玻纖增強塑料注射成型時,，各機構(gòu)運行基本正常，但制品出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的外觀質(zhì)量問題,，表面產(chǎn)生了放射狀的白色痕跡,，而且這種白色痕跡隨玻纖含量的增加趨于嚴(yán)重，這種現(xiàn)象俗稱“浮纖”,，對于外觀要求高的塑件是不能接受的,。
原因分析
“浮纖”現(xiàn)象是玻纖外露造成的，白色的玻纖在塑料熔體充模流動過程中浮露于外表,，待冷凝成型后便在塑件表面形成放射狀的白色痕跡,，當(dāng)塑件為黑色時會因色澤的差異加大而更加明顯。
其形成原因主要有以下幾個方面：
1. 在塑料熔體流動過程中,，由于玻纖與樹脂的流動性有差異,，而且密度也不同,使兩者具有分離的趨勢，密度小的玻纖浮向表面,，密度大的樹脂沉入內(nèi)里,，于是形成了玻纖外露現(xiàn)象；
2. 由于塑料熔體在流動過程中受到螺桿,、噴嘴,、流道及澆口的摩擦剪切力作用，會造成局部黏度的差異,，同時又會破壞玻纖表面的界面層,，熔體黏度愈小，界面層受損愈嚴(yán)重,，玻纖與樹脂之間的粘結(jié)力也愈小,，當(dāng)粘結(jié)力小到一定程度時，玻纖便會擺脫樹脂基體的束縛,，逐漸向表面累積而外露,；
3. 塑料熔體注入型腔時，會形成“噴泉”效應(yīng),，即玻纖會由內(nèi)部向外表流動,，與型腔表面接觸，由于模具型面溫度較低,，質(zhì)量輕,、冷凝快的玻纖被瞬間凍結(jié)，若不能及時被熔體充分包圍,，就會外露而形成“浮纖”,。
因此,， “浮纖”現(xiàn)象的形成,，不僅與塑料材料組成和特性有關(guān),，而且與成型加工過程有關(guān)，有著較大的復(fù)雜性和不確定性,。
下面從配方和工藝角度聊聊如何改善“浮纖”現(xiàn)象,。
配方優(yōu)化
比較傳統(tǒng)的方法是在成型材料中加入相容劑、分散劑和潤滑劑等添加劑,，包括硅烷偶聯(lián)劑,、馬來酸酐接枝相容劑、硅酮粉,、脂肪酸類潤滑劑及一些國產(chǎn)或進口的防玻纖外露劑等,，通過這些添加劑來改進玻纖和樹脂之間的界面相容性，提高分散相和連續(xù)相的均勻性,，增加界面粘接強度,，減少玻纖與樹脂的分離，從而改善玻纖外露現(xiàn)象,。其中有的使用效果較好,，但是大多價錢不菲，增加了生產(chǎn)成本,，而且對材料的力學(xué)性能也會有影響,，例如較常用的液體硅烷偶聯(lián)劑，就存在加入后難以分散,，塑料容易結(jié)塊成團的問題,，會造成設(shè)備喂料不均勻，玻纖含量分布不均勻,，進而導(dǎo)致制品的力學(xué)性能不均勻,。
近幾年也有采取加入短纖或空心玻璃微珠的方法，利用小尺寸的短纖或空心玻璃微珠具有較好流動性和分散性,、與樹脂之間易于形成穩(wěn)定界面相容性的特點,，實現(xiàn)改善“浮纖”目的，尤其是空心玻璃微珠還能降低收縮變形率,，避免制品后翹曲,，增加材料的硬度和彈性模量，并且價格較低,，但不足之處是使材料抗沖擊性能下降,。
工藝優(yōu)化
事實上，“浮纖”問題還可通過成型工藝來改善,。注射成型工藝各要素對玻纖增強塑料制品的影響各有不同,，下面就一些可遵循的基本規(guī)律分別進行介紹,。
01料筒溫度
由于玻纖增強塑料的熔體流動速率比非增強塑料低30%～70%，流動性較差,，因此料筒溫度較一般情況應(yīng)高出10～30℃,。提高料筒溫度，可使熔體黏度降低,，改善流動性,，避免填充及熔接不良，而且有利于加大玻纖分散性和減小取向性,，獲得較低的制品表面粗糙度,。
但料筒溫度并不是越高越好，溫度過高會加大聚合物氧化和降解的趨勢,，輕微時會發(fā)生顏色變化,，嚴(yán)重時則產(chǎn)生焦化發(fā)黑。
在設(shè)置料筒溫度時,，應(yīng)使加料段溫度比常規(guī)要求略高些,，稍低于壓縮段即可，以利用其預(yù)熱效果,，降低螺桿對玻纖所產(chǎn)生的剪切作用,，減少局部黏度的差異及對玻纖表面的破壞，保證玻纖與樹脂之間的粘結(jié)強度,。
02模具溫度
模具與熔體之間的溫差不宜太大,，防止熔體充填時玻纖遇冷在表面淤積，形成“浮纖”,，因此需采用較高的模具溫度,，這對于提高熔體充模性能、增加熔接痕強度,、改善制品表面光潔度,、減少取向和變形也是有利的。
但模具溫度愈高,，冷卻時間愈久,，成型周期延長,生產(chǎn)率降低,，而且成型收縮率加大，故也不是越高越好,。模具溫度的設(shè)置還要考慮樹脂品種,、模具結(jié)構(gòu)、玻纖含量等情況,，在型腔復(fù)雜,、玻纖含量高、充模困難時,，模具溫度應(yīng)適當(dāng)提高些。
03注射壓力
注射壓力對玻纖增強塑料的成型影響很大,，較高的注射壓力有利于充填,，提高玻纖分散性，降低制品收縮率,，但會增加剪切應(yīng)力和取向,，容易造成翹曲變形，脫模困難,，甚至導(dǎo)致溢邊問題,，因此欲改善“浮纖”現(xiàn)象，需在稍高于非增強塑料注射壓力的基礎(chǔ)上,，根據(jù)具體情況適當(dāng)加大,。
注射壓力的選擇除與制品的璧厚、澆口尺寸等因素有關(guān)外,，也與玻纖含量和形態(tài)有關(guān),，一般玻纖含量愈高，玻纖長度愈長,，注射壓力應(yīng)愈大,。
04背壓
螺桿背壓大小對于玻纖在熔體中的均勻分散、熔體的流動性,、熔體的密實度,、制品的外觀質(zhì)量和物理力學(xué)性能均有重要的影響，通常采用稍高的背壓比較有利,，有助于改善“浮纖”現(xiàn)象,。但過高的背壓會對長纖產(chǎn)生較大的剪切作用，使熔體易于因過熱而降解,，導(dǎo)致變色及力學(xué)性能變差,。因此將背壓設(shè)置得比非增強塑料略高些即可。
05注射速度
采用較快的注射速度,，可改善“浮纖”現(xiàn)象,。提高注射速度,，使玻纖增強塑料快速充滿模腔，玻纖沿流動方向作快速軸向運動,，有利于增加玻纖的分散性,、減少取向性、提高熔接痕強度和制品的表觀光潔度,，但要注意避免因注射速度過快,在噴嘴口或澆口處發(fā)生"噴射"現(xiàn)象,，形成蛇形紋缺陷，影響塑件外觀,。
06螺桿轉(zhuǎn)速
玻纖增強塑料塑化時,，螺桿轉(zhuǎn)速不宜過高，避免摩擦剪切力過大而對玻纖造成傷害,，破壞玻纖表面界面狀態(tài),，降低玻纖與樹脂之間粘合強度，加劇“浮纖”現(xiàn)象,，特別是當(dāng)玻纖較長時,，會因部分玻纖斷裂而出現(xiàn)長短不均現(xiàn)象，造成塑件各處強度不等,，制品力學(xué)性能不穩(wěn)定,。
工藝總結(jié)
通過以上分析，可知采用高料溫,、高模溫,、高注射壓力和背壓、高注射速度,、低螺桿轉(zhuǎn)速注射,，對改善“浮纖”現(xiàn)象比較有利。
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