1. Influência da especificação de enchimento de fibra de vidro em plásticos de engenharia PA6
Podemos descobrir a partir da aplicação e experimento que o índice de conteúdo é frequentemente um dos maiores fatores de influência em compósitos reforçados com fibras.
Com o aumento do teor de fibra de vidro, o número de fibras de vidro por unidade de área do material aumentará, o que significa que a matriz de PA6 entre as fibras de vidro ficará mais fina. Essa mudança determina a tenacidade ao impacto, a resistência à tração, a resistência à flexão e outras propriedades mecânicas dos compósitos PA6 reforçados com fibra de vidro.
Em termos de desempenho de impacto, o aumento do teor de fibra de vidro aumentará muito a resistência ao impacto com entalhe do PA6. Tomando como exemplo o enchimento de fibra de vidro longa (LGF) PA6, quando o volume de enchimento aumenta para 35 por cento, a resistência ao impacto entalhado aumentará dos 24,8 J/m originais para 128,5 J/m.
Mas o conteúdo de fibra de vidro não é maior, é melhor, o volume de enchimento de fibra de vidro curta (SGF) atingiu 42% e a resistência ao impacto do material atingiu o máximo de 17,4kJ/㎡, mas continuar a adicionar permitirá que a resistência ao impacto da lacuna mostre um tendência descendente.
Em termos de resistência à flexão, o aumento da quantidade de fibra de vidro fará com que a tensão de flexão possa ser transferida entre a fibra de vidro através da camada de resina; Ao mesmo tempo, quando a fibra de vidro é arrancada da resina ou quebrada, ela absorve muita energia, melhorando assim a resistência à flexão do material.
A teoria acima é verificada por experimentos. Os dados mostram que quando o LGF (fibra de vidro longa) é usado para preencher até 35 por cento, o módulo de elasticidade de flexão aumenta para 4,99GPa. Quando o conteúdo de SGF (fibra de vidro curta) é de 42 por cento, o módulo elástico de flexão atinge 10410MPa, que é cerca de 5 vezes maior que o do PA6 puro.
2. Influência do comprimento de retenção da fibra de vidro em compósitos PA6
O comprimento da fibra de vidro também tem um efeito óbvio nas propriedades mecânicas do material. Quando o comprimento da fibra de vidro é menor que o comprimento crítico (o comprimento da fibra que pode fazer com que o material tenha a resistência à tração da fibra bruta), a área de ligação da interface da fibra de vidro e a resina aumenta com o aumento de comprimento da fibra de vidro. Quando o material compósito é quebrado, a resistência da fibra de vidro puxada para fora da resina também é maior, de modo a melhorar a capacidade de suportar a carga de tração.
Quando o comprimento da fibra de vidro excede o crítico, a fibra de vidro mais longa pode absorver mais energia de impacto sob a carga de impacto. Além disso, a extremidade da fibra de vidro é o ponto inicial do crescimento da trinca, e o número da extremidade da fibra de vidro com comprimento maior é relativamente menor, e a resistência ao impacto pode ser significativamente melhorada.
Os resultados experimentais mostram que a resistência à tração do material aumenta de 154,8 MPa para 164,4 MPa quando o teor de fibra de vidro é mantido em 40% e o comprimento da fibra de vidro aumenta de 4 mm para 13 mm. A resistência à flexão e resistência ao impacto com entalhe foram melhoradas em 24 por cento e 28 por cento, respectivamente.
Além disso, a pesquisa mostra que quando o comprimento original da fibra de vidro é inferior a 7 mm, o desempenho do material aumenta mais obviamente. Comparado com a fibra de vidro curta, o material PA reforçado com fibra de vidro longa tem melhor resistência à deformação e pode manter melhor as propriedades mecânicas sob condições de alta temperatura e umidade.
3. A influência dos tipos de fibra de vidro nos compósitos PA6
O tipo e a resistência da fibra de vidro terão uma diferença na resistência geral do material. Atualmente, os principais tipos de fibra de vidro não possuem fibra de vidro alcalina, fibra de vidro de alta resistência, fibra de vidro resistente a álcalis e assim por diante.
Entre eles, a fibra de vidro com maior resistência do monofilamento tem uma capacidade de carga mais forte, e os resultados experimentais mostram que o PA6 reforçado com fibra de vidro de alta resistência tem melhores propriedades mecânicas do que o PA6 reforçado com fibra não alcalina comum.
Pode-se ver que a seleção de fibra de vidro com alta resistência, alto comprimento e quantidade de enchimento apropriada pode efetivamente ajudar o material a melhorar a tenacidade, resistência ao impacto e outras propriedades mecânicas.
4. Influência do processo de adição de fibra de vidro em compósitos PA6
No processo de granulação dupla rosca modificada, foi estudada a influência da posição de alimentação nas propriedades do material na mistura de fibra de vidro e resina. Verificou-se que se a fibra de vidro fosse adicionada antes, a fibra seria facilmente destruída e o comprimento da fibra de vidro residual seria menor. Quando adicionada tardiamente, a fibra de vidro é difícil de misturar uniformemente com a resina e a combinação é fraca. Ambas as condições farão com que o desempenho geral do material seja inferior a bons resultados.
Usar a alimentação lateral para adicionar fibra de vidro é mais conveniente para controlar o conteúdo da fibra de vidro e pode reduzir a quebra da fibra. Ao mesmo tempo, no processo de granulação por extrusão, aumentar a temperatura de extrusão e reduzir a pressão de extrusão pode melhorar o comprimento do GF até certo ponto.
5. Influência do processo de extrusão de granulação modificada em material PA reforçado com fibra de vidro
Os resultados experimentais mostram que a baixa temperatura de extrusão não é propícia à infiltração do revestimento da fibra de vidro, e a alta temperatura reduzirá o desempenho do próprio material. Portanto, quando a quantidade de fibra de vidro é maior, é melhor aumentar a temperatura de extrusão para obter melhores resultados.
Quando o mecanismo de extrusão de parafuso duplo é usado para preparar partículas reforçadas com fibra de vidro, o módulo de tração, resistência à tração, resistência à flexão, módulo de flexão e outros indicadores do material são aumentados gradualmente com o aumento da velocidade do host de 70r/min para 300r /min. Quando a velocidade do hospedeiro é aumentada para 450 r/min, as propriedades do material sofrem poucas alterações ou diminuem ligeiramente.
Além disso, a velocidade de alimentação afetará o tempo de residência do material na rosca. O módulo de tração, a resistência à tração, o módulo de flexão, a resistência à flexão e até a resistência ao impacto dos compósitos diminuem gradualmente com o aumento da velocidade de alimentação de 8r/min para 26r/min na mesma velocidade do motor principal.
Portanto, no próprio processo de preparação, é necessário fazer uma escolha adequada entre o desempenho do material e o rendimento, de modo a obter o produto com grande rendimento e desempenho relativamente bom.
6. Efeito do processo de moldagem por injeção nas propriedades de materiais PA reforçados com fibra de vidro
No processo de moldagem por injeção, como temperatura do molde do cilindro, velocidade do parafuso, pressão de injeção, pressão de retenção, contrapressão, velocidade de injeção e outros fatores afetarão o desempenho dos produtos de moldagem.
Verificou-se que a resistência à tração do material PA6 reforçado com fibra de vidro é diretamente proporcional à temperatura da porta de alimentação e inversamente proporcional à velocidade de injeção e à velocidade do parafuso. A fratura da fibra de vidro será agravada com o aumento da velocidade de injeção. Mas, de um modo geral, a mudança do processo de injeção não tem grande influência nas propriedades mecânicas das peças de injeção PA6 reforçadas com fibra de vidro.
