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拉擠型材設備與工藝現狀及改進

 

    與熱固性玻璃鋼拉擠型材通用的設備不同,熱塑性玻璃鋼拉擠型材需要增加特定的設備:浸漬站(粉末或熔體槽)、特制的模具和冷卻段。反應性玻璃鋼拉擠型材及非反應性玻璃鋼拉擠型材中的粉末浸漬和熔體玻璃鋼拉擠型材工藝中還需要對增強纖維進行預熱。
    熱塑性玻璃鋼拉擠型材模具是整個生產線的核心部件。制品硬化、成型和冷卻等工藝步驟都在模具內通過壓力和溫度傳遞進行。模具原則上分為三區:進料區、硬化區和冷卻區其中,冷卻區不一定包含在所有模具中。
    對熱塑性玻璃鋼拉擠型材模具的一般要求源于對熱固性拉擠模具的要求,如耐磨性、模腔表面高光潔度、尺寸穩定和易操作性、分區溫度控制等。這些目標可通過以下方法達到:使用鍍鉻工具鋼、雙層設計、電加熱元件等。模腔應拋光,鍍硬絡,模具硬度為HRC70,糙度Rz< 0.4。
    模具長度和進料區軸的尺寸在有關文獻中討論得很熱烈。硬化區的長度取決于熱補償過程或必需的埂化時間。根據不同作者報道,從50、500到lOOOmm不等。有的研究項目證明,從300至500mm的模具長度能賦予玻璃鋼拉擠型材型材最佳的形狀和力學性能。
    熱塑性玻璃鋼拉擠型材模具內分隔成不同的溫度區。這種熱隔離能保證模具長度方向上明顯的溫度梯度,并可采用不同直徑的芯軸來適應熔體的收縮性。
存在問題及改進辦法    玻璃鋼拉擠型材工藝是一種連續運行的過程。因此,要達到不間斷的生產,工藝穩定性和連續性是極其重要的。在已進行的熱塑性塑料玻璃鋼拉擠型材試驗中曾遇到以下問題:增加牽引力可能導致纖維(或整個型材)斷裂;工藝參數不適當會引起表面質量劣化和尺寸穩定性降低。在研究中發現,這些問題歸因于以下現象:有樹脂粘附在模具前面的導絲裝置上,在進料區內有熔體積聚;在進料區和出口區內有斷絲積聚。造成這些現象的具體原因是:無捻粗紗引絲不適當;溫度分布不對或纖維體積含量太高。
    如同熱固性樹脂那樣,為了達到均勻浸漬,生產中要求引入過量的樹脂,在進料區內與纖維混合。但為了不造成工藝障礙,過剩的樹脂必須送走。
    熱固性樹脂和熱塑性樹脂玻璃鋼拉擠型材設計有著重大區別。在熱固性樹脂玻璃鋼拉擠型材過程中,基體樹脂的連續流動能造成基本穩定和順利的狀態;但在熱塑性塑料的玻璃鋼拉擠型材過程中,由于基體的高粘庋和冷卻過程,會形
成凝固的纖維/熔體聚集物,這種現象稱為“鳥窩”現象。
    多項試驗表明,在熱塑性塑料玻璃鋼拉擠型材模具內喟人過量基體樹脂,難于保持連續的工藝過程。反之,必須盡可能準確地控制樹脂充模量,以便盡量減少樹脂的回流。
    盡管存在上述問題,有關文獻的作者們認為,連續纖維增強熱塑性塑料玻璃鋼拉擠型材工藝技術有待進一步開發,以實現商業化,緊接著的下一步應是改進材料的性能,如降低熔體粘度、改善纖維/基體的粘結和減少收縮等。在工藝和設備方面的革新在過去15年中差不多已是江郎才盡。
 


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