1. Vliv specifikace výplně ze skelných vláken na technické plasty PA6
Z aplikace a experimentu můžeme zjistit, že obsahový index je často jedním z největších ovlivňujících faktorů u kompozitů vyztužených vlákny.
S nárůstem obsahu skleněných vláken se bude zvyšovat počet skleněných vláken na jednotku plochy materiálu, což znamená, že matrice PA6 mezi skleněnými vlákny se ztenčí. Tato změna určuje rázovou houževnatost, pevnost v tahu, pevnost v ohybu a další mechanické vlastnosti kompozitů PA6 vyztužených skelnými vlákny.
Pokud jde o rázovou výkonnost, zvýšení obsahu skleněných vláken výrazně zvýší vrubovou rázovou houževnatost PA6. Vezmeme-li jako příklad výplň PA6 z dlouhých skleněných vláken (LGF), když objem výplně vzroste na 35 procent, vrubová rázová houževnatost se zvýší z původních 24,8 J/m na 128,5 J/m.
Ale obsah skleněných vláken není více, je lepší, objem náplně krátkých skleněných vláken (SGF) dosáhl 42 procent a rázová houževnatost materiálu dosáhla nejvyšší 17,4 kJ/㎡, ale pokračující přidávání umožní, aby rázová houževnatost mezery ukázala klesající trend.
Pokud jde o pevnost v ohybu, zvýšení množství skelného vlákna způsobí, že se ohybové napětí může přenášet mezi skleněným vláknem přes vrstvu pryskyřice; Současně, když je skleněné vlákno vytaženo z pryskyřice nebo zlomeno, absorbuje mnoho energie, čímž se zlepší pevnost materiálu v ohybu.
Výše uvedená teorie je ověřena experimenty. Data ukazují, že když se LGF (dlouhé skleněné vlákno) použije k vyplnění až 35 procent, modul pružnosti v ohybu se zvýší na 4,99 GPa. Když je obsah SGF (krátké skleněné vlákno) 42 procent, modul pružnosti v ohybu dosahuje 10410 MPa, což je asi 5krát více než u čistého PA6.
2. Vliv retenční délky skleněného vlákna na kompozity PA6
Délka vlákna skleněného vlákna má také zřejmý vliv na mechanické vlastnosti materiálu. Když je délka skleněného vlákna menší než kritická délka (délka vlákna, která může způsobit, že materiál má pevnost v tahu surového vlákna), styčná plocha skleněného vlákna a pryskyřice se zvětšuje s nárůstem délka skleněného vlákna. Když se kompozitní materiál rozbije, odolnost skleněného vlákna vytaženého z pryskyřice je také větší, aby se zlepšila schopnost nést tahové zatížení.
Když délka skleněného vlákna překročí kritickou hodnotu, delší skleněné vlákno může absorbovat více energie nárazu při nárazovém zatížení. Kromě toho je konec skleněného vlákna iniciačním bodem růstu trhliny a počet konců skleněného vlákna s delší délkou je relativně menší a rázová houževnatost se může výrazně zlepšit.
Experimentální výsledky ukazují, že pevnost v tahu materiálu se zvyšuje z 154,8 MPa na 164,4 MPa, když je obsah skleněných vláken udržován na 40 procentech a délka skleněného vlákna se zvyšuje ze 4 mm na 13 mm. Pevnost v ohybu a vrubová rázová houževnatost se zlepšila o 24 procent a 28 procent.
Kromě toho výzkum ukazuje, že když je původní délka skleněného vlákna menší než 7 mm, materiálový výkon se zvyšuje zřetelněji. Ve srovnání s krátkými skleněnými vlákny má dlouhý PA materiál vyztužený skelnými vlákny lepší odolnost proti deformaci a může lépe udržovat mechanické vlastnosti za podmínek vysoké teploty a vlhkosti.
3. Vliv typů skelných vláken na kompozity PA6
Typ a síla skleněného vlákna se bude lišit v celkové pevnosti materiálu. V současné době hlavní typy skleněných vláken nemají žádné alkalické skleněné vlákno, vysoce pevné skleněné vlákno odolné proti alkáliím atd.
Mezi nimi má skleněné vlákno s vyšší pevností monofilu silnější únosnost a experimentální výsledky ukazují, že vysoce pevný PA6 vyztužený skleněnými vlákny má lepší mechanické vlastnosti než běžný PA6 vyztužený bez alkalických vláken.
Je vidět, že výběr skleněného vlákna s vysokou pevností, vysokou délkou a vhodným množstvím náplně může účinně pomoci materiálu zlepšit houževnatost, odolnost proti nárazu a další mechanické vlastnosti.
4. Vliv procesu přidávání skelných vláken na kompozity PA6
V procesu dvoušnekové modifikované granulace byl studován vliv polohy podávání na vlastnosti materiálu ve směsi skelného vlákna a pryskyřice. Bylo zjištěno, že pokud by bylo skleněné vlákno přidáno dříve, vlákno by se snadno zničilo a délka zbytkového skleněného vlákna by byla menší. Když se přidá pozdě, je obtížné skelné vlákno rovnoměrně smíchat s pryskyřicí a kombinace je slabá. Obě tyto podmínky způsobí, že celkový výkon materiálu bude méně než dobrý.
Použití bočního podávání k přidání skleněného vlákna je pohodlnější pro kontrolu obsahu skleněného vlákna a může snížit prasknutí vlákna. Současně v procesu vytlačovací granulace může zvýšení vytlačovací teploty a snížení vytlačovacího tlaku do určité míry zlepšit délku GF.
5. Vliv procesu vytlačování modifikované granulace na materiál PA vyztužený skelnými vlákny
Experimentální výsledky ukazují, že nízká vytlačovací teplota nevede k infiltraci povlaku skleněného vlákna a vysoká teplota sníží výkon samotného materiálu. Proto, když je množství skleněného vlákna vyšší, je lepší zvýšit teplotu vytlačování pro dosažení lepších výsledků.
Když se k přípravě částic vyztužených skleněnými vlákny použije dvoušnekový vytlačovací mechanismus, modul v tahu, pevnost v tahu, pevnost v ohybu, modul v ohybu a další ukazatele materiálu se postupně zvyšují se zvýšením rychlosti hostitele ze 70 ot./min na 300 ot. /min. Když se rychlost hostitele zvýší na 450 ot./min., vlastnosti materiálu se jen málo změní nebo se mírně sníží.
Kromě toho rychlost podávání ovlivní dobu setrvání materiálu ve šneku. Modul v tahu, pevnost v tahu, modul v ohybu, pevnost v ohybu a dokonce i rázová houževnatost kompozitů postupně klesají se zvyšující se rychlostí posuvu z 8 ot./min na 26 ot./min. při stejných otáčkách hlavního motoru.
Proto je ve vlastním procesu přípravy nutné provést vhodnou volbu mezi materiálovým výkonem a výtěžkem, aby se získal produkt s velkým výtěžkem a relativně dobrým výkonem.
6. Vliv procesu vstřikování na vlastnosti PA materiálů vyztužených skelnými vlákny
V procesu vstřikování, jako je teplota formy válce, rychlost šroubu, vstřikovací tlak, přídržný tlak, protitlak, rychlost vstřikování a další faktory ovlivní výkon lisovacích výrobků.
Bylo zjištěno, že pevnost v tahu materiálu PA6 vyztuženého skelnými vlákny je přímo úměrná teplotě vstupního otvoru a nepřímo úměrná rychlosti vstřikování a rychlosti šneku. Lom skelného vlákna se bude zhoršovat se zvýšením rychlosti vstřikování. Ale obecně řečeno, změna vstřikovacího procesu nemá velký vliv na mechanické vlastnosti vstřikovacích dílů PA6 vyztužených skelnými vlákny.
