玻纖增強尼龍制造要面對哪幾個難題
尼龍(PA)具有較高機械強度、耐化學藥品、耐油、耐磨、自潤滑、易于加工成型等一系列優(yōu)異性能,已逐漸成為國內(nèi)外普遍使用的熱塑性工程塑料之一。
但實際應(yīng)用中,不同應(yīng)用條件或環(huán)境下,對尼龍的性能要求又各不相同。
如,手電鉆和電機外殼、泵葉輪、軸承、柴油機和空調(diào)全塑風扇等設(shè)備需要尼龍材料須具備高強度、高剛性和高尺寸穩(wěn)定性;因為尼龍的低溫韌性差,這時候就需對它進行增韌改性;在某些戶外應(yīng)用場景,尼龍材料在長期戶外環(huán)境中,則需完成耐候改性等。
增強尼龍所使用的增強材料通常是玻纖、碳纖、晶須等纖維狀物質(zhì),而其中以玻纖增強應(yīng)用最廣泛。利用玻纖增強可明顯提高材料剛性強度和硬度,并使得材料尺寸穩(wěn)定性和耐熱性獲得明顯提高。
因為尼龍本身強度不足,利用添加10-30%的纖維,來提升它的強度。尤其是30%的強度是公認更合適的比例。也會加到40-50%的,針對不同產(chǎn)品具體要求,再配合恰當?shù)呐浞?,都能成功?/p>
一、玻纖增強尼龍生產(chǎn)工藝
通常情況下,玻纖增強尼龍生產(chǎn)工藝主要有兩種:長纖法和短纖法。
長纖法,即尼龍以及其它成分經(jīng)預混然后加入料斗,而玻纖則從玻纖入口處利用螺桿轉(zhuǎn)動把它帶入螺桿,繼而與尼龍樹脂混合。
短纖法,即將短切玻纖利用側(cè)喂料強制性輸送至料筒后,再和尼龍混合。
二、影響玻纖增強尼龍性能的因素
最先,玻璃纖維與尼龍樹脂之間的界面粘結(jié)對玻璃纖維增強尼龍的影響最為關(guān)鍵。假如彼此之間的結(jié)合不太好,強化效果會降低。這時候,玻璃纖維的表面處理就變得十分重要?,F(xiàn)在,玻璃纖維廠家已經(jīng)可以生產(chǎn)出來針對不同材料進行不同表面處理的玻璃纖維模型,供改性塑料廠家使用,只要選取恰當。
次之,尼龍材料中玻璃纖維的長度是決定性能的另一重要因素。通常情況下,不論是抗拉強度、彎曲強度和模量,或是缺口沖擊強度,長玻璃纖維都好于短玻璃纖維。
還有,玻璃纖維在材料中的分散性也不能忽視。玻璃纖維分散主要靠雙螺桿的恰當剪切作用和物料的捏合作用以完成,這涉及到螺桿的組合和速度。螺桿轉(zhuǎn)速的選取與配方中玻璃纖維等添加劑的含量相關(guān)。對于阻燃增強尼龍,因為阻燃劑已經(jīng)被熱分解,低速最合適。
還有,加工溫度、玻璃纖維直徑、玻璃纖維種類也會影響到材料的最終性能,所以在這里就不贅述了。
三、玻纖增強尼龍加工過程中熱氧老化
以玻纖增強尼龍66舉例,玻纖在雙螺桿擠出機料筒中易與物料、螺桿和料筒內(nèi)壁產(chǎn)生擠壓和摩擦,并產(chǎn)生大量摩擦熱,通常會使得擠出機料筒內(nèi)物料實際溫度遠遠高于擠出機檢測溫度,這種高溫極易引發(fā)尼龍66產(chǎn)生熱氧老化降解,從而使復合材料的力學性能降低。
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