December 30, 2025
Das Problem des Aufschwimmens von Fasern auf der Oberfläche von glasfaserverstärkten Polycarbonat (PC)-Kunststoffen kann die ästhetische Anmutung und die mechanische Leistung des Endprodukts erheblich beeinträchtigen. KEYUAN Plastics bietet umfassende Lösungen zur Bewältigung dieser Herausforderung, indem es wichtige Faktoren in Bezug auf die Rohstoffauswahl, die Verarbeitungstechniken und das Formdesign berücksichtigt.
I. Optimierung der Rohstoffe
(1) Auswahl des PC-Harzes
Molekulargewicht: Die Verwendung eines PC-Harzes mit höherem Molekulargewicht erhöht die Schmelzfestigkeit und verbessert die Einkapselung der Glasfasern. Die Auswahl eines Harzes mit einem viskositätsgemittelten Molekulargewicht im Bereich von 28.000-35.000 ist sehr effektiv bei der Reduzierung des Auftretens von aufschwimmenden Fasern.
Reinheit: Hochreines PC-Harz ist unerlässlich. Verunreinigungen können die Grenzflächenbindung zwischen den Glasfasern und der Harzmatrix beeinträchtigen und dadurch die Neigung der Fasern zum Aufschwimmen auf der Oberfläche erhöhen.
(2) Verwendung von Verträglichkeitsvermittlern
Die Einarbeitung eines geeigneten Verträglichkeitsvermittlers, wie z. B. Maleinsäureanhydrid-gepfropftes PC (PC-g-MAH), ist eine bewährte Methode zur Verbesserung der Grenzflächenhaftung zwischen den von Natur aus unterschiedlichen Glasfasern und dem PC-Harz. Dies fördert eine bessere Dispergierung der Fasern innerhalb der Matrix und minimiert ihre Trennung und Wanderung zur Oberfläche.
II. Anpassungen der Verarbeitungsparameter
(1) Einspritztemperatur
Zylindertemperatur: Eine kontrollierte Erhöhung der Zylindertemperatur senkt die Viskosität der PC-Schmelze und erleichtert so eine bessere Benetzung und Infiltration der Glasfaserbündel.
Formtemperatur: Die Aufrechterhaltung einer ausreichend hohen Formtemperatur unterstützt den Fluss der Schmelze und ermöglicht eine kontrolliertere Faserorientierung, wodurch die Oberflächenfaserbelastung reduziert wird.
(2) Einspritzdruck und -geschwindigkeit
Einspritzdruck: Ein übermäßig hoher Druck kann zum Bruch der Glasfasern führen und das Aufschwimmen verstärken. Die Verwendung eines moderaten Einspritzdrucks gewährleistet eine ordnungsgemäße Formfüllung und minimiert gleichzeitig scherungsinduzierte Schäden an den Fasern.
Einspritzgeschwindigkeit: Die anfängliche Anwendung einer höheren Einspritzgeschwindigkeit hilft der Schmelze, den Hohlraum schnell zu füllen, wodurch eine unregelmäßige Faserorientierung reduziert wird. Um jedoch einen Faserbruch gegen Ende der Füllung zu verhindern, wird ein mehrstufiges Geschwindigkeitsprofil empfohlen – beginnend mit hoch und dann reduzierend, wenn sich der Hohlraum der vollständigen Füllung nähert.
(3) Nachdruck und Abkühlung
Nachdruck: Die Anwendung eines geeigneten Nachdrucks kompensiert die Materialschrumpfung während der Abkühlung und verhindert Einfallstellen und Oberflächenfehler, die das Erscheinungsbild von aufschwimmenden Fasern verschlimmern können.
Abkühlstrategie: Ein allmählicher, gleichmäßiger Abkühlungsprozess ermöglicht eine bessere Konsolidierung zwischen den Fasern und dem Harz. Die Optimierung des Kühlkanaldesigns und eine leichte Verlängerung der Abkühlzeit können von Vorteil sein.
III. Überlegungen zum Formdesign
(1) Angussdesign
Angusstyp: Punkt- oder Unterwasserangüsse werden bevorzugt, da sie es der Schmelze ermöglichen, mit höherer Geschwindigkeit und Scherung in den Hohlraum einzutreten, wodurch die Faserdispergierung verbessert wird. Im Vergleich zu Seitenangüssen bieten sie eine bessere Kontrolle über die Fließrichtung, wodurch das Risiko einer Faseransammlung auf sichtbaren Oberflächen verringert wird.
Angusslage: Der Anguss sollte an einem dickeren Abschnitt der Wand des Teils positioniert werden, um einen reibungslosen Schmelzfortschritt zu gewährleisten. Dies vermeidet ein vorzeitiges Erstarren in dünnen Abschnitten, in denen sich Fasern ansammeln können. Seine Lage sollte auch unter Berücksichtigung des vorherrschenden Fließwegs geplant werden, um sich an der gewünschten Faserorientierung auszurichten, nicht ihr entgegenzuwirken.
(2) Design des Angusskanalsystems
Angusskanalgröße: Ein Angusskanal mit ausreichenden Querschnittsabmessungen (typischerweise nicht weniger als 6 mm Durchmesser, größer für große Teile) reduziert den Fließwiderstand, wodurch die Fasern ohne übermäßige Trennung reibungslos in den Hohlraum transportiert werden können.
Angusskanaloberfläche: Eine glatte innere Angusskanaloberfläche (mit einer Oberflächenrauheit Ra unter 0,2 μm) minimiert Reibung und mechanische Schäden an den Glasfasern während des Transports.
(3) Entlüftungssystem
Ein effizientes Entlüftungssystem ist entscheidend, um Luft und flüchtige Stoffe umgehend aus dem Hohlraum zu evakuieren. Eingeschlossene Gase können Fasern an die Oberfläche drücken. Entlüftungen sollten an Trennlinien, Auswerferstiften und Kernen angebracht werden, mit Tiefen von typischerweise 0,02-0,05 mm, um das Entweichen von Gasen zu ermöglichen, ohne dass Schmelzblitz entsteht.
