高質(zhì)量玻纖增強(qiáng)尼龍生產(chǎn)注意事項(xiàng)
發(fā)布時(shí)間:2023-11-21 點(diǎn)擊數(shù):0
現(xiàn)今社會(huì),想要企業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展下去,咱們說說是不是需要質(zhì)量好啊。一般去工廠的時(shí)候,都會(huì)看到一條標(biāo)語(yǔ):質(zhì)量是企業(yè)的生命,您看看質(zhì)量是不是特別的重要,質(zhì)量好與壞,關(guān)系到一個(gè)企業(yè)的生死命運(yùn)。今天啊,就給大家一起來討論一下玻璃纖維增強(qiáng)尼龍生產(chǎn)的主要控制因素有哪些,不過內(nèi)容有點(diǎn)長(zhǎng),分成幾個(gè)部分展現(xiàn)給大家。
玻璃纖維增強(qiáng)尼龍的生產(chǎn)看似簡(jiǎn)單,但是,要生產(chǎn)高性能的產(chǎn)品并非簡(jiǎn)單。其原因是生產(chǎn)過程中,玻璃纖維的分散、玻璃纖維與尼龍基料的粘結(jié)、玻璃纖維尺寸及其分布、各種助劑的正確應(yīng)用、工藝條件的調(diào)整、螺桿組合及轉(zhuǎn)速的控制等因素均會(huì)影響產(chǎn)品性能。只有把握每個(gè)環(huán)節(jié),精心調(diào)試,才可能產(chǎn)生高品質(zhì)的產(chǎn)品。
1、玻璃纖維單纖的直徑對(duì)增強(qiáng)PA的力學(xué)性能產(chǎn)生較大的影響。一般來說,玻璃纖維直徑就控制在10-20um范圍內(nèi),玻璃纖維直徑太粗,與PA的粘結(jié)性較差,引起產(chǎn)品力學(xué)性能下降。玻璃纖維太細(xì)時(shí),易被螺桿剪切成細(xì)微粉末,因而失去纖維的作用。
2、玻璃纖維長(zhǎng)度對(duì)增強(qiáng)PA性能影響。玻璃纖維長(zhǎng)度對(duì)增強(qiáng)PA力學(xué)性能及外觀產(chǎn)生較大的影響,玻璃纖維的長(zhǎng)度一般控制在2-3mm為最好。從理論上講,玻璃纖維長(zhǎng)度愈長(zhǎng)其增強(qiáng)效果愈好,但將帶來制品表面粗糙以及撓曲等問題。玻璃纖維的長(zhǎng)度與其原始長(zhǎng)度無(wú)關(guān),而與螺桿組合結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速相關(guān)。因此,要控制玻璃纖維的長(zhǎng)度應(yīng)從調(diào)整螺桿結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速入手。
3、玻璃纖維含水量的影響。一般玻璃纖維在制造過程中給經(jīng)表面處理劑的浸濕,玻璃纖維表面吸附一定的水分。玻璃纖維的表面吸附一定的水分。玻璃纖維的表面水在熔融擠出過程中將使PA產(chǎn)生水解反應(yīng),導(dǎo)致PA發(fā)生降解,從而降低增強(qiáng)PA的力學(xué)性能。
4、玻璃纖維表面處理的影響。玻璃纖維生產(chǎn)過程中一般需進(jìn)行表面浸潤(rùn)處理,浸潤(rùn)處理既要保護(hù)玻璃纖維不受磨損,同時(shí)為玻璃纖維與聚合物基體間提供良好的粘結(jié)界面。玻璃纖維浸潤(rùn)劑主要分為偶聯(lián)劑和成膜劑,所用偶聯(lián)劑均為硅烷類有機(jī)化合物。成膜劑主要有丙烯酸、聚氨酯、環(huán)氧類縮水甘油醚、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯等,此外還有潤(rùn)滑劑、抗氧劑、乳化劑、抗靜電劑等助劑。因此,成膜劑成分以及其他助劑的種類對(duì)玻璃纖維性能影響很大,使用時(shí)必須根據(jù)基料性能及成品要求,選擇合適的玻璃纖維種類。對(duì)于玻璃纖維增強(qiáng)PA用玻璃纖維的助劑,最好選用聚氨酯、環(huán)氧類縮水甘油醚、丙烯酸等成膜劑。
此外,玻璃纖維在生產(chǎn)過程中,偶聯(lián)劑用量偏小,使用時(shí),應(yīng)適當(dāng)添加一定量的偶聯(lián)劑,適合玻璃纖維表面處理的偶聯(lián)劑主要有硅烷類化合物,這類化合物除與純玻璃纖維表面基團(tuán)反應(yīng)外,分子中含有的氨基、羧基、羰基或環(huán)氧基與尼龍大分子發(fā)生一定的化學(xué)結(jié)合,或有較好的相容性。對(duì)于不同熔點(diǎn)的尼龍,應(yīng)選擇不同的偶聯(lián)劑。同時(shí),應(yīng)注意到偶聯(lián)劑的用量對(duì)產(chǎn)品性能有較大的影響。偶聯(lián)劑用量增加,產(chǎn)品的沖擊強(qiáng)度隨之增加,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,根據(jù)用途的要求,確定偶聯(lián)劑的用量,既要保證產(chǎn)品質(zhì)量又要考慮生產(chǎn)成本,具體用量應(yīng)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果而定。
5、玻璃纖維對(duì)增強(qiáng)PA6表面性能的影響。玻璃纖維的加入大幅度提高了PA的力學(xué)性能,但對(duì)其表面光潔度產(chǎn)生了消極的影響。隨著玻璃纖維含量的增加,增強(qiáng)PA6制件的表面變得越來越粗糙,或在制品表面產(chǎn)生明顯的玻璃纖維流紋而失去原有的光澤;特別是黑色制品的表面會(huì)出現(xiàn)泛白現(xiàn)象,在玻璃纖維包覆不佳時(shí)玻璃纖維易出現(xiàn)外露而影響制品外觀。因此,對(duì)于表面要求高的制品,在生產(chǎn)高玻璃纖維含量的情況下,必須添加一些表面改性劑,如玻璃纖維分散劑之類的助劑,以改善玻璃纖維在基體中的分散性,達(dá)到均勻分布,從而提高制品的表面光澤度。后期研究院還發(fā)現(xiàn)分散劑與潤(rùn)滑劑配合體系,能有效地改善玻璃纖維分布情況,提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量,同時(shí),還可以降低螺桿扭矩與共混擠出溫度。
6、玻璃纖維含量對(duì)增強(qiáng)PA性能的影響
一般來說,玻璃纖維含量越高增強(qiáng)PA的力學(xué)性能越高。近年來,市場(chǎng)上出現(xiàn)一些高剛性尼龍就是高含量玻璃纖維增強(qiáng)PA,最高含量達(dá)到60%,但實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)需求確定玻璃纖維含量。玻璃纖維用量過大,會(huì)對(duì)設(shè)備的磨損嚴(yán)重,縮短螺桿的使用壽命。玻璃纖維用量對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生很大的影響,具體分析如下:
(1)玻璃纖維含量對(duì)熔體流動(dòng)性能的影響。隨著玻璃纖維含量的增加,產(chǎn)品的流動(dòng)性下降,因而對(duì)成型加工帶來一定的影響,對(duì)于大型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件必須考慮如何保證產(chǎn)品的流動(dòng)性,同時(shí),還應(yīng)改變加工工藝滿足制品的要求。
(2)玻璃纖維含量對(duì)力學(xué)性能的影響。玻璃纖維含量對(duì)產(chǎn)品力學(xué)性能有明顯的影響。玻璃纖維含量在40%以內(nèi),隨玻璃纖維的增加,產(chǎn)品力學(xué)性能隨之提高;玻璃纖維超過40%以后,其力學(xué)性能反而有所下降。玻璃纖維含量高,產(chǎn)品力學(xué)性能固然高,但也會(huì)帶來兩個(gè)問題:一是高玻璃纖維增強(qiáng)尼龍的加工流動(dòng)性較差,制品表面光潔度會(huì)有所下降,而影響產(chǎn)品外觀。二是生產(chǎn)高玻璃纖維改性尼龍雖然產(chǎn)品本身原料成本降低,但對(duì)設(shè)備的磨損較大,在某種意義上,其設(shè)備費(fèi)用增加。因此,并不是玻璃纖維含量越高越好,應(yīng)把握產(chǎn)品性能價(jià)格比。上述規(guī)律告訴我們,對(duì)于同一種尼龍,可以調(diào)整玻璃纖維含量大小制造系列產(chǎn)品。根據(jù)不同用途與要求,來選擇玻璃纖維的含量是很有意義的。
(3)玻璃纖維含量對(duì)熱變形溫度的影響。玻璃纖維含量在30%以內(nèi),隨玻璃纖維含量的增加,增強(qiáng)PA6熱變形溫度隨之提高,超過35%以后,其熱變形溫度隨玻璃纖維的增加變化不大,其他PA亦有類似的規(guī)律。
(4)玻璃纖維含量與成型收縮率的關(guān)系。玻璃纖維含量增加時(shí),增強(qiáng)PA的成型收縮率隨之減小。幾乎所有增強(qiáng)PA都有相同的規(guī)律,一般玻璃纖維含量達(dá)到35%時(shí),其成型收縮率大致為0.2%。玻璃纖維含量再增加時(shí),成型收縮率變化不大。成型收縮率是材料的一項(xiàng)重要的加工性能,對(duì)于模具的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工十分重要。
7、玻璃纖維對(duì)增強(qiáng)PA表面性能的影響。玻璃纖維的加入大幅度提高了PA的力學(xué)性能,但對(duì)其表面光潔度產(chǎn)生了消極的影響。隨著玻璃纖維含量的增加,增強(qiáng)PA制品的表面變得越來越粗糙,或在制品表面產(chǎn)生明顯的玻璃纖維流紋而失去原有的光澤;特別是黑色制品的表面會(huì)出現(xiàn)泛白現(xiàn)象,在玻璃纖維包覆不佳時(shí)玻璃纖維易出現(xiàn)外露而影響制品外觀。因此,對(duì)于表面要求高的制品,在生產(chǎn)高玻璃纖維含量的情況下,必須添加一些表面改性劑,如玻璃纖維分散劑之類的助劑,以改善玻璃纖維在基體中的分散性,達(dá)到均勻分布,從而提高表面光潔度。
經(jīng)過較詳細(xì)的了解,發(fā)現(xiàn)采用分散劑與潤(rùn)滑劑配合體系,能有效地改善玻璃纖維分布狀況,提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量,同時(shí),還可以降低螺桿扭矩與共混擠出溫度。
8、共混溫度對(duì)增強(qiáng)PA性能的影響。共混擠出溫度對(duì)增強(qiáng)PA性能有很大的影響,具體表現(xiàn)在對(duì)玻璃纖維的包覆程度、螺桿擠出摩擦熱的產(chǎn)生與集中,擠出帶條表面光潔度及拉帶的正常與否。更重要的是對(duì)增強(qiáng)PA的力學(xué)性能的影響。
擠出溫度太低,玻璃纖維的包覆效果差,往往會(huì)出現(xiàn)玻璃纖維外露現(xiàn)象,帶條外表粗糙,無(wú)光澤,顆粒疏松,脆性大,產(chǎn)品的沖擊強(qiáng)度較低;擠出溫度太高,則易造成PA的熱氧化分解,產(chǎn)品力學(xué)性能下降,外觀變黃、甚至變成灰色。因此應(yīng)根據(jù)基料的不同、玻璃纖維含量的不同來選擇適當(dāng)?shù)臄D出溫度。共混擠出溫度選擇的原則是控制在略高于基料熔點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)。在實(shí)際操作中可根據(jù)玻璃纖維入口熔體流動(dòng)情況來確定熔融區(qū)溫度;根據(jù)擠出帶條光澤程度來確定計(jì)量段、壓縮段各區(qū)溫度。
同時(shí),還應(yīng)注意螺桿溫度梯度與分布的控制,應(yīng)防止某一區(qū)溫度過于集中或超溫現(xiàn)象,螺桿擠出溫度的分布與螺桿結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。
玻璃纖維增強(qiáng)尼龍的生產(chǎn)看似簡(jiǎn)單,但是,要生產(chǎn)高性能的產(chǎn)品并非簡(jiǎn)單。其原因是生產(chǎn)過程中,玻璃纖維的分散、玻璃纖維與尼龍基料的粘結(jié)、玻璃纖維尺寸及其分布、各種助劑的正確應(yīng)用、工藝條件的調(diào)整、螺桿組合及轉(zhuǎn)速的控制等因素均會(huì)影響產(chǎn)品性能。只有把握每個(gè)環(huán)節(jié),精心調(diào)試,才可能產(chǎn)生高品質(zhì)的產(chǎn)品。
1、玻璃纖維單纖的直徑對(duì)增強(qiáng)PA的力學(xué)性能產(chǎn)生較大的影響。一般來說,玻璃纖維直徑就控制在10-20um范圍內(nèi),玻璃纖維直徑太粗,與PA的粘結(jié)性較差,引起產(chǎn)品力學(xué)性能下降。玻璃纖維太細(xì)時(shí),易被螺桿剪切成細(xì)微粉末,因而失去纖維的作用。
2、玻璃纖維長(zhǎng)度對(duì)增強(qiáng)PA性能影響。玻璃纖維長(zhǎng)度對(duì)增強(qiáng)PA力學(xué)性能及外觀產(chǎn)生較大的影響,玻璃纖維的長(zhǎng)度一般控制在2-3mm為最好。從理論上講,玻璃纖維長(zhǎng)度愈長(zhǎng)其增強(qiáng)效果愈好,但將帶來制品表面粗糙以及撓曲等問題。玻璃纖維的長(zhǎng)度與其原始長(zhǎng)度無(wú)關(guān),而與螺桿組合結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速相關(guān)。因此,要控制玻璃纖維的長(zhǎng)度應(yīng)從調(diào)整螺桿結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速入手。
3、玻璃纖維含水量的影響。一般玻璃纖維在制造過程中給經(jīng)表面處理劑的浸濕,玻璃纖維表面吸附一定的水分。玻璃纖維的表面吸附一定的水分。玻璃纖維的表面水在熔融擠出過程中將使PA產(chǎn)生水解反應(yīng),導(dǎo)致PA發(fā)生降解,從而降低增強(qiáng)PA的力學(xué)性能。
4、玻璃纖維表面處理的影響。玻璃纖維生產(chǎn)過程中一般需進(jìn)行表面浸潤(rùn)處理,浸潤(rùn)處理既要保護(hù)玻璃纖維不受磨損,同時(shí)為玻璃纖維與聚合物基體間提供良好的粘結(jié)界面。玻璃纖維浸潤(rùn)劑主要分為偶聯(lián)劑和成膜劑,所用偶聯(lián)劑均為硅烷類有機(jī)化合物。成膜劑主要有丙烯酸、聚氨酯、環(huán)氧類縮水甘油醚、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯等,此外還有潤(rùn)滑劑、抗氧劑、乳化劑、抗靜電劑等助劑。因此,成膜劑成分以及其他助劑的種類對(duì)玻璃纖維性能影響很大,使用時(shí)必須根據(jù)基料性能及成品要求,選擇合適的玻璃纖維種類。對(duì)于玻璃纖維增強(qiáng)PA用玻璃纖維的助劑,最好選用聚氨酯、環(huán)氧類縮水甘油醚、丙烯酸等成膜劑。
此外,玻璃纖維在生產(chǎn)過程中,偶聯(lián)劑用量偏小,使用時(shí),應(yīng)適當(dāng)添加一定量的偶聯(lián)劑,適合玻璃纖維表面處理的偶聯(lián)劑主要有硅烷類化合物,這類化合物除與純玻璃纖維表面基團(tuán)反應(yīng)外,分子中含有的氨基、羧基、羰基或環(huán)氧基與尼龍大分子發(fā)生一定的化學(xué)結(jié)合,或有較好的相容性。對(duì)于不同熔點(diǎn)的尼龍,應(yīng)選擇不同的偶聯(lián)劑。同時(shí),應(yīng)注意到偶聯(lián)劑的用量對(duì)產(chǎn)品性能有較大的影響。偶聯(lián)劑用量增加,產(chǎn)品的沖擊強(qiáng)度隨之增加,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,根據(jù)用途的要求,確定偶聯(lián)劑的用量,既要保證產(chǎn)品質(zhì)量又要考慮生產(chǎn)成本,具體用量應(yīng)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果而定。
5、玻璃纖維對(duì)增強(qiáng)PA6表面性能的影響。玻璃纖維的加入大幅度提高了PA的力學(xué)性能,但對(duì)其表面光潔度產(chǎn)生了消極的影響。隨著玻璃纖維含量的增加,增強(qiáng)PA6制件的表面變得越來越粗糙,或在制品表面產(chǎn)生明顯的玻璃纖維流紋而失去原有的光澤;特別是黑色制品的表面會(huì)出現(xiàn)泛白現(xiàn)象,在玻璃纖維包覆不佳時(shí)玻璃纖維易出現(xiàn)外露而影響制品外觀。因此,對(duì)于表面要求高的制品,在生產(chǎn)高玻璃纖維含量的情況下,必須添加一些表面改性劑,如玻璃纖維分散劑之類的助劑,以改善玻璃纖維在基體中的分散性,達(dá)到均勻分布,從而提高制品的表面光澤度。后期研究院還發(fā)現(xiàn)分散劑與潤(rùn)滑劑配合體系,能有效地改善玻璃纖維分布情況,提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量,同時(shí),還可以降低螺桿扭矩與共混擠出溫度。
6、玻璃纖維含量對(duì)增強(qiáng)PA性能的影響
一般來說,玻璃纖維含量越高增強(qiáng)PA的力學(xué)性能越高。近年來,市場(chǎng)上出現(xiàn)一些高剛性尼龍就是高含量玻璃纖維增強(qiáng)PA,最高含量達(dá)到60%,但實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)需求確定玻璃纖維含量。玻璃纖維用量過大,會(huì)對(duì)設(shè)備的磨損嚴(yán)重,縮短螺桿的使用壽命。玻璃纖維用量對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生很大的影響,具體分析如下:
(1)玻璃纖維含量對(duì)熔體流動(dòng)性能的影響。隨著玻璃纖維含量的增加,產(chǎn)品的流動(dòng)性下降,因而對(duì)成型加工帶來一定的影響,對(duì)于大型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件必須考慮如何保證產(chǎn)品的流動(dòng)性,同時(shí),還應(yīng)改變加工工藝滿足制品的要求。
(2)玻璃纖維含量對(duì)力學(xué)性能的影響。玻璃纖維含量對(duì)產(chǎn)品力學(xué)性能有明顯的影響。玻璃纖維含量在40%以內(nèi),隨玻璃纖維的增加,產(chǎn)品力學(xué)性能隨之提高;玻璃纖維超過40%以后,其力學(xué)性能反而有所下降。玻璃纖維含量高,產(chǎn)品力學(xué)性能固然高,但也會(huì)帶來兩個(gè)問題:一是高玻璃纖維增強(qiáng)尼龍的加工流動(dòng)性較差,制品表面光潔度會(huì)有所下降,而影響產(chǎn)品外觀。二是生產(chǎn)高玻璃纖維改性尼龍雖然產(chǎn)品本身原料成本降低,但對(duì)設(shè)備的磨損較大,在某種意義上,其設(shè)備費(fèi)用增加。因此,并不是玻璃纖維含量越高越好,應(yīng)把握產(chǎn)品性能價(jià)格比。上述規(guī)律告訴我們,對(duì)于同一種尼龍,可以調(diào)整玻璃纖維含量大小制造系列產(chǎn)品。根據(jù)不同用途與要求,來選擇玻璃纖維的含量是很有意義的。
(3)玻璃纖維含量對(duì)熱變形溫度的影響。玻璃纖維含量在30%以內(nèi),隨玻璃纖維含量的增加,增強(qiáng)PA6熱變形溫度隨之提高,超過35%以后,其熱變形溫度隨玻璃纖維的增加變化不大,其他PA亦有類似的規(guī)律。
(4)玻璃纖維含量與成型收縮率的關(guān)系。玻璃纖維含量增加時(shí),增強(qiáng)PA的成型收縮率隨之減小。幾乎所有增強(qiáng)PA都有相同的規(guī)律,一般玻璃纖維含量達(dá)到35%時(shí),其成型收縮率大致為0.2%。玻璃纖維含量再增加時(shí),成型收縮率變化不大。成型收縮率是材料的一項(xiàng)重要的加工性能,對(duì)于模具的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工十分重要。
7、玻璃纖維對(duì)增強(qiáng)PA表面性能的影響。玻璃纖維的加入大幅度提高了PA的力學(xué)性能,但對(duì)其表面光潔度產(chǎn)生了消極的影響。隨著玻璃纖維含量的增加,增強(qiáng)PA制品的表面變得越來越粗糙,或在制品表面產(chǎn)生明顯的玻璃纖維流紋而失去原有的光澤;特別是黑色制品的表面會(huì)出現(xiàn)泛白現(xiàn)象,在玻璃纖維包覆不佳時(shí)玻璃纖維易出現(xiàn)外露而影響制品外觀。因此,對(duì)于表面要求高的制品,在生產(chǎn)高玻璃纖維含量的情況下,必須添加一些表面改性劑,如玻璃纖維分散劑之類的助劑,以改善玻璃纖維在基體中的分散性,達(dá)到均勻分布,從而提高表面光潔度。
經(jīng)過較詳細(xì)的了解,發(fā)現(xiàn)采用分散劑與潤(rùn)滑劑配合體系,能有效地改善玻璃纖維分布狀況,提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量,同時(shí),還可以降低螺桿扭矩與共混擠出溫度。
8、共混溫度對(duì)增強(qiáng)PA性能的影響。共混擠出溫度對(duì)增強(qiáng)PA性能有很大的影響,具體表現(xiàn)在對(duì)玻璃纖維的包覆程度、螺桿擠出摩擦熱的產(chǎn)生與集中,擠出帶條表面光潔度及拉帶的正常與否。更重要的是對(duì)增強(qiáng)PA的力學(xué)性能的影響。
擠出溫度太低,玻璃纖維的包覆效果差,往往會(huì)出現(xiàn)玻璃纖維外露現(xiàn)象,帶條外表粗糙,無(wú)光澤,顆粒疏松,脆性大,產(chǎn)品的沖擊強(qiáng)度較低;擠出溫度太高,則易造成PA的熱氧化分解,產(chǎn)品力學(xué)性能下降,外觀變黃、甚至變成灰色。因此應(yīng)根據(jù)基料的不同、玻璃纖維含量的不同來選擇適當(dāng)?shù)臄D出溫度。共混擠出溫度選擇的原則是控制在略高于基料熔點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)。在實(shí)際操作中可根據(jù)玻璃纖維入口熔體流動(dòng)情況來確定熔融區(qū)溫度;根據(jù)擠出帶條光澤程度來確定計(jì)量段、壓縮段各區(qū)溫度。
同時(shí),還應(yīng)注意螺桿溫度梯度與分布的控制,應(yīng)防止某一區(qū)溫度過于集中或超溫現(xiàn)象,螺桿擠出溫度的分布與螺桿結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。