1. Vplyv špecifikácie plnenia zo sklenených vlákien na technické plasty PA6
Z aplikácie a experimentu môžeme zistiť, že index obsahu je často jedným z najväčších ovplyvňujúcich faktorov vo vláknami vystužených kompozitoch.
S nárastom obsahu sklenených vlákien sa bude zvyšovať počet sklenených vlákien na jednotku plochy materiálu, čo znamená, že matrica PA6 medzi sklenenými vláknami bude tenšia. Táto zmena určuje rázovú húževnatosť, pevnosť v ťahu, pevnosť v ohybe a ďalšie mechanické vlastnosti kompozitov PA6 vystužených sklenenými vláknami.
Pokiaľ ide o rázový výkon, zvýšenie obsahu sklenených vlákien výrazne zvýši vrubovú rázovú húževnatosť PA6. Ak vezmeme ako príklad výplň PA6 z dlhých sklenených vlákien (LGF), keď sa objem výplne zvýši na 35 percent, vrubová rázová húževnatosť sa zvýši z pôvodných 24,8 J/m na 128,5 J/m.
Ale obsah sklenených vlákien nie je viac, je lepší, objem náplne krátkeho skleneného vlákna (SGF) dosiahol 42 percent a rázová húževnatosť materiálu dosiahla najvyššiu hodnotu 17,4 kJ/㎡, ale pokračujúce pridávanie umožní, aby rázová sila medzery ukázala klesajúci trend.
Pokiaľ ide o pevnosť v ohybe, zvýšenie množstva skleneného vlákna spôsobí, že ohybové napätie sa môže prenášať medzi skleneným vláknom cez vrstvu živice; Zároveň, keď sa sklenené vlákno vytiahne zo živice alebo sa rozbije, pohltí veľa energie, čím sa zlepší pevnosť materiálu v ohybe.
Vyššie uvedená teória je overená experimentmi. Údaje ukazujú, že keď sa LGF (dlhé sklenené vlákno) použije na vyplnenie do 35 percent, modul pružnosti v ohybe sa zvýši na 4,99 GPa. Keď je obsah SGF (krátke sklenené vlákno) 42 percent, modul pružnosti v ohybe dosahuje 10410 MPa, čo je asi 5-krát viac ako čistý PA6.
2. Vplyv retenčnej dĺžky sklenených vlákien na kompozity PA6
Dĺžka vlákna skleneného vlákna má tiež zjavný vplyv na mechanické vlastnosti materiálu. Keď je dĺžka skleneného vlákna menšia ako kritická dĺžka (dĺžka vlákna, ktorá môže spôsobiť, že materiál má pevnosť v ťahu surového vlákna), spojovacia plocha medzi skleneným vláknom a živicou sa zvyšuje so zvyšovaním dĺžka skleneného vlákna. Keď sa kompozitný materiál rozbije, odolnosť skleneného vlákna vytiahnutého zo živice je tiež väčšia, aby sa zlepšila schopnosť znášať ťahové zaťaženie.
Keď dĺžka skleneného vlákna prekročí kritickú hodnotu, dlhšie sklenené vlákno môže absorbovať viac energie nárazu pri nárazovom zaťažení. Okrem toho je koniec skleneného vlákna iniciačným bodom rastu trhlín a počet koncov skleneného vlákna s väčšou dĺžkou je relatívne menší a rázová húževnatosť sa môže výrazne zlepšiť.
Experimentálne výsledky ukazujú, že pevnosť v ťahu materiálu sa zvyšuje z 154,8 MPa na 164,4 MPa, keď sa obsah sklenených vlákien udržiava na 40 percentách a dĺžka skleneného vlákna sa zvyšuje zo 4 mm na 13 mm. Pevnosť v ohybe a vrubová rázová húževnatosť sa zlepšili o 24 percent a 28 percent.
Okrem toho výskum ukazuje, že keď je pôvodná dĺžka skleneného vlákna menšia ako 7 mm, materiálový výkon sa zvyšuje zreteľnejšie. V porovnaní s krátkym skleneným vláknom má dlhý PA materiál vystužený sklenenými vláknami lepšiu odolnosť proti deformácii a môže lepšie udržiavať mechanické vlastnosti pri vysokej teplote a vlhkosti.
3. Vplyv typov sklenených vlákien na kompozity PA6
Typ a pevnosť skleneného vlákna bude mať rozdiel v celkovej pevnosti materiálu. V súčasnosti hlavné typy sklenených vlákien nemajú alkalické sklenené vlákno, vysoko pevné sklenené vlákno odolné voči alkáliám atď.
Medzi nimi má sklenené vlákno s vyššou pevnosťou monofilu silnejšiu únosnosť a experimentálne výsledky ukazujú, že vysoko pevný PA6 vystužený sklenenými vláknami má lepšie mechanické vlastnosti ako obyčajný PA6 vystužený nealkalickými vláknami.
Je zrejmé, že výber skleneného vlákna s vysokou pevnosťou, vysokou dĺžkou a vhodným množstvom výplne môže účinne pomôcť materiálu zlepšiť húževnatosť, odolnosť proti nárazu a ďalšie mechanické vlastnosti.
4. Vplyv procesu pridávania sklenených vlákien na kompozity PA6
V procese dvojzávitovkovej modifikovanej granulácie bol študovaný vplyv polohy podávania na vlastnosti materiálu v zmesi skleneného vlákna a živice. Zistilo sa, že ak by sa sklenené vlákno pridalo skôr, vlákno by sa ľahko zničilo a dĺžka zvyškového skleneného vlákna by bola menšia. Keď sa pridá neskoro, sklenené vlákno sa ťažko rovnomerne zmieša so živicou a kombinácia je slabá. Obe tieto podmienky spôsobia, že celkový výkon materiálu bude menej ako dobrý.
Použitie bočného podávania na pridanie skleneného vlákna je pohodlnejšie na kontrolu obsahu skleneného vlákna a môže znížiť prasknutie vlákna. Súčasne v procese extrúznej granulácie môže zvýšenie extrúznej teploty a zníženie extrúzneho tlaku do určitej miery zlepšiť dĺžku GF.
5. Vplyv procesu extrúzie modifikovanej granulácie na PA materiál vystužený sklenenými vláknami
Experimentálne výsledky ukazujú, že nízka teplota vytláčania neprispieva k infiltrácii skleneného vlákna povlakom a vysoká teplota zníži výkon samotného materiálu. Preto, keď je množstvo skleneného vlákna vyššie, je lepšie zvýšiť teplotu vytláčania, aby sa dosiahli lepšie výsledky.
Keď sa na prípravu častíc vystužených sklenenými vláknami použije dvojzávitovkový vytlačovací mechanizmus, modul v ťahu, pevnosť v ťahu, pevnosť v ohybe, modul ohybu a ďalšie ukazovatele materiálu sa postupne zvyšujú so zvýšením rýchlosti nanášania zo 70 ot./min na 300 ot. /min. Keď sa rýchlosť hostiteľa zvýši na 450 ot./min., vlastnosti materiálu sa len málo zmenia alebo sa mierne znížia.
Okrem toho rýchlosť podávania ovplyvní čas zotrvania materiálu v závitovke. Modul v ťahu, pevnosť v ťahu, modul v ohybe, pevnosť v ohybe a dokonca aj rázová húževnatosť kompozitov sa postupne znižujú so zvyšujúcou sa rýchlosťou posuvu z 8 ot./min na 26 ot./min. pri rovnakých otáčkach hlavného motora.
Preto je v skutočnom procese prípravy potrebné urobiť vhodnú voľbu medzi materiálovým výkonom a výťažkom, aby sa získal produkt s veľkým výťažkom a relatívne dobrým výkonom.
6. Vplyv procesu vstrekovania na vlastnosti PA materiálov vystužených sklenenými vláknami
V procese vstrekovania, ako je teplota formy valca, rýchlosť skrutky, vstrekovací tlak, prídržný tlak, spätný tlak, rýchlosť vstrekovania a ďalšie faktory ovplyvnia výkonnosť lisovacích výrobkov.
Zistilo sa, že pevnosť v ťahu materiálu PA6 vystuženého sklenenými vláknami je priamo úmerná teplote prívodného otvoru a nepriamo úmerná rýchlosti vstrekovania a rýchlosti závitovky. Lom skleneného vlákna sa zhorší so zvýšením rýchlosti vstrekovania. Ale všeobecne povedané, zmena procesu vstrekovania nemá veľký vplyv na mechanické vlastnosti vstrekovacích dielov PA6 vystužených sklenenými vláknami.
