| 隨著汽車輕量化的不斷推進(jìn)，人們對(duì)于玻纖增強(qiáng)的改性塑料有更多的關(guān)注。今天就和大家聊聊如何從設(shè)備和工藝上保證玻纖在樹(shù)脂基體中的有效長(zhǎng)度，首先我們先要了解玻纖改性中的有效長(zhǎng)度的具體意義。
玻纖在樹(shù)脂基體中的最佳長(zhǎng)度
玻纖在樹(shù)脂基體中的長(zhǎng)度太短，只起到填料的作用，不起到增強(qiáng)的作用(就和便宜的CaCO3一樣的效果，虧死你);太長(zhǎng)，雖然增強(qiáng)效果顯著，但是影響玻纖在樹(shù)脂基體中的分散性、成型加工性能和制品使用性能。
所以，一般認(rèn)為在熱塑性樹(shù)基體中玻纖的理想長(zhǎng)度應(yīng)為其臨界長(zhǎng)度的5倍。臨界長(zhǎng)度是指對(duì)于給定直徑的纖維增強(qiáng)熱塑性塑料中玻纖承受的應(yīng)力達(dá)到其沖擊斷裂時(shí)的應(yīng)力值所必需的最低長(zhǎng)度。
因?yàn)樵诓＠w增強(qiáng)塑料中，玻纖長(zhǎng)度只有達(dá)到一定長(zhǎng)度才能傳遞應(yīng)力，起到增強(qiáng)材料作用，否則就是高檔的CaCO3。但是也不是像武俠小說(shuō)那樣“一寸長(zhǎng)，一寸強(qiáng)”，而是有一個(gè)最佳長(zhǎng)度。此外，就算找到了這個(gè)最佳長(zhǎng)度值，也不能100%保證制品中的玻纖有效長(zhǎng)度就是這個(gè)值，因?yàn)榧庸さ脑O(shè)備和工藝對(duì)玻纖最終的有效長(zhǎng)度有著很大影響，就好比，你的褲子縮水了。所以，接下來(lái)小編就給大家聊聊如何在設(shè)備和工藝上確保玻纖的有效長(zhǎng)度。
設(shè)備因素
(1)螺桿構(gòu)型和機(jī)筒配置
適用于制備玻纖塑料的雙螺桿構(gòu)型設(shè)計(jì)和機(jī)筒配置的總目標(biāo)是：
① 防止基體樹(shù)脂降解，可使玻纖均勻的分散于基體樹(shù)脂中;
② 確保每根纖維被聚合物熔體最大程度的潤(rùn)濕;
③ 將纖維切短到最佳長(zhǎng)度，確保混合物達(dá)到最大的增強(qiáng)效果;
④ 擠出過(guò)程中的揮發(fā)物可以排干凈。
玻纖加入出的螺槽應(yīng)采用大導(dǎo)程，使聚合物充滿螺槽，以流出足夠的空間容納玻纖。此外，為避免加入口被聚合物堵死，短玻纖采用螺紋原件導(dǎo)入，長(zhǎng)玻纖可用使用至少一對(duì)捏合盤(pán)原件導(dǎo)入。
玻纖加入口下游的螺桿構(gòu)型設(shè)計(jì)應(yīng)有利于玻纖長(zhǎng)度的變化和均化。長(zhǎng)玻纖是無(wú)頭的，加入螺桿后必須切成一定長(zhǎng)度并與熔體混合很好，混合段應(yīng)當(dāng)由分布混合原件組成，或薄捏合盤(pán)、齒形混合原件。短玻纖，主要是靠聚合物熔體將纖維浸濕并分散，故混合段可有薄的捏合盤(pán)組成的捏合塊或在螺楞上開(kāi)槽的螺紋原件或齒型盤(pán)原件組成。
黏度高的聚合物或者高玻纖含量(>40%)的螺桿構(gòu)型比低粘度聚合物或玻纖含量低的螺桿構(gòu)型提供的剪切力要柔和一點(diǎn)，確保玻纖不會(huì)過(guò)度折斷。
(2)排氣段的設(shè)置
長(zhǎng)玻纖中的加捻纖維是經(jīng)過(guò)石蠟乳化型浸漬劑處理的，而無(wú)捻纖維是經(jīng)過(guò)強(qiáng)化劑處理的。在一定溫度下，在玻纖在于熔體混合后，玻纖上的浸漬劑和強(qiáng)化劑在擠出過(guò)程中受高溫后變成會(huì)發(fā)組分，需設(shè)排氣段進(jìn)行排除。排氣段應(yīng)位于玻纖加入口的下游，在排氣段上游近排氣口處，應(yīng)設(shè)置密封性螺桿原件，以防真空泵作用下粒子被抽出，如反向螺紋原件或反向捏合塊。
(3)螺桿的最后區(qū)段(均化和建壓段)
為使混合物擠出口模造粒，應(yīng)采用小導(dǎo)程正向輸送螺紋原件，以建立擠出壓力。在排氣口和螺桿最后區(qū)段之間，有時(shí)要設(shè)置齒形盤(pán)原件，對(duì)纖維進(jìn)行均化，保證玻纖均勻分布。
工藝因素
(1)玻纖的加入
長(zhǎng)玻纖和短玻纖的加入采用不同的方法。
①短玻纖一般用計(jì)量加料裝置加入，但是當(dāng)短切玻纖長(zhǎng)度大于6mm是，可采用振動(dòng)計(jì)量加料裝置，將聚合物和玻纖的預(yù)混料一同加入，否則會(huì)造成纖維和樹(shù)脂的分離。為提高產(chǎn)量，可采用側(cè)加料裝置由側(cè)加料口加入。
②長(zhǎng)玻纖比較容易加入，不需要特別的加料裝置，只要把加掛起來(lái)的長(zhǎng)玻纖引入雙螺桿的加料口即可。
(2)玻纖加入的位置
一般情況下，聚合物是在第一(主)加料口加入，待其融化后，再將玻纖在下游加料口加入，即采用后續(xù)加料。因?yàn)楹罄m(xù)加料，玻纖是加入到已熔融的聚合物中，熔體與纖維混合后，把纖維包起來(lái)，起到潤(rùn)滑保護(hù)作用，減少纖維和樹(shù)脂混合過(guò)程中的過(guò)度折斷，有利于玻纖在熔體中的分散和分布。
總結(jié)
在玻纖改性特別是長(zhǎng)玻纖改性塑料過(guò)程中，影響玻纖的有效長(zhǎng)度因素很多，上面簡(jiǎn)單分析了部分較為關(guān)鍵的因素。所以，最終還是得從產(chǎn)品的性能來(lái)進(jìn)行反饋，工藝、設(shè)備和配方是否恰當(dāng)。 |
渝公網(wǎng)安備50010702500721號(hào)