热塑性增强塑料的成型条件注意事项和特性

 

 

热塑性增强塑料的成型

 

　　为了进一步改善热塑性塑料的力学性能。常在塑料中加入玻璃纤维(简称玻纤)，滑石粉、云母、碳酸钙、高岭土、碳纤维等作为增强材料，以树脂为母体及粘结剂而组成新型复合材料，称为增强塑料（如环氧树脂为母体树脂塑料的增强塑料又称为玻璃钢）。

　　由于塑料混用玻璃纤维的品种、长度、含量等不同，其工艺性及物性也各不相同。下面主要介绍注射用的热塑性增强塑料。

　　热塑性增强塑料一般由树脂及增强材料组成。目前常用的树脂主要为尼龙、聚苯乙烯、ABS、AS，聚碳酸酯、线型聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等。增强材料一般为无碱玻璃纤维（有长短两种，长纤维料一般与粒料长一致为2～3毫米，短纤维料长一般小于0.8 毫米）经表面处理后与树脂配制而成。玻纤含量应按树脂比重选用最合理的配比，一般为 20%～40%之间。由于各种增强塑料所选用的树脂不同，玻纤长度、直径，有无含碱及表面处理剂不同其增强效果不一，成型特性也不一。
　　如前所述增强料可改善一系列力学性能，但也存在一系列缺点：冲击强度与冲击疲劳强度低（但缺口冲击强度提高）；透明性、焊接点强度也降低，收缩、强度、热膨胀系数、热传导率的异向性增大。故目前该塑料主要用于小型，高强度、耐热，工作环境差及高精度要求的塑件。

　　1 工艺特性

　　　　⑴流动性差增强料熔融指数比普通料低30%～70%故流动性不良，易发生填充不良，熔接不良，玻纤分布不匀等弊病。尤其对长纤维料更易发生上述缺陷，并还易损伤纤维而影响力学性能。
　　　　⑵成型收缩小、异向性明显成型收缩比未增强料小，但异向性增大沿料流方向的收缩小，垂直方向大，近进料口处小，远处大，塑件易发生翘曲、变形。
　　　　⑶脱模不良、磨损大不易脱模，并对模具磨损大，在注射时料流对浇注系统，型芯等磨损也大。
　　　　⑷易发生气体成型时由于纤维表面处理剂易挥发成气体、必须予以排出，不然易发生熔接不良、缺料及烧伤等弊病。

　　2 成型注意事项

　　　　为了解决增强料上述工艺弊病，在成型时应注意下列事项：
　　　　⑴宜用高温、高压、高速注射。
　　　　⑵模温宜取高（对结晶性料应按要求调节），同时应防止树脂、玻纤分头聚积，玻纤外露及局部烧伤。
　　　　⑶保压补缩应充分。
　　　　⑷塑件冷却应均匀。
　　　　⑸料温、模温变化对塑件收缩影响较大，温度高收缩大，保压及注射压力增大，可使收缩变小但影响较小。
　　　　⑹由于增强料刚性好，热变形温度高可在较高温度时脱模，但要注意脱模后均匀冷却。
　　　　⑺应选用适当的脱模剂。
　　　　⑻宜用螺杆式注射机成型。尤其对长纤维增强料必须用螺杆式注射机加工，如果没有螺杆式注射机则应在造粒后象短纤维料一样才可在柱塞式注射机上加工。
　　

        3 成型条件

　　　　常用热塑性增强塑料成型条件见表（略）。

　    4 模具设计注意事项

　　　　⑴塑件形状及壁厚设计特别应考虑有利于料流畅通填充型腔，尽量避免尖角、缺口。
　　　　⑵脱模斜度应取大，含玻璃纤维15%的可取1°～2°，含玻璃纤维30%的可取 2°～3°。当不允许有脱模斜度时则应避免强行脱模，宜采用横向分型结构。
　　　　⑶浇注系统截面宜大，流程平直而短，以利于纤维均匀分散。
　　　　⑷设计进料口应考虑防止填充不足，异向性变形，玻璃纤维分布不匀，易产生熔接痕等不良后果。进料口宜取薄片，宽薄，扇形，环形及多点形式进料口以使料流乱流，玻璃纤维均匀分散，以减少异向性，最好不采用针状进料口，进料口截面可适当增大，其长度应短。
　　　　⑸模具型芯、型腔应有足够刚性及强度。
　　　　⑹模具应淬硬，抛光、选用耐磨钢种，易磨损部位应便于修换。
　　　　⑺顶出应均匀有力，便于换修。
　　　　⑻模具应设有排气溢料槽，并宜设于易发生熔接痕部位。