影響纖維長(zhǎng)度的設(shè)備因素
在螺桿及噴嘴的設(shè)計(jì)中應(yīng)避免過(guò)窄以及結(jié)構(gòu)上的突變，流道如果過(guò)窄的話會(huì)影響到纖維的自由運(yùn)動(dòng)，而產(chǎn)生剪切作用造成斷裂；結(jié)構(gòu)上如果有突變的話也極易產(chǎn)生額外的應(yīng)力集中而破壞纖維，拉絲級(jí)尼龍對(duì)擠出機(jī)及注塑機(jī)螺桿直徑不應(yīng)太小，以保證加料段和壓縮段有足夠的螺槽深度，同時(shí)要求注塑機(jī)具有一定的塑化能力，來(lái)保證每次注射所需的物料，不必提高螺桿的轉(zhuǎn)速，高的轉(zhuǎn)速會(huì)產(chǎn)生很高的剪切力從而引起玻璃纖維的斷裂。采用足夠大的注射料筒，可利用前一次注塑的全部冷卻時(shí)間來(lái)塑化后一次注射所需的物料，可以保持較低的螺桿轉(zhuǎn)速。同時(shí)應(yīng)該采用比較低的背壓，主要利用熱傳導(dǎo)而不是通過(guò)剪切產(chǎn)生的熱來(lái)塑化物料。另外，注塑過(guò)程中，模具的流道及澆口尺寸的大小也會(huì)影響玻璃纖維的長(zhǎng)度。
影響纖維長(zhǎng)度的工藝因素
在保證料筒中聚合物粒料完全熔融的情況下，拉絲級(jí)尼龍為了得到較長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度，料筒溫度與通常采用的加工溫度完全不同。例如在加工一般尼龍66材料時(shí)料筒溫度一般采用260"C-280"C，而加工增強(qiáng)尼龍66粒料時(shí)采用的溫度范圍是280"C以上。這是因?yàn)椋?dāng)溫度較高如28012的時(shí)候，熔體的粘度將大大降低使得作用在纖維上的剪切力將大大減少，而玻纖的斷裂主要發(fā)生在擠出機(jī)的熔融段，實(shí)驗(yàn)采用在**加料口加入玻纖，即后續(xù)加料的方法，同樣對(duì)纖維長(zhǎng)度的保護(hù)是有利的，采用后續(xù)加料，因玻纖是加到已經(jīng)熔融的聚合物中，熔體與玻纖混合后把玻纖包起來(lái)，起到潤(rùn)滑保護(hù)作用。拉絲級(jí)尼龍減少了纖維的過(guò)度折斷和螺桿、機(jī)筒的磨損，而且有利于玻纖在熔體中的分散和分布。由此可見(jiàn)由于各種影響和破壞機(jī)理的相互抵消，料筒溫度對(duì)纖維長(zhǎng)度的影響并不非常顯著。但從增加產(chǎn)量提高效率的角度看，高的溫度有利于提高聚合物的流動(dòng)性。熔體粘度下降，有利于玻纖長(zhǎng)度的增加。因此，綜合而言，采用更高的熔體溫度對(duì)保護(hù)纖維更為有利。
影響纖維長(zhǎng)度的因素
熱塑性樹(shù)脂經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后，強(qiáng)度、模量、沖擊性能和耐熱性能都得以**的提高，用途大大拓寬，短玻纖增強(qiáng)是玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的主要增強(qiáng)方式，加工工藝是擠出機(jī)混合造粒，然后注塑成型，在混合和注塑過(guò)程中玻璃纖維逐漸被剪碎，*終制品中纖維長(zhǎng)度在0．2--0．4mm范圍。纖維長(zhǎng)度是決定纖維增強(qiáng)復(fù)合材料*主要的因素，長(zhǎng)纖維比短纖維具有更佳的增強(qiáng)效果，為了提高制品中玻璃纖維的長(zhǎng)度，人們對(duì)玻纖增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂的混合以及制品成型工藝進(jìn)行了大量的研究，拉絲級(jí)尼龍對(duì)加工過(guò)程中玻璃纖維的斷裂有了較深入的認(rèn)識(shí)，但是玻璃纖維的長(zhǎng)度卻始終被限制在lmm以內(nèi)。纖維長(zhǎng)度與初始纖維長(zhǎng)度相比大幅度下降。對(duì)加工過(guò)程中纖維斷裂現(xiàn)象的研究，弄清楚加工工藝條件和其它各種因素對(duì)纖維斷裂的影響，對(duì)于降低玻纖的斷裂程度、控制玻纖長(zhǎng)度具有重要意義。材料的抗沖擊性和制品的抗破壞性都隨纖維的長(zhǎng)度增加而改善。因此，盡可能保持較長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度，對(duì)制品的綜合力學(xué)性能的提高是有利的。
除溫度的影響外，螺桿轉(zhuǎn)速也影響玻纖的長(zhǎng)度，螺桿轉(zhuǎn)速的提高將直接導(dǎo)致作用在玻纖上的剪切應(yīng)力的提高，拉絲級(jí)尼龍而另一方面螺桿轉(zhuǎn)速的提高又可加快聚合物的塑化過(guò)程，降低熔體粘度減少作用于纖維上的應(yīng)力，這是因?yàn)殡p螺桿提供了熔融所需的大部分能量。所以螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)纖維長(zhǎng)度的影響存在相反的兩個(gè)方面。但總體而言，在進(jìn)行長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料注塑加工的時(shí)候還是應(yīng)該采用較低的螺桿轉(zhuǎn)速，對(duì)獲得較長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度更為有利。
材料的加工流程
(1)原料的前處理
①尼龍66：由于尼龍66易于吸水，水分的存在，在加工過(guò)程中將影響制品的性能，加工前必須進(jìn)行干燥，干燥溫度及干燥時(shí)間必須嚴(yán)格控制，在105℃條件下真空干燥12小時(shí)，若在非真空條件下干燥，溫度不宜過(guò)高，不高于80℃，時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)，以防止尼龍被氧化。
②玻璃纖維的預(yù)處理：為了提高復(fù)合材料的性能，目前已廣泛采用在混合前以偶聯(lián)劑對(duì)玻璃纖維進(jìn)行預(yù)處理技術(shù)。為改善玻璃纖維與尼龍66之間的相容性，對(duì)尼龍?bào)w系，采用氨基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行處理，以增強(qiáng)尼龍與玻纖間的界面相容性。
③阻燃劑：加工前，阻燃劑要進(jìn)行超細(xì)化及偶聯(lián)化處理，以增強(qiáng)界面間的相互作用，改善產(chǎn)品性能。為使材料既具有較高阻燃性又能使其機(jī)械性能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)對(duì)膨脹阻燃劑的粒度、粒度級(jí)配、粒度形狀等物理參數(shù)進(jìn)行研究。將超細(xì)化處理后的阻燃劑進(jìn)行表面處理，以增加其與聚合物的親和力，使膨脹型阻燃劑易于分散。
加工工藝
無(wú)鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍66材料加工的主要設(shè)備是選用同向雙螺桿擠出機(jī)，選用合適的工藝，同時(shí)縮短物料受熱時(shí)間，有效地降低了物料的高溫降解，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本。將尼龍66、阻燃劑及其它助劑在高速混煉機(jī)中混合8min，玻璃纖維從雙螺桿擠出機(jī)的玻纖入口加入。擠出物經(jīng)水冷后造粒，粒料在80℃干燥24h，然后進(jìn)行注塑，制備各種測(cè)試樣條.