当粒料进行注塑时,纤维阅历整个熔融进程。机械应力将在纤维上保持适当长的时刻。塑化开始时会在纤维上发生很大的力度,因为基材在这一阶段没有彻底熔融。有些纤维被夹入并接受巨大的剪切力。

  比较之下,注塑配混机在没有纤维的前提下熔融纯基材。纤维在基材熔融后才参加,因而,接受的机械应力较小。这一办法对纤维的危害与注塑机熔融比较较小,纤维的均匀长度增大。选用注塑配混机可将无接头粗纱(不是堵截的线材)直接混入熔体中。尽管螺杆旋转会将粗纱搅断为较短的碎片,可是,纤维的终究长度相对较长。

  开始资料的价格是出产纤维增强型PP部件的要害。与GMT半成品比较,用于注塑的长玻纤粒料的价格较低。可是,加工商比购买独立部件时却付出更高的粒料价格。关于二次加工商来说,注塑配混机的首要优势之一是,开始资料价格比长纤维粒料价格低,资料本钱在部件出产本钱中占有的份额下降。

  在注塑机大将玻纤增强型聚丙烯作为粒料加工所占的出资较注塑配混机较小。可是,也可对现有注塑机上的塑化设备进行改造或替换,使之适合于加工长玻纤粒料。即便不能进行改造而有必要装置新机械,注塑所需的出资也相对较低。增设注塑配混机所需的双螺杆挤塑机只会使设备复杂化。

  除了上述关于纤维长度在部件中均匀散布的优势之外,注塑配混机还能在开始资料方面节约本钱,可是,这一潜力只能在追加出资的前提下才干完成。因而,是挑选注塑机仍是注塑配混机,应由出产部件的分量和产值决议。假如产值较高,注塑配混机可表现其优势。原因在于,购买开始资料时所节约的本钱很快就会超越购买设备的根本出资,因而,短时刻内就会完成出资分摊。假如部件较小且产值较低,用注塑机进行长玻纤加工较为合算,因为注塑机的出资较小。

  注塑配混机可进步加工商的出产灵活性,能依据具体要求而定制资料。加工商可对基材/纤维/定型体系进行修正,使部件中的纤维含量彻底契合各项技能规?的要求。加工粒料时,只要在某种条件下才干进行这一挑选性修正,原因在于厂商只供应特定纤维含量的粒料。假如要改动纤维含量才进行传统注塑,加工商有必要将长玻纤粒料与未增强的聚丙烯混合,这一过程会对机械和资料供应体系提出附加要求。

  可是,因为注塑配混机在资料组分方面向加工商供应了较高的自由度,这样,会添加产品职责和加工商职责。现在,加工商有必要承当质量保证职责,还需承当从前加诸于粒料厂商的担保职责。可是,这也存在巨大的未来机会。选用注塑配混机,加工商可完成大起伏增值。

  总结来说,长玻纤增强PP部件可由改性注塑机和配混机出产,何者较佳视乎出产条件而定。注塑配混的长处是初始质料出资较低,对纤维的危害较小,也可保存较长的纤维,但较适用于产值大、要求契合很高机械标准的部件。假如部件尺度小、产值细,则以运用传统注塑机为佳。

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