玻璃纖維增強尼龍“漂浮纖維”的外觀如何？

玻纖增強尼龍出現(xiàn)“浮纖”現(xiàn)象會嚴重影響制品外觀，本文將剖析玻纖外露的原因和提供有效的解決方案。在尼龍中添加玻璃纖維、增韌劑等填料可顯著增加材料的力學性能。結(jié)果表明隨含量的增加，材料的拉伸強度、彎曲強度大幅度地提高，沖擊強度則較為復雜。一般情況下，添加30%～35%的玻纖，8%～12%的增韌劑，材料的綜合力學性能最佳。但在玻纖增強尼龍注射成型過程中，“浮纖”現(xiàn)象（圖1）經(jīng)常出現(xiàn)。浮纖也叫露纖，即玻璃纖維露在產(chǎn)品表面，比較粗糙，外觀上比較難以接受。由于玻纖外露，使得此類產(chǎn)品的應用受到了一定的限制，目前主要應用于一些高強度的結(jié)構(gòu)件。而凡是用加纖材料做外觀件的，基本上都是亞光面或蝕紋面（例如電動工具），因為普通加纖料難以做到亮麗的外觀。           圖1 塑料制件中“浮纖”現(xiàn)象 1玻纖增強尼龍出現(xiàn)“浮纖”現(xiàn)象的原因浮纖形成的原因有很多，最主要原因為以下三種：（1）玻璃纖維與尼龍的相容性差由于塑料熔體在流動過程中受到螺桿、噴嘴、流道及澆口的摩擦剪切力作用，會造成局部粘度的差異，同時又會破壞玻纖表面的界面層，熔體粘度愈小，界面層受損愈嚴重，玻纖與樹脂之間的粘結(jié)力也愈小，當粘結(jié)力小到一定程度時，玻纖便會擺脫樹脂基體的束縛，逐漸向表面積累而外露。（2）玻璃纖維與基料的比重差異在塑料熔體流動過程中，由于玻纖與樹脂的流動性有差異，而且質(zhì)量密度也不同，使兩者具有分離的趨勢，玻纖浮向表面，樹脂沉向內(nèi)里,于是形成了玻纖外露的現(xiàn)象。（3）噴泉效應尼龍熔體注入型模時，會形成“噴泉”效應，即玻纖會由內(nèi)部向外表流動，與型腔表面接觸，由于模具型面溫度較低，質(zhì)量輕冷凝快的玻纖被瞬間凍結(jié)，若不能及時被熔體充分包圍，就會外露而形成“浮纖”。因此，“浮纖”現(xiàn)象的形成，不僅與塑料材料組成和特性有關(guān)，而且與成型加工過程有關(guān)，有著較大的復雜性和不確定性。2針對玻纖增強尼龍出現(xiàn)“浮纖”影響噴涂解決方案在實際生產(chǎn)中，有各種用于改善“浮纖”現(xiàn)象的措施。（1）改善玻纖與尼龍的相容性在成型材料中加入相容性、分散劑和潤滑劑等添加劑，包括硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐接枝相容劑、脂肪酸類潤滑劑及一些國產(chǎn)或進口的防玻纖外露劑等，通過這些添加劑來改進玻纖與樹脂間的相容性，提高分散相的均勻性，增加界面粘結(jié)強度，減少玻纖與樹脂的分離，從而改善玻纖外露現(xiàn)象。如研究表明，在基體中添加相容劑，改性后材料（圖一右）玻纖在基體中相容性較未添加材料（圖二右）明顯提高。     圖二  改性后（左）與未改性（右）材料表面浮纖情況（2）改善成型工藝條件a.增加充填速度在增加速度之后，玻纖和塑料雖然存在流速不同，但相對于高速射膠而言，這個相對速度差的比例就小了。b.升高模具溫度這個作用是最大的，增高模具溫度，就是為了減少玻纖和模具接觸阻力，讓玻纖和塑料的速度差盡量變小。并且讓塑料流動時的中間熔融層盡量厚，讓兩邊的表皮層盡量薄，這樣就好像光滑的河岸無法留住樹枝一樣的道理。RHCM就是利用這個原理來做到外觀無浮纖的。c.降低螺桿計量段的溫度，減少溶膠量這是讓塑料和玻纖分離的可能性盡量降低，一般來講對于浮纖影響最小，在實際操作中效果不大。但是，這個可以很好的解決燒焦。這是因為增加玻纖后，所以很容易堵住排氣通道，所以在最后很難排氣，并且玻纖在高壓高氧氣體環(huán)境中是很容易燃燒的。（3）模具方面將產(chǎn)品外觀面刻意做成亞光面或蝕紋面，減少玻纖外露的視覺反應。