1. Influenza delle specifiche di riempimento in fibra di vetro sui tecnopolimeri PA6
Possiamo scoprire dall'applicazione e dall'esperimento che l'indice di contenuto è spesso uno dei maggiori fattori di influenza nei compositi rinforzati con fibre.
Con l'aumento del contenuto di fibre di vetro, il numero di fibre di vetro per unità di superficie del materiale aumenterà, il che significa che la matrice PA6 tra le fibre di vetro diventerà più sottile. Questo cambiamento determina la resilienza, la resistenza alla trazione, la resistenza alla flessione e altre proprietà meccaniche dei compositi PA6 rinforzati con fibra di vetro.
In termini di prestazioni all'impatto, l'aumento del contenuto di fibra di vetro aumenterà notevolmente la resistenza all'impatto con intaglio del PA6. Prendendo ad esempio il PA6 di riempimento in fibra di vetro lunga (LGF), quando il volume di riempimento aumenta al 35 percento, la resistenza all'urto con intaglio aumenterà dall'originale 24,8 J/m a 128,5 J/m.
Ma il contenuto di fibra di vetro non è più è migliore, il volume di riempimento della fibra di vetro corta (SGF) ha raggiunto il 42 percento e la resistenza all'urto del materiale ha raggiunto il massimo di 17,4 kJ/㎡, ma continuando ad aggiungere la resistenza all'impatto del divario mostrerà un tendenza al ribasso.
In termini di resistenza alla flessione, l'aumento della quantità di fibra di vetro farà sì che lo sforzo di flessione possa essere trasferito tra la fibra di vetro attraverso lo strato di resina; Allo stesso tempo, quando la fibra di vetro viene estratta dalla resina o rotta, assorbirà molta energia, migliorando così la resistenza alla flessione del materiale.
La teoria di cui sopra è verificata da esperimenti. I dati mostrano che quando l'LGF (fibra di vetro lunga) viene utilizzata per riempire fino al 35 percento, il modulo elastico alla flessione aumenta a 4,99GPa. Quando il contenuto di SGF (fibra di vetro corta) è del 42%, il modulo elastico alla flessione raggiunge 10410 MPa, che è circa 5 volte quello del PA6 puro.
2. Influenza della lunghezza di ritenzione della fibra di vetro sui compositi PA6
Anche la lunghezza della fibra di vetro ha un evidente effetto sulle proprietà meccaniche del materiale. Quando la lunghezza della fibra di vetro è inferiore alla lunghezza critica (la lunghezza della fibra che può far sì che il materiale abbia la resistenza alla trazione della fibra grezza), l'area di legame dell'interfaccia della fibra di vetro e della resina aumenta con l'aumento di la lunghezza della fibra di vetro. Quando il materiale composito si rompe, anche la resistenza della fibra di vetro estratta dalla resina è maggiore, così da migliorare la capacità di sopportare il carico di trazione.
Quando la lunghezza della fibra di vetro supera il limite critico, la fibra di vetro più lunga può assorbire più energia d'urto sotto il carico d'urto. Inoltre, l'estremità della fibra di vetro è il punto di inizio della crescita delle crepe e il numero dell'estremità della fibra di vetro con una lunghezza maggiore è relativamente inferiore e la resistenza all'urto può essere notevolmente migliorata.
I risultati sperimentali mostrano che la resistenza alla trazione del materiale aumenta da 154,8 MPa a 164,4 MPa quando il contenuto di fibra di vetro viene mantenuto al 40% e la lunghezza della fibra di vetro aumenta da 4 mm a 13 mm. La resistenza alla flessione e la resistenza all'urto con intaglio sono state migliorate rispettivamente del 24% e del 28%.
Inoltre, la ricerca mostra che quando la lunghezza originale della fibra di vetro è inferiore a 7 mm, le prestazioni del materiale aumentano in modo più evidente. Rispetto alla fibra di vetro corta, il materiale PA rinforzato con fibra di vetro lunga ha una migliore resistenza alla deformazione e può mantenere meglio le proprietà meccaniche in condizioni di temperatura e umidità elevate.
3. L'influenza dei tipi di fibra di vetro sui compositi PA6
Il tipo e la forza della fibra di vetro avranno una differenza nella forza complessiva del materiale. Allo stato attuale, i principali tipi di fibra di vetro non hanno fibra di vetro alcalina, fibra di vetro ad alta resistenza fibra di vetro resistente agli alcali e così via.
Tra questi, la fibra di vetro con una maggiore resistenza del monofilamento ha una maggiore capacità portante e i risultati sperimentali mostrano che il PA6 rinforzato con fibra di vetro ad alta resistenza ha proprietà meccaniche migliori rispetto al normale PA6 rinforzato con fibra non alcalina.
Si può vedere che la selezione di fibra di vetro con elevata resistenza, lunghezza elevata e quantità di riempimento adeguata può effettivamente aiutare il materiale a migliorare la tenacità, la resistenza all'urto e altre proprietà meccaniche.
4. Influenza del processo di aggiunta della fibra di vetro sui compositi PA6
Nel processo di granulazione modificata a doppia vite, è stata studiata l'influenza della posizione di alimentazione sulle proprietà del materiale nella miscela di fibra di vetro e resina. Si è scoperto che se la fibra di vetro fosse stata aggiunta prima, la fibra sarebbe stata facilmente distrutta e la lunghezza della fibra di vetro residua sarebbe stata minore. Se aggiunta tardivamente, la fibra di vetro è difficile da fondere uniformemente con la resina e la combinazione è debole. Entrambe queste condizioni renderanno le prestazioni complessive del materiale inferiori ai buoni risultati.
L'uso dell'alimentazione laterale per aggiungere fibra di vetro è più conveniente per controllare il contenuto di fibra di vetro e può ridurre la rottura della fibra. Allo stesso tempo, nel processo di granulazione per estrusione, l'aumento della temperatura di estrusione e la riduzione della pressione di estrusione possono migliorare in una certa misura la lunghezza del GF.
5. Influenza del processo di estrusione della granulazione modificata su materiale PA rinforzato con fibra di vetro
I risultati sperimentali mostrano che la bassa temperatura di estrusione non favorisce l'infiltrazione del rivestimento della fibra di vetro e l'alta temperatura ridurrà le prestazioni del materiale stesso. Pertanto, quando la quantità di fibra di vetro è maggiore, è meglio aumentare la temperatura di estrusione per ottenere risultati migliori.
Quando il meccanismo di estrusione a doppia vite viene utilizzato per preparare particelle rinforzate con fibra di vetro, il modulo di trazione, la resistenza alla trazione, la resistenza alla flessione, il modulo di flessione e altri indicatori del materiale vengono gradualmente aumentati con l'aumento della velocità dell'host da 70 giri/min a 300 giri /min. Quando la velocità dell'host viene aumentata a 450 giri/min, le proprietà del materiale cambiano poco o diminuiscono leggermente.
Inoltre la velocità di avanzamento influirà sul tempo di permanenza del materiale nella vite. Il modulo di trazione, la resistenza alla trazione, il modulo di flessione, la resistenza alla flessione e persino la resistenza all'urto dei compositi diminuiscono gradualmente con l'aumento della velocità di avanzamento da 8 giri/min a 26 giri/min alla stessa velocità del motore principale.
Pertanto, nel processo di preparazione vero e proprio, è necessario operare una scelta appropriata tra le prestazioni del materiale e la resa, in modo da ottenere il prodotto con una resa elevata e prestazioni relativamente buone.
6. Effetto del processo di stampaggio ad iniezione sulle proprietà dei materiali PA rinforzati con fibra di vetro
Nel processo di stampaggio a iniezione, come la temperatura dello stampo del cilindro, la velocità della vite, la pressione di iniezione, la pressione di tenuta, la contropressione, la velocità di iniezione e altri fattori influiranno sulle prestazioni dei prodotti di stampaggio.
Si è riscontrato che la resistenza alla trazione del materiale PA6 rinforzato con fibra di vetro è direttamente proporzionale alla temperatura della porta di alimentazione e inversamente proporzionale alla velocità di iniezione e alla velocità della vite. La frattura della fibra di vetro si aggraverà con l'aumento della velocità di iniezione. Ma in generale, il cambiamento del processo di iniezione non ha una grande influenza sulle proprietà meccaniche delle parti di iniezione PA6 rinforzate con fibra di vetro.
