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增強(qiáng)塑料的工藝特性介紹
????????為了進(jìn)一步改善熱固及熱塑性塑料的機(jī)械性能。常在塑料中加入玻璃纖維填料(簡稱玻纖),作為增強(qiáng)材料,以樹脂為粘結(jié)劑而組成新型復(fù)合材料,通稱為增強(qiáng)塑料(熱固性塑料的增強(qiáng)塑料又稱為玻璃鋼)。由于塑料配方的玻璃纖維的品種、長度、含量等不同,其工藝性及使用特性也各不相同。本節(jié)主要介紹模壓用的熱固性增強(qiáng)塑料及注射用的熱塑性增強(qiáng)塑料。
????????熱固性增強(qiáng)塑料
????????熱固性增強(qiáng)塑料是以樹脂、增強(qiáng)材料、輔助劑等組成。其中樹脂作為粘結(jié)劑,它要求有良好的流動(dòng)性、適宜的固化速度、副產(chǎn)物少,易調(diào)節(jié)粘度和良好的互溶性,并需滿足塑件及成形要求。增強(qiáng)材料起骨架作用,其品種規(guī)格繁多主要用玻璃纖維,一般含量為60%、長度為15-20mm。輔助劑包括調(diào)節(jié)粘度的稀釋劑(用以改進(jìn)玻纖與樹脂的粘結(jié))、用以調(diào)節(jié)樹脂-纖維界面狀態(tài)的玻纖表面處理劑、用以改進(jìn)流動(dòng)性,降低收縮,提高光澤度及耐磨性等用的填料和著色顏料等。由于選用的樹脂,玻纖的品種規(guī)格(長度、直徑,無堿或含堿,支數(shù),股數(shù),加捻或無捻),表面處理劑,玻纖與樹脂混制工藝(預(yù)混法或預(yù)浸法,塑料配比等不同則其性能也各不相同)。
????????工藝特性
????????1、流動(dòng)性增強(qiáng)料的流動(dòng)性比一般壓塑料差,流動(dòng)性過大時(shí)易產(chǎn)生樹脂流失與玻纖分頭聚積。過小則成形壓力及溫度將顯著提高。影響流動(dòng)性的因素很多,要評(píng)定某種料的流動(dòng)性,必須按組成作具體分析。
????????2、收縮率增強(qiáng)塑料的收縮率比一般壓塑料小,它主要由熱收縮及化學(xué)結(jié)構(gòu)收縮組成。影響收縮的因素首先是塑料品種。一般酚醛料比環(huán)氧、環(huán)氧酚醛、不飽和聚酯等料要大,其中不飽和聚酯料收縮最小。其它影響收縮的因素是塑件形狀及壁厚,厚壁則收縮大,塑料中所含填料及玻纖量大則收縮小,揮發(fā)物含量大則收縮也大,成形壓力大,裝料量大則收縮小,熱脫模比冷脫模的收縮大,固化不足收縮大,當(dāng)加壓時(shí)機(jī)及成形溫度適當(dāng),固化充分而均勻時(shí)則收縮小。同一塑件其不同部位的收縮也各不相同,尤其對(duì)薄壁塑件更為突出。一般收縮率為0-0.3%，而0.1-0.2%的則居多,收縮大小還與模具結(jié)構(gòu)有關(guān),總之選擇收縮時(shí)應(yīng)綜合考慮。
????????3、壓縮比增強(qiáng)料的比容,壓縮比都較一般壓塑料大,預(yù)混料則更大,因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)需取較大的裝料室,同時(shí)向模內(nèi)裝料也較困難,尤其預(yù)混料更為不便,但如采用料坯預(yù)成形工藝則壓縮比就可顯著減小。
????????裝料量一般可預(yù)先估算，經(jīng)試壓后再作調(diào)整。估算裝料量的方法可由如下四種：
????????(1)計(jì)算法裝料量可按公式(1-3)計(jì)算：
????????A=V×G(1+3-5%) (1-3)
????????式中A-裝料量(克)，V-塑件體積(cm3)，G-所用塑料比重(克/cm3)，3-5%-物料按發(fā)物、毛刺等損耗量補(bǔ)償值。
????????(2)形狀簡化計(jì)算法將復(fù)雜形狀塑件簡化成由若干個(gè)簡單形狀組成,同時(shí)將尺寸也相應(yīng)變更再按簡化形狀進(jìn)行計(jì)算。
????????(3)比重比較法當(dāng)按金屬或其它材料的零件仿制塑件時(shí),則可將原零件的材料比重及重量與所選用的增強(qiáng)塑料比重之比求得裝料量。
????????(4)注型比較法用樹脂或石蠟等澆注型材料注入模具型腔成形后再以此零件按比重比較法求得裝料量。
????????4、物料狀態(tài)增強(qiáng)料按其玻纖與樹脂混合制成原料的方式可分為如下三種狀態(tài)。
????????(1)預(yù)混料是將長達(dá)15-30mm的玻纖與樹脂混合烘干而成,它比容大,流動(dòng)性比預(yù)浸料好,成形時(shí)纖維易受損傷,質(zhì)量均勻性差,裝料困難,勞動(dòng)條件差。適用于壓制中小型、復(fù)雜形狀塑料及大量生產(chǎn)時(shí),不宜用于壓制要求高強(qiáng)度的塑件。使用預(yù)混料時(shí)要防止料“結(jié)”使流動(dòng)性迅速下降。該料互溶性不良,樹脂與玻纖易分頭聚積。
????????(2)預(yù)浸料是將整束玻纖浸入樹脂,烘干切短而成。它流動(dòng)性比預(yù)混料差,料束間相溶性差,比容小,玻纖強(qiáng)度損失小,物料質(zhì)量均勻性良好,裝模時(shí)易按塑件形狀受力狀態(tài)進(jìn)行合理輔料,適用于壓制形狀復(fù)雜的高強(qiáng)度塑料。
????????(3)浸氈料是將切短的纖維均勻地鋪在玻璃布上浸漬樹脂而成的氈狀料,其性能介于上述兩者之間。適用壓制形狀簡單,厚度變化不大的薄壁大型塑件。
????????5、硬化速度及貯存性增強(qiáng)塑料按其硬化速度可分為快速和慢速兩種。快速料固化快,裝料模溫高,為適用于壓塑小型塑件及大量生產(chǎn)時(shí)常用原料。慢速料適用于壓制大型塑件,形狀復(fù)雜或有特殊性能要求及小批量生產(chǎn)時(shí),慢速料必須慎重選擇升溫速度,過快易發(fā)生內(nèi)應(yīng)力,硬化不勻,填充不良。過慢則降低生產(chǎn)效率。所以模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)先了解所用料的要求。
????????各種料都有其允許貯存期及貯存條件。凡超期或貯存條件不良者都會(huì)導(dǎo)致塑料變質(zhì),影響流動(dòng)性及塑件質(zhì)量,故試模及生產(chǎn)時(shí)都應(yīng)注意。
