1. PA6エンプラへのガラス繊維充填仕様の影響
アプリケーションと実験から、コンテンツ インデックスは、多くの場合、繊維強化複合材料の最大の影響因子の 1 つであることがわかります。
ガラス繊維含有量の増加に伴い、材料の単位面積あたりのガラス繊維の数が増加します。これは、ガラス繊維間の PA6 マトリックスが薄くなることを意味します。 この変化は、ガラス繊維強化 PA6 複合材の衝撃靭性、引張強度、曲げ強度、およびその他の機械的特性を決定します。
衝撃性能に関しては、ガラス繊維含有量の増加により、PA6 のノッチ付き衝撃強度が大幅に向上します。 ガラス長繊維 (LGF) 充填 PA6 を例にとると、充填量が 35% に増加すると、ノッチ付き衝撃強度は元の 24.8J/m から 128.5J/m に増加します。
しかし、ガラス繊維の含有量が多いほど良いわけではなく、短ガラス繊維 (SGF) の充填量は 42% に達し、材料の衝撃強度は最高の 17.4kJ/㎡ に達しましたが、追加を続けると、ギャップの衝撃強度が下降傾向。
曲げ強度に関しては、ガラス繊維の量が増えると、樹脂層を介してガラス繊維間で曲げ応力が伝達されます。 同時に、ガラス繊維が樹脂から引き抜かれたり、切断されたりすると、多くのエネルギーが吸収され、材料の曲げ強度が向上します。
上記の理論は、実験によって検証されています。 データは、LGF (ガラス長繊維) を使用して 35% まで充填すると、曲げ弾性率が 4.99GPa に増加することを示しています。 SGF（ガラス短繊維）の含有量が42%の場合、曲げ弾性率は10410MPaに達し、純PA6の約5倍になります。
2. PA6 複合材料に対するガラス繊維保持長の影響
ガラス繊維の繊維長も、材料の機械的特性に明らかな影響を与えます。 ガラス繊維の長さが限界長さ（材料が原繊維の引張強度を有することができる繊維の長さ）未満の場合、ガラス繊維と樹脂の界面結合面積は、グラスファイバーの長さ。 複合材料が破断すると、樹脂から引き出されるガラス繊維の抵抗も大きくなり、引張荷重に耐える能力が向上します。
ガラス繊維の長さが臨界を超えると、長いガラス繊維は衝撃荷重下でより多くの衝撃エネルギーを吸収できます。 また、ガラス繊維の端部はクラック成長の開始点であり、長さが長いガラス繊維の端部の数は比較的少なく、衝撃強度を大幅に向上させることができます。
実験結果は、ガラス繊維含有量が 40% に保たれ、ガラス繊維の長さが 4mm から 13mm に増加すると、材料の引張強度が 154.8MPa から 164.4MPa に増加することを示しています。 曲げ強度とノッチ付き衝撃強度は、それぞれ 24% と 28% 向上しました。
さらに、研究によると、ガラス繊維の元の長さが7mm未満の場合、材料の性能がより明らかに向上します。 短いガラス繊維と比較して、長いガラス繊維強化 PA 材料は反り抵抗が優れており、高温多湿条件下での機械的特性をより適切に維持できます。
3. PA6 複合材料に対するガラス繊維の種類の影響
ガラス繊維の種類と強度により、材料全体の強度に差が生じます。 現在、ガラス繊維の主な種類には、無アルカリガラス繊維、高強度ガラス繊維耐アルカリガラス繊維などがあります。
その中で、モノフィラメント強度の高いガラス繊維はより強力な支持力を持ち、実験結果は、高強度ガラス繊維強化 PA6 が通常の無アルカリ繊維強化 PA6 よりも優れた機械的特性を有することを示しています。
高強度、高長、適切な充填量のガラス繊維を選択することで、材料の靭性、耐衝撃性などの機械的特性を効果的に改善できることがわかります。
4. PA6 複合材料に対するガラス繊維添加プロセスの影響
二軸スクリュー改良造粒のプロセスにおいて、ガラス繊維と樹脂のブレンドにおける材料特性に対する供給位置の影響を研究した。 ガラス繊維を先に添加すると、繊維が破壊されやすく、残存するガラス繊維の長さが短くなることがわかった。 添加が遅いとガラス繊維が樹脂に均一に混ざりにくく、結合が弱くなります。 これらの条件は両方とも、材料の全体的なパフォーマンスを良好な結果よりも低くします。
サイドフィードを使用してガラス繊維を追加すると、ガラス繊維の含有量を制御するのにより便利になり、繊維の破損を減らすことができます。 同時に、押出造粒の過程で、押出温度を上げ、押出圧力を下げると、GFの長さをある程度改善できます。
5. ガラス繊維強化 PA 材料に対する修正造粒の押出プロセスの影響
実験結果は、低い押出温度はガラス繊維のコーティング浸透を助長せず、高温は材料自体の性能を低下させることを示しています。 したがって、ガラス繊維の量が多い場合は、押出温度を上げるとより良い結果が得られます。
二軸スクリュー押出機構を使用してガラス繊維強化粒子を調製すると、ホスト速度が 70r/min から 300r に増加するにつれて、材料の引張弾性率、引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率、およびその他の指標が徐々に増加します。 /分 ホスト速度が 450r/min に増加すると、材料の特性はほとんど変化しないか、わずかに低下します。
さらに、送り速度はスクリュー内の材料の滞留時間に影響します。 複合材料の引張弾性率、引張強度、曲げ弾性率、曲げ強度、および衝撃強度でさえ、メイン エンジンの同じ速度で 8r/min から 26r/min に増加する送り速度で徐々に減少します。
したがって、実際の製造プロセスでは、材料の性能と歩留まりの間で適切な選択を行い、歩留まりが高く、比較的優れた性能の製品を得る必要があります。
6. ガラス繊維強化 PA 材料の特性に対する射出成形プロセスの影響
シリンダー金型温度、スクリュー速度、射出圧力、保持圧力、背圧、射出速度などの射出成形プロセスでは、成形品の性能に影響を与えます。
ガラス繊維強化 PA6 材料の引張強度は、フィード ポートの温度に正比例し、射出速度とスクリュー速度に反比例することがわかります。 ガラス繊維の破壊は、射出速度の増加とともに悪化します。 しかし、一般的に言えば、射出プロセスの変更は、ガラス繊維強化 PA6 射出部品の機械的特性に大きな影響を与えません。
