玻纖增強尼龍常見的注塑缺陷及解決方案

PA用玻璃纖維(GF)增強改性后，其強度、硬度、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定性、耐蠕變性等均有很大提高。玻纖在PA樹脂基體中的分散性與粘結強度對產品性能影響很大。在實際生產過程中，玻纖增強PA注射成型制品常存在各種缺陷，小編現對玻纖增強PA的注塑工藝流程及產生缺陷的原因和解決方法進行分析。

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一、玻纖增強尼龍注塑工藝流程

在塑料原材料、注塑機和模具確定之后，注塑工藝參數的選擇和控制是保證制件質量的關鍵。完整的注塑工藝過程，按其先后順序應包括成型前的準備、注射過程、制件的后處理等。

1.成型前的準備

成型前的準備為使注射過程能順利進行并保證塑料制件的質量，在成型前應進行一些必要的準備工作。

1)原料性能確認

塑料原料的性能與質量將直接影響塑料制件的質量。

2)原料的預熱和干燥

在塑料成型加工過程中，原料中殘余的水分會汽化成水蒸氣，留存在制件的內部或表面，形成銀絲、斑紋、氣泡、麻點等缺陷。而且水分及其它易揮發(fā)的低分子化合物也會在高熱、高壓的加工環(huán)境中起催化作用，使PA發(fā)生交聯(lián)或降解，影響表面質量，也會使性能嚴重下降。常用的干燥方法主要有熱風循環(huán)干燥、真空干燥、紅外線干燥等。

2.注射過程

注射過程一般包括加料、塑化、注射、冷卻和脫模幾個步驟。

1)加料

由于注射成型是一個間歇過程，因而需定量(定容)加料，以保證操作穩(wěn)定，塑料塑化均勻。

2)塑化

加入的塑料在料筒中加熱，由固體顆粒轉化成粘流態(tài)并且具有良好可塑性的過程稱為塑化。

3)注射

不論采用何種形式的注塑機，注塑過程均可分為充模、保壓、倒流等幾個階段。

4)澆口凍結后的冷卻

當澆口系統(tǒng)的熔料已經凍結后，繼續(xù)保壓已不再需要，因此可退回柱塞或螺桿，卸除料筒內塑料的壓力，并加入新料，同時通入冷卻水、油或空氣等冷卻介質，對模具進行進一步的冷卻，這一階段稱為澆口凍結后的冷卻。

5)脫模

制件冷卻到一定的溫度即可開模，在推出機構的作用下將制件推出模外。

3.制件后處理

后處理是指對注射成型所得到的制件進行進一步穩(wěn)定其性能或提高其性能的工藝過程，通常包括熱處理、調濕處理、后加工等。

二、加工中出現的缺陷

在注塑加工過程中可能由于原料處理不好、制品或模具設計不合理、操作人員沒有掌握合適的工藝操作條件或者因機械方面的原因，常常使制品產生很多缺陷。在生產玻纖增強PA時最容易出現的就是表面外觀不良，主要為玻纖外露、燒焦、料花、凹痕、銀紋、波紋、溢邊等。

1.玻纖外露

玻纖相對于PA的流動性要差很多，而物料在模具中的流動是以從夾層中間往前流，兩邊往外翻動的方式流動的，所以流動性好的肯定是跑到前面，而流動性不好的就會停留在模具表面。一般采取以下措施可以降低露纖的比例:

• 增加射膠速度。增加速度后，玻纖和PA雖然流動速度不同，但相對于高速射膠而言，這個相對速度差的比例就很小了。

• 提高模具溫度。提高模具溫度就是為了減少玻纖和模具的接觸阻力，讓玻纖和PA的速度差盡量變小，并且讓物料流動時的中間層盡量厚，兩邊的殼層盡量薄。

• 降低計量室溫度，減少溶膠量。這樣是讓PA和玻纖分離的可能性盡量降低。

圖 玻纖外露（圖片來源于LCPbuy）

2.燒焦

在填充過程中，模具型腔內除原有空氣外，還有在成型過程中形成的揮發(fā)氣體，高速注射時氣體被壓縮產生高溫，易引起制件局部炭化或燒焦。引起燒焦的原因如下:

• 模具排氣不良；

• 成型溫度太高；

• 注射速度太高；

• 注塑壓力太高；

• 原料中水分含量太高。

生產中應根據具體原因采取相應的改進措施。

3.料花

料花是因為GF成團。如果需要得到高質量的GF增強PA，建議用雙螺桿擠出機造粒，對于GF的選擇，可以選用PA專用增強GF，同時加入偶聯(lián)劑或增容劑，接枝類型的增容劑加入量在3%左右。還可以加入0.6%左右的硅酮系列助劑，表面效果會大大提高。

圖 料花（圖片來自論壇）

4.凹痕

引起凹痕的可能原因及其解決方法如下:

• 填充入料不足或加料量不夠，應增加加料或打開下料口閘板；

• 澆口位置不當或澆口不對稱，應根據具體情況予以調整；

• 分流道、澆口不足或太小，應增多分流道和增大澆口尺寸；

• 制品壁厚不均勻，應對模具進行修改或增加注塑壓力。

圖 凹痕（圖片來自網絡）

5.玻纖銀紋

加入了玻纖的制件表面部分出現金屬亮點等銀紋缺陷，尤其是凸起部分料流區(qū)及流體再次會合的接合線附近。引起銀紋的原因及解決方法如下:

• 注射速度太低，應增加注射速度，考慮用多級注射(先慢-后快)；

• 模具溫度太低，應增加模具溫度；

• 熔料溫度太低，應增加料筒溫度，增加螺桿背壓；

• 熔料溫度變化大，應增加螺桿背壓，降低螺桿速度，使用較長的料筒以縮短行程。

6.波紋

引起波紋的可能原因及其解決方法如下:

• 澆口小，導致膠料在模腔內有噴射現象，應修改澆口尺寸或降低射膠壓力；

• 流道曲折，狹窄，粗糙度差，供應膠料不足，應修改流道和降低其粗糙度，使膠料供應充足；

• 制件切面厚薄不均勻，面積大，形狀復雜，應設置制件使切面厚薄一致，或去掉制件上的突盤和凸起的線條；

• 模具冷卻系統(tǒng)不當或模具溫度低，應調節(jié)冷卻系統(tǒng)或增加模具溫度；

• 熔料溫、模具或噴嘴溫度低，應增加熔膠筒溫度和射嘴溫度；

• 注塑壓力、速度設置太小，應增加相應參數設定值。

7.溢邊

沿分型線的地方或模具密封面會出現薄薄的飛邊。在多數情況下，溢邊的產生是因為在注射和保壓的過程中機器的合模力不夠，無法沿分型線將模具鎖緊并密封。如果模腔內有地方壓力很高，此處模具變形就有可能造成溢模。在高的成型溫度和注射速度條件下，熔料在流道末端仍能充分流動，如果模具沒有鎖緊就會產生溢邊?？刹扇〉拇胧┤缦?

• 增加鎖模力；

• 降低注射速度，采用多級注射(快-慢)；

• 早一點保壓切換；

• 降低料筒溫度；

• 降低模壁溫度；

• 降低保壓壓力。

三、結語

工藝設計對正確設定加工工藝，降低生產成本，提高產品質量起著關鍵作用。通過合理工藝條件的選擇與控制，可以大大減少GF增強PA制品缺陷的產生。

注：文檔資料來源于《工程塑料應用》雜志   艾邦高分子團隊整理編輯

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