片材的预热
如果电热恒温鼓风干燥箱设定在较高温度下,则片材表面将比中心更快地达到加工温度。因此,表面的聚丙烯有可能降解,导致材料性能下降。在160~180℃间,片材开始软化(聚丙烯熔融温度160~180℃ ),储存模量在这点随着温度的升高而迅速下降。基于前期的经验, 为了使材料在合理的压力下流动,应保持片材在压缩模塑时处于215~230℃温度区间。
在加热过程中,树脂达到熔融状态,片材开始膨胀,直到未经压实的玻璃纤维毡的厚度,也即约为未加热的冷片材厚度的1~2倍,这种现象即膨化。此时片材变得柔软,玻纤毡蓬松,虽然聚丙烯熔融温度为165℃ 左右,但聚丙烯并不滴漏下来。坯料加热时切忌超过230℃,否则将引起聚丙烯的降解,其力学性能和耐热性均下降。
2.2.4 模具温度控制系统
当被加热的片材在模具中因挤压而流动并充满整个型腔后,热量必须被尽快地扩散出模具。为提高熔体流动性和较高的凝固速率,GMT材料有一较合适的模具温度范围,通常在27~71℃之间,如果模具温度过高,会造成溢料、脱模困难,特别是在模具单边温度过高的情况下,还会发生咬模现象;模具温度如果过低,也会造成制品缺料、缩陷、冷斑、拼缝不良等缺陷。试验中为防止坯料冷却过快和保证制品质量,模具温度设定为85℃左右,这是因为在将片材和玻纤毡的叠合物转移到模具的过程较为缓慢,热量有所散失,为使其仍具备较好的成型特性,所以温度略高于上述温度范围。
2.2.5 保压时间
保压时间即热片材在模具中流动成型后,在保持压力的条件下,制品在模具中停留一
段时间,使其冷却、固化的过程。它依赖于片材预热时间、成型温度和制品厚度。成型后的制品必须有足够的保压时间,以确保制品顶出后形状不变。该实验中,保压时间为60s。
由于玻纤毡的大量填充牵制了聚丙烯树脂的流动性并产生很大的内应力,导致塑料的加工性能较差。由于实验室条件的限制,故采用模压成型工艺,而且必须选用新的优质塑料原料(粒料)以及优质的玻璃纤维毡才能制得性能优异的玻纤增强板材。
3.1 制备复合板材的一些方法探索和讨论
本次实验主要为探索性试验,对复合板材的制备方法主要进行了以下一些尝试:
3.1.1从市场上购买的聚丙烯片材和玻纤毡的复合
实验过程中发现,当将裁剪好的聚丙烯片材和玻纤毡放在220℃的电热恒温鼓风干燥箱中10min左右的时间后,聚丙烯片材仍为表现出较好的流动性,不具备模压成型所需的工艺要求。但若将其放在电热恒温鼓风干燥箱中足够长的时间待其软化,需要较长的时间,可能会引起聚丙烯的老化,将得不到性能良好的复合板材,达不到实验目的。后经观察分析知,可能是由于该聚丙烯的熔融指数过小,流动性不好,所以才会出现这种现象。
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