玻纤知识与浮纤解决方法探讨

玻纤知识与浮纤解决方法探讨

第一部分：玻纤知识：

1、玻纤分类

从长度分类分可以分连续玻纤、短玻纤（定长玻纤）和长玻纤（LET），连续玻纤是国内目前应用最广的玻纤，就是通常说的“长纤”，代表厂家有巨石，泰山、兴旺等。定长玻纤就是通常说的“短纤”，一般是外资改性厂与国内部分企业在用，代表厂家有PPG，OCF及国内的CPIC，巨石泰山也有少部分，但质量不如人意。LET是最近在国内兴起的，代表厂家有PPG,CPIC及巨石，目前国内金发和苏州和昌产量较大，杰事杰及温州俊尔，南京聚隆在开发当中，也有小批量生产

从碱金属含量分可分为无碱，低中高，通常改性增强用无碱，也就是E玻纤，国内改性一般使用E玻纤。

2、玻纤的应用：

玻纤增强塑料的原理主要是由于玻纤/树脂界面上连接必然是使作用到模塑件上的力传导到玻纤上，因此玻纤的长度被充分利用，起到树脂增强的目的，但玻纤在树脂基体中长度必须满足一定的要求，这就是临界玻纤长度，玻璃纤维的临界纤维长度（即可将力从基材传递给纤维的最小长度）在0.3~0.6mm之间，临界长度只与剪切力与玻纤单丝直径有关，上面的临界长度是指玻纤在最终产品里的长度，如是果是塑料粒子里话，此长就就在0.6~0.8mm 之间，从理论上讲，临界长度与玻纤的原始长度没有关系，如果增强产品把玻纤的长度都控制在这个范围的话，此时产品的力学性能与表面外观都是最好的，最平衡的，如果长度过长，力学性能上升，但制品表面会变粗糙与翘曲，如果长度过短，就会导致力学性能不足。要控制玻纤的长度应该从调整螺杆结构及转速入手，如果玻纤长径控制在400效果最佳。

3、评价玻纤好坏的主要指标：

第一个指标：玻纤在拉丝过程中所使用的表面活性处理剂。表面活性处理剂也就是通常所说的浸润剂，浸润剂主要是偶联剂与成膜剂，另外还有一些润滑剂、抗氧剂、乳化剂、抗静电剂等，成膜剂的成分与其它助剂的种类对玻纤有决定性的影响，所以在选择玻纤时就根据基料与成品要求选择合适的玻纤。像PPG、CPIC等公司短纤牌号较多，就是因为表面浸润剂不一样，这样就针对性比较强。

第二个指标：单丝直径。以前介绍过临界玻纤长度只与剪切力和单丝直径有关，从理论上讲，如果单丝直径越小，产品的力学性能与表面外观越佳。目前国内玻纤直径一般都在10μm，13μm，像CPIC就有开发7μm的玻纤。

4、浮纤原因分析：

浮纤是增强改性里的一个通病，尤其是PA黑色的产品，前面介绍过如果能在塑料粒子把玻纤长度控制在0.6~0.8mm之前的话，基本不会有浮纤的出现，但由于玻纤质量，树脂的黏度、改性的所用机器及工艺，下游客户的模具及工艺等影响不可避免会出现浮纤。

浮纤是由于玻纤与树脂的流动性不一致及树脂与玻纤结合能力不强所导致的，如果要解决浮纤要从这一原理入手。

5、连续玻纤好还是短玻纤好

有很多人会觉得，连续玻纤经过螺杆剪切不就是短玻纤了吗？效果不是一样的吗？其实从综合性能上讲，短玻纤优于连续玻纤，只是国内改性市场迫于成本压力使用连续玻纤的过多。[font=黑体]短玻纤与连续性能比较表请阅附件[/font]

总得来说，短玻纤优势有以下几个方面：

①短纤针对性较强，一般短纤生产的厂家会根据不同用途使用不同的浸润剂，而且短纤在单位体积内浸润剂含量比长纤要多，这样就会保证树脂与玻纤的结合能力。

2、短纤的单丝直径较细，比较好控制玻纤在塑料粒子的长度和分布，从而直接影响产品力学性能与表面外观。

②短纤计量更加准确，短纤一般是通过侧喂料系统与电子秤添加。

③对螺纹块磨损较小，由于短纤已经被原厂剪切好，改性再加工时，就螺杆剪切力大大减弱。

④如果是回料增强的话，可以考虑加短纤，用比较差一点的回料，可以降低成本，如隔热条专用料完全可用此方法。

第二部分：浮纤解决方法（以PA为例）

在此总结一些行业里常用的一些方法，如有不足请大家指正。

前面也说过要从产生浮纤的原理入手解决浮纤问题，一般从三个方面来考虑。

第一方面：从原料入手，PA黏度在力学性能许可的范围内尽量选低黏，玻纤尽量用短纤，如果是PA66的话，可以考虑加入一些PA6和回料以增加流动性，个人认为，选择玻纤最重要。

第二方面：从工艺入手，适当提高螺杆剪切力；2、注射速度调高，螺杆速度可以调到70% -90%；3、增大注射压力；4、整个螺杆回缩1-2MM，防止浇口浮纤；5、对于复杂制件采取分级注塑。

第三方面：从助剂入手，如果前两种方法都不能解决的话只能考虑从助剂入手。

目前助剂解决浮纤，主要是加强玻纤的流动性，增强玻纤与树脂的结合能力，还一些传为偏门的方法如使用特殊染料把玻纤染黑（只适用于PA黑色），表面而且非常光亮

助剂的种类：硅氧烷（硅酮母料与硅酮粉），改性的酰胺类及聚合物（如TAF，超分散剂等），玻料微珠，相容剂，特殊黑色母（可以把玻纤染黑）。

个人认为只要使用得当，上面的这些助剂都会有比较的效果。

个人经验，仅供大家参考：

①、硅酮0.5~0.8%+分散剂0.8%，效果很不错，还可以增加产品的光度和降低螺杆扭矩。

②、玻璃微珠，一般PA+30%GF体系里添加5%的GB，GB一定要使用进口，这样对力学性能影响较小。

③、PA黑色，添加1%~1.5%特殊黑色母，效果很棒，只是成本较高

把lZ的助剂使用经验的几点补充下：

4. 流动性改性的助剂，或者提高/降低尼龙粘度的助剂

5. 相容剂方面，提高树脂与玻纤的结合力

国外有些关于前锋的理论，即塑料注塑表层流动性不同于内部流动性，表层成为前锋，前锋影响塑料外观。前锋流动性差、玻纤与塑料相容性不好，会造成塑料带不动玻纤的现象，就是我们俗称的“露纤”。其实文章中提到各种改变注塑工艺的方法都能适当的调整前锋的情况。

由于小弟是做德固赛公司硅氧烷代理的，所以这里也推荐下我们的改性硅氧烷，硅氧烷由于硅氧官能团表面张力极低、不亲树脂的原因，会富集于前锋中，提高了前锋的流动性，从而改善了玻纤或其他矿物填充所引起的表面缺陷，但是硅氧烷没有亲树脂链段，容易发生喷霜、亮斑、微观自团聚等现象，影响产品外观和后期加工性能，而改性硅氧烷均匀“嵌入”塑料表层，不会影响印刷、喷涂和电镀。

由于炭黑质量和本身性能的问题，前锋中炭黑含量比较少，所以很多制品不容易做得黑

又亮，玻纤外露也有这个原因，前锋里炭黑不足以遮盖白色的玻纤；但是有些特殊染料可以均匀分散在前锋里并且容易把玻纤染黑，这样遮盖了玻纤的颜色，容易做到黑又亮。

另外许多客户在小的样板做试验的时候会发现试验效果不同于客户较大或较复杂制件，因为小色板的前锋的远小于复杂的大制件，所以很难模拟客户情况做实验。这里我推荐用薄壁的样板做实验，薄壁产品的前锋更接近于大制件的前锋，表观上看到玻纤外露的情况更加明显，但当改善了前锋情况时候效果也更加明显，因此在薄壁试验样板（低于1.8mm厚）做试验，试验效果被放大了，更容易模拟客户情况得出结论。