1. Influența specificațiilor de umplere cu fibră de sticlă asupra materialelor plastice de inginerie PA6
Putem constata din aplicație și experiment că indicele de conținut este adesea unul dintre cei mai mari factori de influență în compozitele armate cu fibre.
Odată cu creșterea conținutului de fibre de sticlă, numărul de fibre de sticlă pe unitatea de suprafață a materialului va crește, ceea ce înseamnă că matricea PA6 dintre fibrele de sticlă va deveni mai subțire. Această modificare determină duritatea la impact, rezistența la tracțiune, rezistența la încovoiere și alte proprietăți mecanice ale compozitelor PA6 armate cu fibră de sticlă.
În ceea ce privește performanța la impact, creșterea conținutului de fibră de sticlă va crește foarte mult rezistența la impact crestat a PA6. Luând ca exemplu umplutura cu fibre lungi de sticlă (LGF) PA6, atunci când volumul de umplere crește la 35%, rezistența la impact cu crestături va crește de la 24,8 J/m inițial la 128,5 J/m.
Dar conținutul de fibră de sticlă nu este mai mult, este mai bine, volumul de umplere cu fibră de sticlă scurtă (SGF) a atins 42 la sută, iar rezistența la impact a materialului a atins cel mai mare 17,4 kJ/㎡, dar continuarea adăugării va lăsa rezistența la impact a golului să arate un tendință descendentă.
În ceea ce privește rezistența la încovoiere, creșterea cantității de fibră de sticlă va face ca stresul la încovoiere să poată fi transferat între fibra de sticlă prin stratul de rășină; În același timp, atunci când fibra de sticlă este scoasă din rășină sau spartă, va absorbi multă energie, îmbunătățind astfel rezistența la încovoiere a materialului.
Teoria de mai sus este verificată prin experimente. Datele arată că atunci când LGF (fibră lungă de sticlă) este folosită pentru a umple până la 35%, modulul elastic de îndoire crește la 4,99 GPa. Când conținutul de SGF (fibră de sticlă scurtă) este de 42%, modulul elastic de îndoire atinge 10410MPa, care este de aproximativ 5 ori mai mare decât PA6 pur.
2. Influența lungimii de retenție a fibrei de sticlă asupra compozitelor PA6
Lungimea fibrei fibrei de sticlă are, de asemenea, un efect evident asupra proprietăților mecanice ale materialului. Când lungimea fibrei de sticlă este mai mică decât lungimea critică (lungimea fibrei care poate face ca materialul să aibă rezistența la tracțiune a fibrei brute), aria de legare a interfeței fibrei de sticlă și a rășinii crește odată cu creșterea lungimea fibrei de sticlă. Când materialul compozit este spart, rezistența fibrei de sticlă scoase din rășină este de asemenea mai mare, astfel încât să îmbunătățească capacitatea de a suporta sarcina de tracțiune.
Când lungimea fibrei de sticlă depășește valoarea critică, fibra de sticlă mai lungă poate absorbi mai multă energie de impact sub sarcina de impact. În plus, capătul fibrei de sticlă este punctul de inițiere al creșterii fisurilor, iar numărul de capăt al fibrei de sticlă cu o lungime mai mare este relativ mai mic, iar rezistența la impact poate fi îmbunătățită semnificativ.
Rezultatele experimentale arată că rezistența la tracțiune a materialului crește de la 154,8 MPa la 164,4 MPa atunci când conținutul de fibră de sticlă este menținut la 40 la sută și lungimea fibrei de sticlă crește de la 4 mm la 13 mm. Rezistența la încovoiere și rezistența la impact crestat au fost îmbunătățite cu 24%, respectiv 28%.
Mai mult, cercetările arată că atunci când lungimea inițială a fibrei de sticlă este mai mică de 7 mm, performanța materialului crește mai evident. În comparație cu fibra de sticlă scurtă, materialul PA armat cu fibră de sticlă lungă are o rezistență mai bună la deformare și poate menține mai bine proprietățile mecanice în condiții de temperatură și umiditate ridicate.
3. Influența tipurilor de fibre de sticlă asupra compozitelor PA6
Tipul și rezistența fibrei de sticlă vor avea o diferență în rezistența totală a materialului. În prezent, principalele tipuri de fibră de sticlă nu au fibre de sticlă alcaline, fibră de sticlă de înaltă rezistență, fibră de sticlă rezistentă la alcali și așa mai departe.
Printre acestea, fibra de sticlă cu rezistență mai mare a monofilamentului are o capacitate portantă mai puternică, iar rezultatele experimentale arată că PA6 armat cu fibră de sticlă de înaltă rezistență are proprietăți mecanice mai bune decât PA6 obișnuit armat cu fibre nealcaline.
Se poate observa că selectarea fibrei de sticlă cu rezistență ridicată, lungime mare și cantitate de umplere adecvată poate ajuta eficient materialul să îmbunătățească duritatea, rezistența la impact și alte proprietăți mecanice.
4. Influența procesului de adăugare a fibrei de sticlă asupra compozitelor PA6
În procesul de granulare cu două șuruburi modificate, a fost studiată influența poziției de alimentare asupra proprietăților materialului din amestecul de fibră de sticlă și rășină. S-a constatat că dacă fibra de sticlă ar fi adăugată mai devreme, fibra ar fi ușor distrusă și lungimea fibrei de sticlă reziduală ar fi mai mică. Când este adăugată târziu, fibra de sticlă este dificil de amestecat cu rășina în mod uniform, iar combinația este slabă. Ambele condiții vor face ca performanța generală a materialului să fie mai puțin decât bune.
Utilizarea alimentării laterale pentru a adăuga fibră de sticlă este mai convenabilă pentru a controla conținutul fibrei de sticlă și poate reduce ruptura fibrei. În același timp, în procesul de granulare prin extrudare, creșterea temperaturii de extrudare și reducerea presiunii de extrudare pot îmbunătăți lungimea GF într-o anumită măsură.
5. Influența procesului de extrudare a granulării modificate asupra materialului PA armat cu fibră de sticlă
Rezultatele experimentale arată că temperatura scăzută de extrudare nu este favorabilă infiltrației de acoperire a fibrei de sticlă, iar temperatura ridicată va reduce performanța materialului în sine. Prin urmare, atunci când cantitatea de fibră de sticlă este mai mare, este mai bine să creșteți temperatura de extrudare pentru a obține rezultate mai bune.
Când mecanismul de extrudare cu două șuruburi este utilizat pentru a pregăti particulele armate cu fibră de sticlă, modulul de tracțiune, rezistența la tracțiune, rezistența la încovoiere, modulul de îndoire și alți indicatori ai materialului cresc treptat odată cu creșterea vitezei gazdei de la 70r/min la 300r. /min. Când viteza gazdei este crescută la 450r/min, proprietățile materialului se modifică puțin sau au scăzut ușor.
În plus, viteza de alimentare va afecta timpul de rezidență al materialului în șurub. Modulul de tracțiune, rezistența la tracțiune, modulul de încovoiere, rezistența la încovoiere și chiar rezistența la impact ale compozitelor scad treptat odată cu creșterea vitezei de avans de la 8r/min la 26r/min la aceeași turație a motorului principal.
Prin urmare, în procesul propriu-zis de preparare, este necesar să se facă o alegere adecvată între performanța materialului și randament, astfel încât să se obțină produsul cu randament mare și performanță relativ bună.
6. Efectul procesului de turnare prin injecție asupra proprietăților materialelor PA armate cu fibră de sticlă
În procesul de turnare prin injecție, cum ar fi temperatura matriței cilindrice, viteza șurubului, presiunea de injecție, presiunea de menținere, contrapresiunea, viteza de injecție și alți factori vor afecta performanța produselor de turnare.
Se constată că rezistența la tracțiune a materialului PA6 armat cu fibră de sticlă este direct proporțională cu temperatura orificiului de alimentare și invers proporțională cu viteza de injecție și viteza șurubului. Ruptura fibrei de sticlă va fi agravată odată cu creșterea vitezei de injectare. Dar, în general, schimbarea procesului de injecție nu are o influență mare asupra proprietăților mecanice ale pieselor de injecție PA6 armate cu fibră de sticlă.
