1. Vpliv specifikacije polnila iz steklenih vlaken na inženirsko plastiko PA6
Iz uporabe in poskusa lahko ugotovimo, da je indeks vsebine pogosto eden največjih vplivnih dejavnikov pri kompozitih, ojačanih z vlakni.
S povečanjem vsebnosti steklenih vlaken se bo povečalo število steklenih vlaken na enoto površine materiala, kar pomeni, da se bo matrica PA6 med steklenimi vlakni tanjšala. Ta sprememba določa udarno žilavost, natezno trdnost, upogibno trdnost in druge mehanske lastnosti kompozitov PA6, ojačanih s steklenimi vlakni.
Kar zadeva udarno zmogljivost, bo povečanje vsebnosti steklenih vlaken močno povečalo zarezano udarno trdnost PA6. Če za primer vzamemo polnilo PA6 iz dolgih steklenih vlaken (LGF), ko se prostornina polnila poveča na 35 odstotkov, se bo zarezana udarna trdnost povečala s prvotnih 24,8 J/m na 128,5 J/m.
Toda vsebnost steklenih vlaken ni večja, boljša je, prostornina polnila s kratkimi steklenimi vlakni (SGF) je dosegla 42 odstotkov, udarna trdnost materiala pa je dosegla najvišjo vrednost 17,4 kJ/㎡, vendar bo nadaljnje dodajanje omogočilo, da bo udarna trdnost vrzeli pokazala padajoči trend.
Kar zadeva upogibno trdnost, bo povečanje količine steklenih vlaken omogočilo prenos upogibne napetosti med steklenimi vlakni skozi plast smole; Hkrati bo stekleno vlakno, ko ga izvlečemo iz smole ali zlomimo, absorbiralo veliko energije in tako izboljšalo upogibno trdnost materiala.
Zgornja teorija je preverjena s poskusi. Podatki kažejo, da ko se LGF (dolga steklena vlakna) uporabi za polnjenje do 35 odstotkov, se upogibni modul elastičnosti poveča na 4,99 GPa. Ko je vsebnost SGF (kratkih steklenih vlaken) 42 odstotkov, upogibni elastični modul doseže 10410 MPa, kar je približno 5-krat več kot čisti PA6.
2. Vpliv zadrževalne dolžine steklenih vlaken na kompozite PA6
Dolžina steklenih vlaken prav tako očitno vpliva na mehanske lastnosti materiala. Ko je dolžina steklenih vlaken manjša od kritične dolžine (dolžina vlaken, zaradi katere ima material natezno trdnost surovega vlakna), se povezovalna površina steklenih vlaken in smole poveča s povečanjem dolžina steklenih vlaken. Ko se kompozitni material zlomi, je tudi odpornost steklenih vlaken, izvlečenih iz smole, večja, da se izboljša sposobnost prenašanja natezne obremenitve.
Ko dolžina steklenih vlaken preseže kritično, lahko daljša steklena vlakna absorbirajo več udarne energije pod udarno obremenitvijo. Poleg tega je konec steklenih vlaken začetna točka rasti razpok, število koncev steklenih vlaken z daljšo dolžino pa je sorazmerno manjše, udarna trdnost pa se lahko znatno izboljša.
Eksperimentalni rezultati kažejo, da se natezna trdnost materiala poveča s 154,8 MPa na 164,4 MPa, ko se vsebnost steklenih vlaken ohranja pri 40 odstotkih in se dolžina steklenih vlaken poveča s 4 mm na 13 mm. Upogibna trdnost in zarezana udarna trdnost sta se izboljšali za 24 odstotkov oziroma 28 odstotkov.
Poleg tega raziskave kažejo, da ko je prvotna dolžina steklenih vlaken manjša od 7 mm, se učinkovitost materiala očitneje poveča. V primerjavi s kratkimi steklenimi vlakni ima dolgi PA material, ojačan s steklenimi vlakni, boljšo odpornost na upogibanje in lahko bolje ohranja mehanske lastnosti pri visoki temperaturi in vlažnosti.
3. Vpliv vrst steklenih vlaken na kompozite PA6
Vrsta in trdnost steklenih vlaken bo imela razliko v splošni trdnosti materiala. Trenutno glavne vrste steklenih vlaken nimajo alkalnih steklenih vlaken, visoko trdnih steklenih vlaken, odpornih na alkalije, in tako naprej.
Med njimi ima stekleno vlakno z večjo trdnostjo monofilamenta močnejšo nosilnost, eksperimentalni rezultati pa kažejo, da ima PA6, ojačan s steklenimi vlakni visoke trdnosti, boljše mehanske lastnosti kot navaden PA6, ojačan z nealkalnimi vlakni.
Vidimo lahko, da lahko izbira steklenih vlaken z visoko trdnostjo, veliko dolžino in ustrezno količino polnila učinkovito pomaga materialu izboljšati žilavost, odpornost na udarce in druge mehanske lastnosti.
4. Vpliv postopka dodajanja steklenih vlaken na kompozite PA6
V procesu dvopolžačne modificirane granulacije smo proučevali vpliv položaja podajanja na lastnosti materiala v mešanici steklenih vlaken in smole. Ugotovljeno je bilo, da če bi stekleno vlakno dodali prej, bi se vlakno zlahka uničilo in bi bila dolžina ostanka steklenih vlaken manjša. Pri poznem dodajanju se steklena vlakna težko enakomerno zmešajo s smolo in kombinacija je šibka. Zaradi obeh pogojev bo splošno delovanje materiala manjše od dobrih rezultatov.
Uporaba stranskega podajanja za dodajanje steklenih vlaken je bolj priročna za nadzor vsebnosti steklenih vlaken in lahko zmanjša prelom vlaken. Hkrati lahko v procesu ekstruzijske granulacije povečanje temperature ekstruzije in zmanjšanje tlaka ekstruzije do določene mere izboljša dolžino GF.
5. Vpliv postopka ekstrudiranja modificirane granulacije na material PA, ojačan s steklenimi vlakni
Eksperimentalni rezultati kažejo, da nizka temperatura iztiskanja ne prispeva k infiltraciji prevleke steklenih vlaken, visoka temperatura pa bo zmanjšala učinkovitost samega materiala. Zato je, ko je količina steklenih vlaken večja, bolje zvišati temperaturo ekstrudiranja, da dosežemo boljše rezultate.
Ko se za pripravo delcev, ojačanih s steklenimi vlakni, uporablja mehanizem za ekstruzijo z dvojnim polžem, se natezni modul, natezna trdnost, upogibna trdnost, upogibni modul in drugi kazalniki materiala postopoma povečujejo s povečanjem hitrosti gostitelja s 70r/min na 300r. /min. Ko se hitrost gostitelja poveča na 450r/min, se lastnosti materiala malo spremenijo ali rahlo zmanjšajo.
Poleg tega bo hitrost podajanja vplivala na čas zadrževanja materiala v vijaku. Natezni modul, natezna trdnost, upogibni modul, upogibna trdnost in celo udarna trdnost kompozitov se postopoma zmanjšujejo s povečanjem hitrosti podajanja z 8r/min na 26r/min pri enaki hitrosti glavnega motorja.
Zato je treba v dejanskem postopku priprave ustrezno izbrati med zmogljivostjo materiala in izkoristkom, da dobimo izdelek z velikim izkoristkom in relativno dobrimi izkoristki.
6. Vpliv postopka brizganja na lastnosti PA materialov, ojačanih s steklenimi vlakni
V procesu brizganja, kot so temperatura kalupa cilindra, hitrost vijaka, tlak vbrizgavanja, zadrževalni tlak, protitlak, hitrost vbrizgavanja in drugi dejavniki bodo vplivali na učinkovitost izdelkov za vbrizgavanje.
Ugotovljeno je, da je natezna trdnost materiala PA6, ojačanega s steklenimi vlakni, neposredno sorazmerna s temperaturo dovodne odprtine in obratno sorazmerna s hitrostjo vbrizgavanja in hitrostjo vijaka. Lom steklenih vlaken se bo s povečanjem hitrosti vbrizgavanja poslabšal. Toda na splošno sprememba postopka brizganja nima velikega vpliva na mehanske lastnosti delov za brizganje PA6, ojačanih s steklenimi vlakni.
