改性塑料的長(zhǎng)玻纖到底有多長(zhǎng)？玻纖在樹(shù)脂基體中的最佳長(zhǎng)度

　　想必您看了很多關(guān)于汽車輕量化、長(zhǎng)玻纖又把PP和尼龍咋地了，以及誰(shuí)家又推出玻纖新產(chǎn)品了的文章，千篇一律都在強(qiáng)調(diào)“為什么用？怎么去用？用在哪里？”，卻沒(méi)有人提及最原始的東西——怎么去制備這些材料？今天就和大家聊聊，如何從設(shè)備和工藝上保證玻纖在樹(shù)脂基體中的有效長(zhǎng)度。

　　一、玻纖在樹(shù)脂基體中的最佳長(zhǎng)度

　　玻纖在樹(shù)脂基體中的長(zhǎng)度太短，只起到填料的作用，不起到增強(qiáng)的作用(就好比幾百塊錢(qián)一噸的CaCO3一樣的效果，虧死你);太長(zhǎng)，雖然增強(qiáng)效果顯著，但是影響玻纖在樹(shù)脂基體中的分散性、成型加工性能和制品使用性能。

　　所以，一般認(rèn)為在熱塑性樹(shù)基體中玻纖的理想長(zhǎng)度應(yīng)為其臨界長(zhǎng)度的5倍。臨界長(zhǎng)度是指對(duì)于給定直徑的纖維增強(qiáng)熱塑性塑料中玻纖承受的應(yīng)力達(dá)到其沖擊斷裂時(shí)的應(yīng)力值所必需的最低長(zhǎng)度。通俗的說(shuō)就是你去是商場(chǎng)買(mǎi)褲子，褲筒長(zhǎng)度一般不會(huì)剛剛好到腳踝，而是長(zhǎng)個(gè)幾公分，防止縮水一夜之間變成了七分褲是一個(gè)概念。俗話說(shuō)的“預(yù)多不預(yù)少”。

　　因?yàn)樵诓＠w增強(qiáng)塑料中，玻纖長(zhǎng)度只有達(dá)到一定長(zhǎng)度才能傳遞應(yīng)力，起到增強(qiáng)材料作用，否則就是高檔的CaCO3。但是也不是像武俠小說(shuō)那樣“一寸長(zhǎng)，一寸強(qiáng)”，而是有一個(gè)最佳長(zhǎng)度。此外，就算找到了這個(gè)最佳長(zhǎng)度值，也不能100%保證制品中的玻纖有效長(zhǎng)度就是這個(gè)值，因?yàn)榧庸さ脑O(shè)備和工藝對(duì)玻纖最終的有效長(zhǎng)度有著很大影響，就好比，你的褲子縮水了。

　　二、影響玻纖在塑料中有效長(zhǎng)度的因素

　　1、設(shè)備因素

　　（1）螺桿構(gòu)型和機(jī)筒配置

　　適用于制備玻纖塑料的雙螺桿構(gòu)型設(shè)計(jì)和機(jī)筒配置的總目標(biāo)是：①防止基體樹(shù)脂降解，可使玻纖均勻的分散于基體樹(shù)脂中；②確保每根纖維被聚合物熔體最大程度的潤(rùn)濕；③將纖維切短到最佳長(zhǎng)度，確?；旌衔镞_(dá)到最大的增強(qiáng)效果；④擠出過(guò)程中的揮發(fā)物可以排干凈。

　　玻纖加入出的螺桿構(gòu)型：

　　玻纖加入出的螺槽應(yīng)采用大導(dǎo)程，使聚合物充滿螺槽，以流出足夠的空間容納玻纖。此外，為避免加入口被聚合物堵死，短玻纖采用螺紋原件導(dǎo)入，長(zhǎng)玻纖可用至少一對(duì)捏合盤(pán)原件導(dǎo)入。

　　玻纖的切斷和分散：

　?、俨＠w加入口下游的螺桿構(gòu)型設(shè)計(jì)應(yīng)有利于玻纖長(zhǎng)度的變化和均化。長(zhǎng)玻纖是無(wú)頭的，加入螺桿后必須切成一定長(zhǎng)度并與熔體混合很好，混合段應(yīng)當(dāng)由分布混合原件組成，或薄捏合盤(pán)、齒形混合原件。

　　②短玻纖，主要是靠聚合物熔體將纖維浸濕并分散，故混合段可有薄的捏合盤(pán)組成的捏合塊或在螺楞上開(kāi)槽的螺紋原件或齒型盤(pán)原件組成。

　　③黏度高的聚合物或者高玻纖含量(>40%)的螺桿構(gòu)型比低粘度聚合物或玻纖含量低的螺桿構(gòu)型提供的剪切力要柔和一點(diǎn)，確保玻纖不會(huì)過(guò)度折斷。

　　（2）排氣段的設(shè)置

　　因?yàn)橛械牟＠w是經(jīng)過(guò)預(yù)處理的，如長(zhǎng)玻纖中的加捻纖維是經(jīng)過(guò)石蠟乳化型浸漬劑處理的，而無(wú)捻纖維是經(jīng)過(guò)強(qiáng)化劑處理的。在一定溫度下，在玻纖在于熔體混合后，玻纖上的浸漬劑和強(qiáng)化劑在擠出過(guò)程中受高溫后變成會(huì)發(fā)組分，需設(shè)排氣段予以排除。排氣段應(yīng)位于玻纖加入口的下游，在排氣段上游近排氣口處，應(yīng)設(shè)置密封性螺桿原件，以防真空泵作用下粒子被抽出，如反向螺紋原件或反向捏合塊。

　　（3）螺桿的最后區(qū)段（均化和建壓段）

　　為使混合物擠出口模造粒，應(yīng)采用小導(dǎo)程正向輸送螺紋原件，以建立擠出壓力。在排氣口和螺桿最后區(qū)段之間，有時(shí)要設(shè)置齒形盤(pán)原件，對(duì)纖維進(jìn)行均化，保證玻纖均勻分布。

　　2、工藝因素

　　（1）玻纖的加入

　　長(zhǎng)玻纖和短玻纖的加入采用不同的方法。

　?、俣滩＠w一般用計(jì)量加料裝置加入，但是當(dāng)短切玻纖長(zhǎng)度大于6mm時(shí)，可采用振動(dòng)計(jì)量加料裝置，將聚合物和玻纖的預(yù)混料一同加入，否則會(huì)造成纖維和樹(shù)脂的分離。為提高產(chǎn)量，可采用側(cè)加料裝置由側(cè)加料口加入。

　?、陂L(zhǎng)玻纖比較容易加入，不需要特別的加料裝置，只要把加掛起來(lái)的長(zhǎng)玻纖引入雙螺桿的加料口即可。

　　（2）玻纖加入的位置

　　一般情況下，聚合物是在第一（主）加料口加入，待其融化后，再將玻纖在下游加料口加入，即采用后續(xù)加料。因?yàn)楹罄m(xù)加料，玻纖是加入到已熔融的聚合物中，熔體與纖維混合后，把纖維包起來(lái)，起到潤(rùn)滑保護(hù)作用，減少纖維和樹(shù)脂混合過(guò)程中的過(guò)度折斷，有利于玻纖在熔體中的分散和分布。