尼龙加玻纤表面出现浮纤原因与解决方案

本文来自《工程塑料应用》期刊

在尼龙中添加玻璃纤维、增韧剂等填料可显著增加材料的力学性能。但在玻纤增强尼龙注射成型过程中，“浮纤”现象经常出现。浮纤也叫露纤，即玻璃纤维露在产品表面，比较粗糙。由于玻纤外露，使得此类产品的应用受到了限制。下面将分析出现“浮纤”现象的原因及解决方案。

出现“浮纤”现象的原因

01玻璃纤维与基料的密度差异

在塑料熔体流动过程中，由于玻纤与树脂的流动性有差异，而且密度也不同，使两者具有分离的趋势，玻纤浮向表面，树脂沉向内里，于是形成了玻纤外露的现象。

02玻璃纤维与尼龙的相容性差

由于塑料熔体在流动过程中受到螺杆、喷嘴、流道及浇口的摩擦剪切力作用，会造成局部粘度的差异，同时又会破坏玻纤表面的界面层，熔体粘度愈小，界面层受损愈严重，玻纤与树脂之间的粘结力也愈小，当粘结力小到一定程度时，玻纤便会摆脱树脂基体的束缚，逐渐向表面积累而外露。

03喷泉效应

尼龙熔体注入型模时，会形成“喷泉”效应，即玻纤会由内部向外表流动，与型腔表面接触，由于模具型面温度较低，质量轻、冷凝快的玻纤被瞬间冻结，若不能及时被熔体充分包围，就会外露而形成“浮纤”。

因此，“浮纤”现象的形成，不仅与塑料材料组成和特性有关，而且与成型加工过程有关，有着较大的复杂性和不确定性。

出现“浮纤”的解决方案

01模具方面

将产品外观面刻意做成亚光面或蚀纹面，减少玻纤外露的视觉反应。

02改善玻纤与尼龙的相容性

在成型材料中加入相容剂、分散剂和润滑剂等添加剂，包括硅烷偶联剂、马来酸酐接枝相容剂、脂肪酸类润滑剂及一些国产或进口的防玻纤外露剂等，通过这些添加剂来改进玻纤与树脂间的相容性，提高分散的均匀性，增加界面粘结强度，减少玻纤与树脂的分离，从而改善玻纤外露现象。研究表明，在基体中添加相容剂，改性后玻纤在基体中相容性较未添加材料明显提高。

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03改善成型工艺条件

① 增加充填速度

在增加速度之后，玻纤和塑料虽然存在流速不同，但相对于高速射胶而言，这个相对速度差的比例就小了。

② 升高模具温度

这个作用是最大的，增高模具温度，就是为了减少玻纤和模具接触阻力，让玻纤和塑料的速度差尽量变小。并且让塑料流动时的中间熔融层尽量厚，让两边的表皮层尽量薄，这样就好像光滑的河岸无法留住树枝一样的道理。RHCM高速高温成型技术就是利用这个原理来做到外观无浮纤的。

③ 降低螺杆计量段的温度，减少溶胶量

这是让塑料和玻纤分离的可能性尽量降低，一般来讲对于浮纤影响最小，在实际操作中效果不大。但是，这个可以很好地解决烧焦。这是因为增加玻纤后，很容易堵住排气通道，所以在最后很难排气，并且玻纤在高压高氧气体环境中是很容易燃烧的。