1. Influencia de la especificación de relleno de fibra de vidrio en los plásticos de ingeniería PA6
Podemos encontrar a partir de la aplicación y el experimento que el índice de contenido es a menudo uno de los factores de mayor influencia en los compuestos reforzados con fibra.
Con el aumento del contenido de fibra de vidrio, aumentará el número de fibras de vidrio por unidad de área del material, lo que significa que la matriz de PA6 entre las fibras de vidrio se volverá más delgada. Este cambio determina la resistencia al impacto, la resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión y otras propiedades mecánicas de los compuestos PA6 reforzados con fibra de vidrio.
En términos de rendimiento de impacto, el aumento del contenido de fibra de vidrio aumentará en gran medida la resistencia al impacto con muescas de PA6. Tomando como ejemplo el relleno de fibra de vidrio larga (LGF) PA6, cuando el volumen de relleno aumenta al 35 por ciento, la resistencia al impacto con muescas aumentará de los 24,8 J/m originales a 128,5 J/m.
Pero el contenido de fibra de vidrio no es más, es mejor, el volumen de llenado de fibra de vidrio corta (SGF) alcanzó el 42 por ciento, y la resistencia al impacto del material alcanzó el máximo de 17,4 kJ/㎡, pero continuar agregando permitirá que la resistencia al impacto de la brecha muestre una tendencia a la baja.
En términos de resistencia a la flexión, el aumento en la cantidad de fibra de vidrio hará que la tensión de flexión se pueda transferir entre la fibra de vidrio a través de la capa de resina; Al mismo tiempo, cuando la fibra de vidrio se extrae de la resina o se rompe, absorberá mucha energía, mejorando así la resistencia a la flexión del material.
La teoría anterior se verifica mediante experimentos. Los datos muestran que cuando se utiliza LGF (fibra de vidrio larga) para llenar hasta un 35 por ciento, el módulo elástico de flexión aumenta a 4,99 GPa. Cuando el contenido de SGF (fibra de vidrio corta) es del 42 por ciento, el módulo elástico de flexión alcanza los 10410 MPa, que es aproximadamente 5 veces mayor que el PA6 puro.
2. Influencia de la longitud de retención de la fibra de vidrio en los compuestos PA6
La longitud de fibra de la fibra de vidrio también tiene un efecto evidente en las propiedades mecánicas del material. Cuando la longitud de la fibra de vidrio es menor que la longitud crítica (la longitud de la fibra que puede hacer que el material tenga la resistencia a la tracción de la fibra cruda), el área de unión de la interfaz de la fibra de vidrio y la resina aumenta con el aumento de la longitud de la fibra de vidrio. Cuando se rompe el material compuesto, la resistencia de la fibra de vidrio extraída de la resina también es mayor, para mejorar la capacidad de soportar la carga de tracción.
Cuando la longitud de la fibra de vidrio excede el valor crítico, la fibra de vidrio más larga puede absorber más energía de impacto bajo la carga de impacto. Además, el extremo de la fibra de vidrio es el punto de inicio del crecimiento de grietas, y el número de extremos de fibra de vidrio con una longitud más larga es relativamente menor, y la resistencia al impacto se puede mejorar significativamente.
Los resultados experimentales muestran que la resistencia a la tracción del material aumenta de 154,8 MPa a 164,4 MPa cuando el contenido de fibra de vidrio se mantiene en un 40 % y la longitud de la fibra de vidrio aumenta de 4 mm a 13 mm. La resistencia a la flexión y la resistencia al impacto con muescas mejoraron en un 24 por ciento y un 28 por ciento, respectivamente.
Además, la investigación muestra que cuando la longitud original de la fibra de vidrio es inferior a 7 mm, el rendimiento del material aumenta de manera más evidente. En comparación con la fibra de vidrio corta, el material PA reforzado con fibra de vidrio larga tiene una mejor resistencia a la deformación y puede mantener mejor las propiedades mecánicas en condiciones de alta temperatura y humedad.
3. La influencia de los tipos de fibra de vidrio en los compuestos PA6
El tipo y la resistencia de la fibra de vidrio tendrán una diferencia en la resistencia general del material. En la actualidad, los principales tipos de fibra de vidrio no tienen fibra de vidrio alcalina, fibra de vidrio de alta resistencia, fibra de vidrio resistente a los álcalis, etc.
Entre ellos, la fibra de vidrio con mayor resistencia del monofilamento tiene una mayor capacidad de carga, y los resultados experimentales muestran que el PA6 reforzado con fibra de vidrio de alta resistencia tiene mejores propiedades mecánicas que el PA6 ordinario reforzado con fibra no alcalina.
Se puede ver que la selección de fibra de vidrio con alta resistencia, alta longitud y cantidad de relleno adecuada puede ayudar de manera efectiva al material a mejorar la tenacidad, la resistencia al impacto y otras propiedades mecánicas.
4. Influencia del proceso de adición de fibra de vidrio en compuestos PA6
En el proceso de granulación modificada de doble tornillo, se estudió la influencia de la posición de alimentación sobre las propiedades del material en la mezcla de fibra de vidrio y resina. Se encontró que si la fibra de vidrio se añadía antes, la fibra se destruiría fácilmente y la longitud de la fibra de vidrio residual sería menor. Cuando se agrega tarde, la fibra de vidrio es difícil de mezclar uniformemente con la resina y la combinación es débil. Ambas condiciones harán que el rendimiento general del material sea inferior a los buenos resultados.
El uso de alimentación lateral para agregar fibra de vidrio es más conveniente para controlar el contenido de fibra de vidrio y puede reducir la rotura de la fibra. Al mismo tiempo, en el proceso de granulación por extrusión, aumentar la temperatura de extrusión y reducir la presión de extrusión puede mejorar la longitud de GF hasta cierto punto.
5. Influencia del proceso de extrusión de granulación modificada sobre material PA reforzado con fibra de vidrio
Los resultados experimentales muestran que la baja temperatura de extrusión no favorece la infiltración del revestimiento de la fibra de vidrio, y la alta temperatura reducirá el rendimiento del material en sí. Por lo tanto, cuando la cantidad de fibra de vidrio es mayor, es mejor aumentar la temperatura de extrusión para lograr mejores resultados.
Cuando se utiliza el mecanismo de extrusión de doble tornillo para preparar partículas reforzadas con fibra de vidrio, el módulo de tracción, la resistencia a la tracción, la resistencia a la flexión, el módulo de flexión y otros indicadores del material aumentan gradualmente con el aumento de la velocidad del host de 70r/min a 300r /min. Cuando la velocidad del host aumenta a 450r/min, las propiedades del material tienen pocos cambios o se reducen ligeramente.
Además, la velocidad de alimentación afectará el tiempo de residencia del material en el tornillo. El módulo de tracción, la resistencia a la tracción, el módulo de flexión, la resistencia a la flexión e incluso la resistencia al impacto de los compuestos disminuyen gradualmente con el aumento de la velocidad de alimentación de 8r/min a 26r/min a la misma velocidad del motor principal.
Por lo tanto, en el proceso de preparación real, es necesario hacer una elección adecuada entre el rendimiento del material y el rendimiento, a fin de obtener el producto con un rendimiento elevado y un rendimiento relativamente bueno.
6. Efecto del proceso de moldeo por inyección en las propiedades de los materiales PA reforzados con fibra de vidrio
En el proceso de moldeo por inyección, como la temperatura del molde del cilindro, la velocidad del tornillo, la presión de inyección, la presión de retención, la contrapresión, la velocidad de inyección y otros factores afectarán el rendimiento de los productos de moldeo.
Se encuentra que la resistencia a la tracción del material PA6 reforzado con fibra de vidrio es directamente proporcional a la temperatura del puerto de alimentación e inversamente proporcional a la velocidad de inyección y la velocidad del tornillo. La fractura de la fibra de vidrio se verá agravada con el aumento de la velocidad de inyección. Pero, en general, el cambio de proceso de inyección no tiene una gran influencia en las propiedades mecánicas de las piezas de inyección de PA6 reforzadas con fibra de vidrio.
