1. Επίδραση των προδιαγραφών πλήρωσης ινών γυαλιού στα πλαστικά μηχανικής PA6
Μπορούμε να διαπιστώσουμε από την εφαρμογή και το πείραμα ότι ο δείκτης περιεχομένου είναι συχνά ένας από τους μεγαλύτερους παράγοντες που επηρεάζουν τα σύνθετα υλικά ενισχυμένα με ίνες.
Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε ίνες γυαλιού, ο αριθμός των ινών γυαλιού ανά μονάδα επιφάνειας του υλικού θα αυξηθεί, πράγμα που σημαίνει ότι η μήτρα PA6 μεταξύ των ινών γυαλιού θα γίνει πιο λεπτή. Αυτή η αλλαγή καθορίζει την αντοχή σε κρούση, την αντοχή σε εφελκυσμό, την αντοχή σε κάμψη και άλλες μηχανικές ιδιότητες των σύνθετων υλικών PA6 ενισχυμένων με ίνες γυαλιού.
Όσον αφορά την απόδοση κρούσης, η αύξηση της περιεκτικότητας σε ίνες γυαλιού θα αυξήσει σημαντικά την αντοχή σε οδοντωτή κρούση του PA6. Λαμβάνοντας για παράδειγμα το γέμισμα PA6 από μακριές ίνες γυαλιού (LGF), όταν ο όγκος πλήρωσης αυξάνεται στο 35 τοις εκατό, η αντοχή σε οδοντωτή κρούση θα αυξηθεί από τα αρχικά 24,8 J/m σε 128,5 J/m.
Αλλά η περιεκτικότητα σε ίνες γυαλιού δεν είναι περισσότερο, είναι καλύτερο, ο όγκος πλήρωσης κοντών ινών γυαλιού (SGF) έφτασε το 42 τοις εκατό και η αντοχή σε κρούση του υλικού έφτασε στο υψηλότερο 17,4 kJ/㎡, αλλά η συνέχιση της προσθήκης θα επιτρέψει στην αντοχή πρόσκρουσης στο διάκενο πτωτική τάση.
Όσον αφορά την αντοχή σε κάμψη, η αύξηση της ποσότητας ινών γυαλιού θα κάνει την τάση κάμψης να μπορεί να μεταφερθεί μεταξύ της ίνας γυαλιού μέσω του στρώματος ρητίνης. Ταυτόχρονα, όταν η ίνα γυαλιού τραβηχτεί έξω από τη ρητίνη ή σπάσει, θα απορροφήσει πολλή ενέργεια, βελτιώνοντας έτσι την αντοχή κάμψης του υλικού.
Η παραπάνω θεωρία επαληθεύεται με πειράματα. Τα δεδομένα δείχνουν ότι όταν το LGF (μακριά ίνα γυαλιού) χρησιμοποιείται για να γεμίσει έως και 35 τοις εκατό, το μέτρο ελαστικότητας κάμψης αυξάνεται στα 4,99 GPa. Όταν η περιεκτικότητα σε SGF (κοντές ίνες γυαλιού) είναι 42 τοις εκατό, το μέτρο ελαστικότητας κάμψης φτάνει τα 10410 MPa, που είναι περίπου 5 φορές περισσότερο από αυτό του καθαρού PA6.
2. Επίδραση του μήκους συγκράτησης ινών γυαλιού στα σύνθετα υλικά PA6
Το μήκος της ίνας της ίνας γυαλιού έχει επίσης προφανή επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες του υλικού. Όταν το μήκος της ίνας γυαλιού είναι μικρότερο από το κρίσιμο μήκος (το μήκος της ίνας που μπορεί να κάνει το υλικό να έχει την αντοχή εφελκυσμού της ακατέργαστης ίνας), η περιοχή σύνδεσης της ίνας γυαλιού και της ρητίνης αυξάνεται με την αύξηση του το μήκος της ίνας γυαλιού. Όταν το σύνθετο υλικό σπάσει, η αντίσταση της ίνας γυαλιού που τραβιέται έξω από τη ρητίνη είναι επίσης μεγαλύτερη, έτσι ώστε να βελτιωθεί η ικανότητα να αντέχει το φορτίο εφελκυσμού.
Όταν το μήκος της ίνας γυαλιού υπερβαίνει το κρίσιμο, η μεγαλύτερη ίνα γυαλιού μπορεί να απορροφήσει περισσότερη ενέργεια κρούσης κάτω από το φορτίο κρούσης. Επιπλέον, το άκρο της ίνας γυαλιού είναι το σημείο έναρξης της ανάπτυξης ρωγμών και ο αριθμός του άκρου της ίνας γυαλιού με μεγαλύτερο μήκος είναι σχετικά μικρότερος και η αντοχή κρούσης μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά.
Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η αντοχή εφελκυσμού του υλικού αυξάνεται από 154,8 MPa σε 164,4 MPa όταν η περιεκτικότητα σε ίνες γυαλιού διατηρείται στο 40 τοις εκατό και το μήκος της ίνας γυαλιού αυξάνεται από 4 mm σε 13 mm. Η αντοχή σε κάμψη και η αντοχή σε οδοντωτή κρούση βελτιώθηκαν κατά 24 τοις εκατό και 28 τοις εκατό, αντίστοιχα.
Επιπλέον, η έρευνα δείχνει ότι όταν το αρχικό μήκος της ίνας γυαλιού είναι μικρότερο από 7 mm, η απόδοση του υλικού αυξάνεται πιο εμφανώς. Σε σύγκριση με τις κοντές ίνες γυαλιού, το υλικό PA ενισχυμένο με μακριές ίνες γυαλιού έχει καλύτερη αντίσταση στη στρέβλωση και μπορεί να διατηρήσει καλύτερα τις μηχανικές ιδιότητες υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και υγρασίας.
3. Η επίδραση των τύπων ινών υάλου στα σύνθετα υλικά PA6
Ο τύπος και η αντοχή των ινών γυαλιού θα έχουν διαφορά στη συνολική αντοχή του υλικού. Επί του παρόντος, οι κύριοι τύποι ινών γυαλιού δεν έχουν αλκαλικές ίνες γυαλιού, ίνες γυαλιού υψηλής αντοχής ανθεκτικές στα αλκάλια ίνες γυαλιού και ούτω καθεξής.
Μεταξύ αυτών, η ίνα γυαλιού με υψηλότερη αντοχή μονόινα έχει ισχυρότερη φέρουσα ικανότητα και τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι το υψηλής αντοχής ενισχυμένο με ίνες γυαλιού PA6 έχει καλύτερες μηχανικές ιδιότητες από το συνηθισμένο PA6 ενισχυμένο με μη αλκαλικές ίνες.
Μπορεί να φανεί ότι η επιλογή ινών γυαλιού με υψηλή αντοχή, μεγάλο μήκος και κατάλληλη ποσότητα πλήρωσης μπορεί να βοηθήσει αποτελεσματικά το υλικό να βελτιώσει την σκληρότητα, την αντοχή στην κρούση και άλλες μηχανικές ιδιότητες.
4. Επίδραση της διαδικασίας προσθήκης ινών γυαλιού στα σύνθετα υλικά PA6
Στη διαδικασία της κοκκοποίησης τροποποιημένης με δύο βίδες, μελετήθηκε η επίδραση της θέσης τροφοδοσίας στις ιδιότητες του υλικού στο μείγμα ινών γυαλιού και ρητίνης. Διαπιστώθηκε ότι εάν η ίνα γυαλιού προστέθηκε νωρίτερα, η ίνα θα καταστρεφόταν εύκολα και το μήκος της υπολειπόμενης ίνας γυαλιού θα ήταν μικρότερο. Όταν προστίθεται αργά, οι ίνες γυαλιού είναι δύσκολο να αναμειχθούν ομοιόμορφα με τη ρητίνη και ο συνδυασμός είναι αδύναμος. Και οι δύο αυτές συνθήκες θα κάνουν τη συνολική απόδοση του υλικού λιγότερο από καλά αποτελέσματα.
Η χρήση πλευρικής τροφοδοσίας για την προσθήκη ινών γυαλιού είναι πιο βολική για τον έλεγχο της περιεκτικότητας σε ίνες γυαλιού και μπορεί να μειώσει το σπάσιμο της ίνας. Ταυτόχρονα, στη διαδικασία της κοκκοποίησης εξώθησης, η αύξηση της θερμοκρασίας εξώθησης και η μείωση της πίεσης εξώθησης μπορεί να βελτιώσει το μήκος του GF σε κάποιο βαθμό.
5. Επίδραση της διαδικασίας εξώθησης τροποποιημένης κοκκοποίησης σε υλικό PA ενισχυμένο με ίνες γυαλιού
Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η χαμηλή θερμοκρασία εξώθησης δεν ευνοεί τη διείσδυση επίστρωσης της ίνας γυαλιού και η υψηλή θερμοκρασία θα μειώσει την απόδοση του ίδιου του υλικού. Επομένως, όταν η ποσότητα των ινών γυαλιού είναι μεγαλύτερη, είναι καλύτερο να αυξηθεί η θερμοκρασία εξώθησης για να επιτευχθούν καλύτερα αποτελέσματα.
Όταν ο μηχανισμός εξώθησης διπλού κοχλία χρησιμοποιείται για την προετοιμασία σωματιδίων ενισχυμένων με ίνες γυαλιού, ο συντελεστής εφελκυσμού, η αντοχή εφελκυσμού, η αντοχή κάμψης, ο συντελεστής κάμψης και άλλοι δείκτες του υλικού αυξάνονται σταδιακά με την αύξηση της ταχύτητας υποδοχής από 70r/min σε 300r /min. Όταν η ταχύτητα του ξενιστή αυξάνεται στα 450 r/min, οι ιδιότητες του υλικού έχουν μικρή αλλαγή ή ελαφρώς μειωμένη.
Επιπλέον, η ταχύτητα τροφοδοσίας θα επηρεάσει τον χρόνο παραμονής του υλικού στη βίδα. Ο συντελεστής εφελκυσμού, η αντοχή σε εφελκυσμό, ο συντελεστής κάμψης, η αντοχή σε κάμψη και ακόμη και η αντοχή κρούσης των σύνθετων υλικών μειώνονται σταδιακά με την ταχύτητα τροφοδοσίας να αυξάνεται από 8r/min σε 26r/min στην ίδια ταχύτητα του κύριου κινητήρα.
Ως εκ τούτου, στην πραγματική διαδικασία προετοιμασίας, είναι απαραίτητο να γίνει η κατάλληλη επιλογή μεταξύ της απόδοσης του υλικού και της απόδοσης, έτσι ώστε να ληφθεί το προϊόν με μεγάλη απόδοση και σχετικά καλή απόδοση.
6. Επίδραση της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση στις ιδιότητες των υλικών PA ενισχυμένων με ίνες γυαλιού
Στη διαδικασία χύτευσης με έγχυση, όπως η θερμοκρασία καλουπιού κυλίνδρου, η ταχύτητα βίδας, η πίεση έγχυσης, η πίεση συγκράτησης, η αντίθλιψη, η ταχύτητα έγχυσης και άλλοι παράγοντες θα επηρεάσουν την απόδοση των προϊόντων χύτευσης.
Βρέθηκε ότι η αντοχή σε εφελκυσμό του υλικού PA6 που είναι ενισχυμένο με ίνες γυαλιού είναι ευθέως ανάλογη με τη θερμοκρασία της θυρίδας τροφοδοσίας και αντιστρόφως ανάλογη με την ταχύτητα έγχυσης και την ταχύτητα του κοχλία. Το κάταγμα των ινών γυαλιού θα επιδεινωθεί με την αύξηση της ταχύτητας έγχυσης. Αλλά σε γενικές γραμμές, η αλλαγή της διαδικασίας έγχυσης δεν έχει μεγάλη επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες των εξαρτημάτων έγχυσης PA6 ενισχυμένων με ίνες γυαλιού.
