玻纤增强尼龙制造要面对哪几个难题

玻纤增强尼龙制造要面对哪几个难题

尼龙(PA)具有较高机械强度、耐化学药品、耐油、耐磨、自润滑、易于加工成型等一系列优异性能,已逐渐成为国内外普遍使用的热塑性工程塑料之一。

但实际应用中,不同应用条件或环境下,对尼龙的性能要求又各不相同。

如,手电钻和电机外壳、泵叶轮、轴承、柴油机和空调全塑风扇等设备需要尼龙材料须具备高强度、高刚性和高尺寸稳定性;因为尼龙的低温韧性差,这时候就需对它进行增韧改性;在某些户外应用场景,尼龙材料在长期户外环境中,则需完成耐候改性等。

增强尼龙所使用的增强材料通常是玻纤、碳纤、晶须等纤维状物质,而其中以玻纤增强应用最广泛。利用玻纤增强可明显提高材料刚性强度和硬度,并使得材料尺寸稳定性和耐热性获得明显提高。

因为尼龙本身强度不足,利用添加10-30%的纤维,来提升它的强度。尤其是30%的强度是公认更合适的比例。也会加到40-50%的,针对不同产品具体要求,再配合恰当的配方,都能成功。

一、玻纤增强尼龙生产工艺

通常情况下,玻纤增强尼龙生产工艺主要有两种:长纤法和短纤法。

长纤法,即尼龙以及其它成分经预混然后加入料斗,而玻纤则从玻纤入口处利用螺杆转动把它带入螺杆,继而与尼龙树脂混合。

短纤法,即将短切玻纤利用侧喂料强制性输送至料筒后,再和尼龙混合。

二、影响玻纤增强尼龙性能的因素

最先,玻璃纤维与尼龙树脂之间的界面粘结对玻璃纤维增强尼龙的影响最为关键。假如彼此之间的结合不太好,强化效果会降低。这时候,玻璃纤维的表面处理就变得十分重要。现在,玻璃纤维厂家已经可以生产出来针对不同材料进行不同表面处理的玻璃纤维模型,供改性塑料厂家使用,只要选取恰当。

次之,尼龙材料中玻璃纤维的长度是决定性能的另一重要因素。通常情况下,不论是抗拉强度、弯曲强度和模量,或是缺口冲击强度,长玻璃纤维都好于短玻璃纤维。

还有,玻璃纤维在材料中的分散性也不能忽视。玻璃纤维分散主要靠双螺杆的恰当剪切作用和物料的捏合作用以完成,这涉及到螺杆的组合和速度。螺杆转速的选取与配方中玻璃纤维等添加剂的含量相关。对于阻燃增强尼龙,因为阻燃剂已经被热分解,低速最合适。

还有,加工温度、玻璃纤维直径、玻璃纤维种类也会影响到材料的最终性能,所以在这里就不赘述了。

三、玻纤增强尼龙加工过程中热氧老化

以玻纤增强尼龙66举例,玻纤在双螺杆挤出机料筒中易与物料、螺杆和料筒内壁产生挤压和摩擦,并产生大量摩擦热,通常会使得挤出机料筒内物料实际温度远远高于挤出机检测温度,这种高温极易引发尼龙66产生热氧老化降解,从而使复合材料的力学性能降低。

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