工藝路線對材料性能的影響
短玻璃纖維增強美國沙伯基礎CYCOLAC GPM4700 ABS有兩種加工工藝:一種是直接將玻璃纖維與ABS及加工助劑混合后加人到雙螺桿擠出機中擠出,另一種是由主加料器加入ABS及加工助劑,由側向加料器加入玻璃纖維。側向進料加人玻璃纖維的方法,較長的玻璃纖維加人到熔融的ABS中,被ABS熔體包覆.起到潤滑作用,減少了玻璃纖維的折斷。玻璃纖維在復合材料中只有達到一定長度才能傳遞應力,因而工藝路線的增強效果較好。
擠出溫度對材料性能的影響
CYCOLAC GPM4700塑料的擠出加工一般需要經歷塑化、流動、冷卻固化三個步驟。加工溫度一般控制在粘流溫度以上、材料的分解溫度以下。ABS的加工溫度一般為190~220qc,而玻璃纖維的融化溫度在700qc左右。示出加工溫度與材料中玻璃纖維長度和拉伸強度的關系。隨著擠出溫度的升高,材料中玻璃纖維的長度變長,材料的拉伸強度提高,但是當溫度超過220~C后材料的拉伸強度開始下降。筆者認為,其主要原因是超過一定溫度后,ABS中的丁二烯氧化降解嚴重,致使ABS本身的性能開始降低,使得材料的拉伸強度下降。
擠出機螺桿轉速對材料性能的影響
即使加工溫度已經達到CYCOLAC GPM4700的融化溫度,擠出機螺桿轉速同樣對材料的性能有一定的影響。擠出機螺桿轉速對材料中纖維長度和拉伸強度的影響。隨著螺桿轉速的升高,材料中纖維的平均長度變短,材料的拉伸強度出現了先增長后下降的趨勢”這主要是因為隨著螺桿轉速的升高,熔體在料筒中受到的剪切力增大.玻璃纖維與料筒和螺桿的摩擦力增加,導致大量纖維被螺桿絞斷,纖維的平均長度變小。由于纖維長度的變短.使得材料的拉伸強度下降。
注射速率對材料性能的影響
CYCOLAC GPM4700注射速率對于制品力學性能的影響是通過對取向程度的影響表現出來的。ABS熔體在高速流動時,分子鏈會充分伸展而發生取向。當分子鏈的伸展狀態不能充分恢復時,制品的內部就會產生較大的內應力。在加工玻璃纖維增強ABS時,除了ABS的分子鏈取向外,玻璃纖維的敏向也是一個影響制品性能的重要因素。當玻璃纖維發生取向時,材料的橫向拉伸強度較低,通過調整注射速率可減小制品中玻璃纖維的取向程度。在注射過程中,熔體通過截面很小的噴嘴或澆口,當注射速率高時,熔體流動速度很快,CYCOLAC GPM4700分子和玻璃纖維會迅速發生取向熔體進人截面尺寸較大的模腔后,由于壓力和流動速率降低,ABS分子和玻璃纖維的取向程度也隨之降低,熔體前沿區域的取向程度*低。由此可見,提高注射速率,制品的取向程度將增加。筆者在注射速率分別取30%、40%、50%、60%、70%,注射溫度為230℃,玻璃纖維含量為20%的條件下,對材料的縱向、橫向拉伸強度進行了研究隨著注射速率的增加,制品的縱向拉伸強度增加,橫向拉伸強度下降。這是因為玻璃纖維在注射時發生了取向,隨著注射速率的提高,玻璃纖維的取向程度增加。試驗表明,當注射速率達到50%時,玻璃纖維對ABS橫向拉伸強度有降低作用因此,加工玻璃纖維增強ABS時應將注射速率控制在40%~50%,使玻璃纖維對制品的橫向和縱向都起到增強的作用。
(1)在玻璃纖維增強ABS加工過程中,采用側向加料可以減少玻璃纖維的折斷,有利于提高材料的力學性能。
(2)適當提高玻璃纖維增強ABS的加工溫度,降低擠出壓力和注射速率可減少玻璃纖維的折斷。
抗紫外線劑對阻燃CYCOLAC GPM4700H耐候性的影響
抗紫外線劑可以改善阻燃ABS的耐候性,而且不同的抗紫外線劑改善程度也不同。我們分別對幾種不同的抗紫外線劑在阻燃ABS中的耐候性做了實驗抗紫外線劑的加入有效的改善了阻燃ABS的耐候性,但這種作用隨著時間越來越小。
(1)阻燃ABS從理化性能分析,十溴聯苯醚阻燃體系好一些,從耐候性上看PVC阻燃體系好一些。
(2)改性劑的加入可以明顯改善阻燃ABS的沖擊韌性。
(3)抗紫外線劑可不同程度的改善阻燃ABS的耐候性,但隨時推移作用越來越小。
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