長玻纖增強PP注塑工藝及注塑方式：長玻纖增強型聚丙烯（PP）部件通常由注塑長玻纖粒料制成。一種新型一步式工藝可將聚丙烯和玻璃纖維配混在一起械蹋，直接生產(chǎn)注塑部件出皇。兩種方法各具特色，采取何種方式哗戈，應(yīng)根據(jù)部件生產(chǎn)的特性而定郊艘。
在汽車工程中，儀表板、前端部件和車身底部元件越來越多地采用玻纖增強型聚丙烯制成纱注。聚丙烯具有密度低步做、材料成本低、便於回用等特點奈附，因此全度，在上述應(yīng)用領(lǐng)域逐漸取代工程塑料和金屬。但是斥滤，如果長玻纖增強材料增強彈性模量和沖擊強度将鸵，聚丙烯只能滿足機械規(guī)范。
部件由注塑或壓塑玻纖增強型PP制成佑颇。在壓塑工藝中顶掉，起始材料通常是玻纖氈熱塑性塑料（GMT）增強型PP制成的半成品板材。由於其纖維較長且具有各向同性特點挑胸，傳統(tǒng)型GMT壓塑通常能生產(chǎn)出機械特性優(yōu)良的部件痒筒。但是，GMT生產(chǎn)工藝十分復(fù)雜茬贵。因此簿透，半成品成本相對較高。
借助最新的技術(shù)發(fā)展解藻，現(xiàn)可對PP和玻璃纖維進行在線配混老充，然後進行直接壓塑。隨著工藝技術(shù)的各項發(fā)展螟左，壓塑與注塑相比具有諸多弊端啡浊。多數(shù)情況下，部件必須進行再次加工胶背。壓塑部件中的開孔通常只能在下游沖壓過程中形成巷嚣。這樣，就會造成廢料钳吟，從而增加總體成本廷粒。
玻纖增強注塑的表現(xiàn)
纖維和基材之間良好的粘合，對於部件的機械特性十分關(guān)鍵砸抛。與直接加工模塑料和長玻纖粒料相比评雌，GMT可提供更高的強度和沖擊強度。由於纖維和纖維長絲能很好地粘固直焙，長絲分布均勻景东，從而形成針刺氈結(jié)構(gòu)，具有多種優(yōu)勢奔誓。但是斤吐，與直接注射或通過長纖維粒料注射的模塑料相比搔涝，如果壓塑過程中流徑過長，上述優(yōu)勢就不復(fù)存在和措。由於注塑能在部件中形成纖維取向庄呈，如果針對產(chǎn)生的應(yīng)力進行合理設(shè)計，可部分抵消缺乏針刺性能的弊端派阱。
現(xiàn)以復(fù)合材料中纖維結(jié)構(gòu)破損對加工方法作出結(jié)論诬留。纖維結(jié)構(gòu)破損包括纖維斷裂、纖維脫粘贫母、纖維拔脫等形式文兑。全面利用纖維強度時，必須確保纖維長度長於所謂的臨界纖維長度腺劣。對於PP和玻璃構(gòu)成的纖維/基材復(fù)合材料绿贞，臨界纖維長度（LC）的相應(yīng)文獻值為1.3毫米~3.1毫米。采用特別偶聯(lián)劑橘原，可產(chǎn)生高達0.9毫米的數(shù)值籍铁。
可根據(jù)實際纖維長度和臨界纖維長度之間的比例推斷纖維基材偶聯(lián)的質(zhì)量。如果部件的實際纖維長度大於臨界纖維長度趾断，則纖維易於斷裂拒名。如果低於臨界纖維長度，則可能出現(xiàn)纖維拔脫歼冰。這主要是指纖維/基材界面出現(xiàn)斷裂靡狞，這一現(xiàn)象通常發(fā)生於纖維長度一般為0.2毫米~0.6毫米的切斷纖維配混料耻警。
嚴(yán)格來說隔嫡，纖維中殘馀的增強纖維的長度與設(shè)計無關(guān)。對於部件設(shè)計來說甘穿，強度腮恩、剛性、沖擊強度等機械特性更加重要温兼。這些特性雖然是纖維長度的一部份功能秸滴，但是，其關(guān)系十分復(fù)雜募判。因此荡含，僅通過纖維長度分析，只能達到目前的目標(biāo)届垫，不過释液，對於獲取趨勢信息而言，確實是一種十分實用的參數(shù)装处。
部件中纖維長度
在長玻纖增強型聚丙烯的加工過程中误债，必須確保將最長的纖維混入部件中，這樣才能在復(fù)合材料中產(chǎn)生最佳的機械特性。但是寝蹈，目前尚無可靠的方法避免纖維在施加機械應(yīng)力時斷裂李命，無法避免由此引起纖維在配混和注塑過程中縮短。含纖維的熔體注入模具時箫老，會對纖維造成最大的損壞封字。然而，合理的設(shè)計可降低纖維縮短的幅度耍鬓。同時周叮，熔融過程也會大幅度影響纖維的長度。就此而言界斜，注塑機和注塑配混機（IMC）具有極大的差別仿耽。
采用注塑機加工時，最初纖維長度受粒料的尺寸（一般為10毫米~25毫米）限制各薇。長玻纖廠商提供護套粒料和拉擠粒料项贺。在拉擠粒料中，纖維在熔體槽中由基材浸潤峭判，然後集結(jié)成小捆开缎。這一方式可令基材均勻浸泡所有纖維。在護套粒料中林螃，纖維和基材共擠在一起奕删。注塑機必須在熔融過程中溶解纖維塊，然後用基材徹底浸潤纖維疗认。
熔融過程中完残，纖維的受損程度隨流阻降低而下降。流道斷面較大時横漏，對纖維的損害較小谨设。因此，加工長玻纖粒料時缎浇，應(yīng)對螺桿構(gòu)型和止逆閥進行相應(yīng)改進扎拣。
當(dāng)粒料進行注塑時，纖維經(jīng)歷整個熔融過程素跺。機械應(yīng)力將在纖維上維持相當(dāng)長的時間二蓝。塑化開始時會在纖維上產(chǎn)生很大的力度，因為基材在這一階段尚未完全熔融指厌。有些纖維被夾入并承受巨大的剪切力刊愚。
相比之下，注塑配混機在沒有纖維的前提下熔融純基材仑乌。纖維在基材熔融後才加入百拓，因此琴锭，承受的機械應(yīng)力較小。這一方法對纖維的損害與注塑機熔融相比較小衙传，纖維的平均長度增大决帖。采用注塑配混機可將無接頭粗紗（不是切斷的線材）直接混入熔體中。雖然螺桿旋轉(zhuǎn)會將粗紗攪斷為較短的碎片蓖捶，但是地回，纖維的最終長度相對較長。
經(jīng)濟角度
起始材料的價格是生產(chǎn)纖維增強型PP部件的關(guān)鍵俊鱼。與GMT半成品相比刻像，用於注塑的長玻纖粒料的價格較低。然而并闲，加工商比購買獨立部件時卻支付更高的粒料價格细睡。對於二次加工商來說，注塑配混機的主要優(yōu)勢之一是帝火，起始材料價格比長纖維粒料價格低溜徙，材料成本在部件生產(chǎn)成本中占有的比例降低。
在注塑機上將玻纖增強型聚丙烯作為粒料加工所占的投資較注塑配混機較小犀填。然而蠢壹，也可對現(xiàn)有注塑機上的塑化裝置進行改造或更換，使之適合於加工長玻纖粒料九巡。即使不能進行改造而必須安裝新機械图贸，注塑所需的投資也相對較低。增設(shè)注塑配混機所需的雙螺桿擠塑機只會使設(shè)備復(fù)雜化冕广。
注塑機還是注塑配混機
除了上述關(guān)於纖維長度在部件中均勻分布的優(yōu)勢之外疏日，注塑配混機還能在起始材料方面節(jié)省成本，但是佳窑，這一潛力只能在追加投資的前提下才能實現(xiàn)制恍。因此，是選擇注塑機還是注塑配混機神凑，應(yīng)由生產(chǎn)部件的重量和產(chǎn)量決定。如果產(chǎn)量較高何吝，注塑配混機可體現(xiàn)其優(yōu)勢溉委。原因在於，購買起始材料時所節(jié)省的成本很快就會超過購買設(shè)備的基本投資爱榕，因此瓣喊，短時間內(nèi)就會完成投資分攤。如果部件較小且產(chǎn)量較低黔酥，用注塑機進行長玻纖加工較為合算藻三，因為注塑機的投資較小洪橘。
注塑配混機可提高加工商的生產(chǎn)靈活性，能根據(jù)具體要求而定制材料棵帽。加工商可對基材/纖維/定型系統(tǒng)進行修改熄求，使部件中的纖維含量完全符合各項技術(shù)規(guī)?的要求。加工粒料時逗概，只有在某種條件下才能進行這一選擇性修改弟晚，原因在於廠商只提供特定纖維含量的粒料。如果要改變纖維含量才進行傳統(tǒng)注塑逾苫，加工商必須將長玻纖粒料與未增強的聚丙烯混合卿城，這一步驟會對機械和材料供給系統(tǒng)提出附加要求。
然而铅搓，由於注塑配混機在材料組分方面向加工商提供了較高的自由度瑟押，這樣，會增加產(chǎn)品責(zé)任和加工商責(zé)任⌒顷現(xiàn)在勉耀，加工商必須承擔(dān)質(zhì)量保證責(zé)任，還需承擔(dān)先前加諸於粒料廠商的擔(dān)保責(zé)任蹋偏。但是便斥，這也存在巨大的未來機遇。采用注塑配混機威始，加工商可實現(xiàn)大幅度增值枢纠。
總結(jié)來說，長玻纖增強PP部件可由改性注塑機和配混機生產(chǎn)黎棠，何者較佳視乎生產(chǎn)條件而定晋渺。注塑配混的優(yōu)點是初始原料投資較低，對纖維的損害較小脓斩，也可保留較長的纖維木西，但較適用於產(chǎn)量大、要求符合很高機械規(guī)格的部件随静。如果部件尺寸小八千、產(chǎn)量細，則以使用傳統(tǒng)注塑機為佳燎猛。 （文章來源于網(wǎng)絡(luò)）
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