玻纖增強(qiáng)尼龍PA改性塑料常見的注塑缺陷及解決方案

     PA用玻璃纖維(GF)增強(qiáng)改性后，其強(qiáng)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(jié)強(qiáng)度對產(chǎn)品性能影響很大。在實際生產(chǎn)過程中，玻纖增強(qiáng)PA注射成型制品常存在各種缺陷。

     一、玻纖增強(qiáng)尼龍注塑工藝流程在塑料原材料、注塑機(jī)和模具確定之后，注塑工藝參數(shù)的選擇和控制是保證制件質(zhì)量的關(guān)鍵。完整的注塑工藝過程，按其先后順序應(yīng)包括成型前的準(zhǔn)備、注射過程、制件的后處理等。

     1.成型前的準(zhǔn)備

     成型前的準(zhǔn)備為使注射過程能順利進(jìn)行并保證塑料制件的質(zhì)量，在成型前應(yīng)進(jìn)行一些必要的準(zhǔn)備工作。

     1)原料性能確認(rèn)

     塑料原料的性能與質(zhì)量將直接影響塑料制件的質(zhì)量。

     2)原料的預(yù)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(nèi)部或表面，形成銀絲、斑紋、氣泡、麻點(diǎn)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(zhì)量，也會使性能嚴(yán)重下降。常用的干燥方法主要有熱風(fēng)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(zhuǎn)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(jī)，注塑過程均可分為充模、保壓、倒流等幾個階段。

     4)澆口凍結(jié)后的冷卻

     當(dāng)澆口系統(tǒng)的熔料已經(jīng)凍結(jié)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(nèi)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(zhì)，對模具進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻，這一階段稱為澆口凍結(jié)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(jī)構(gòu)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(jìn)行進(jìn)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(diào)濕處理、后加工等。

     二、加工中出現(xiàn)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(shè)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(jī)械方面的原因，常常使制品產(chǎn)生很多缺陷。在生產(chǎn)玻纖增強(qiáng)PA時最容易出現(xiàn)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:

     1) 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。

     2) 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。

     3) 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。

     2.燒焦

     在填充過程中，模具型腔內(nèi)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(chǎn)生高溫，易引起制件局部炭化或燒焦。引起燒焦的原因如下:

     1)模具排氣不良;

     2)成型溫度太高;

     3)注射速度太高;

     4)注塑壓力太高;

     5)原料中水分含量太高。

     生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)具體原因采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。

     3.料花

     料花是因為GF成團(tuán)。如果需要得到高質(zhì)量的GF增強(qiáng)PA改性塑料，建議用雙螺桿擠出機(jī)造粒，對于GF的選擇，可以選用PA專用增強(qiáng)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。

     4.凹痕

     引起凹痕的可能原因及其解決方法如下:

     1)填充入料不足或加料量不夠，應(yīng)增加加料或打開下料口閘板;

     2)澆口位置不當(dāng)或澆口不對稱，應(yīng)根據(jù)具體情況予以調(diào)整;

     3)分流道、澆口不足或太小，應(yīng)增多分流道和增大澆口尺寸;

     4)制品壁厚不均勻，應(yīng)對模具進(jìn)行修改或增加注塑壓力。

     5.玻纖銀紋

     加入了玻纖的制件表面部分出現(xiàn)金屬亮點(diǎn)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:

     1)注射速度太低，應(yīng)增加注射速度，考慮用多級注射(先慢-后快);

     2)模具溫度太低，應(yīng)增加模具溫度;

     3)熔料溫度太低，應(yīng)增加料筒溫度，增加螺桿背壓;

     4)熔料溫度變化大，應(yīng)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:

     1)澆口小，導(dǎo)致膠料在模腔內(nèi)有噴射現(xiàn)象，應(yīng)修改澆口尺寸或降低射膠壓力;

     2)流道曲折，狹窄，粗糙度差，供應(yīng)膠料不足，應(yīng)修改流道和降低其粗糙度，使膠料供應(yīng)充足;

     3)制件切面厚薄不均勻，面積大，形狀復(fù)雜，應(yīng)設(shè)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;

     4)模具冷卻系統(tǒng)不當(dāng)或模具溫度低，應(yīng)調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)或增加模具溫度;

     5)熔料溫、模具或噴嘴溫度低，應(yīng)增加熔膠筒溫度和射嘴溫度;

     6)注塑壓力、速度設(shè)置太小，應(yīng)增加相應(yīng)參數(shù)設(shè)定值。

     7.溢邊

     沿分型線的地方或模具密封面會出現(xiàn)薄薄的飛邊。在多數(shù)情況下，溢邊的產(chǎn)生是因為在注射和保壓的過程中機(jī)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(nèi)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(chǎn)生溢邊。可采取的措施如下:

     1)增加鎖模力;

     2)降低注射速度，采用多級注射(快-慢);

     3)早一點(diǎn)保壓切換;

     4)降低料筒溫度;

     5)降低模壁溫度;

     6)降低保壓壓力。

     總結(jié)：工藝設(shè)計對正確設(shè)定加工工藝，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量起著關(guān)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(qiáng)PA改性塑料制品缺陷的產(chǎn)生。