隨著汽車輕量化、環(huán)保化的不斷推進(jìn)，人們對于玻纖增強改性塑料有更多的關(guān)注。玻纖增強改性塑料在新能源汽車的內(nèi)外飾部件中也被廣泛應(yīng)用，今天就和大家一起聊聊如何從設(shè)備和工藝上保證玻纖在樹脂基體中的有效長度，首先我們先要了解玻纖改性中的有效長度的具體意義。

玻纖在樹脂基體中的最佳長度

玻纖在樹脂基體中的長度太短，只起到填料的作用，不起到增強的作用；太長，雖然增強效果顯著，但是影響玻纖在樹脂基體中的分散性、成型加工性能和制品使用性能。

所以，一般認(rèn)為在熱塑性樹基體中玻纖的理想長度應(yīng)為其臨界長度的5倍。臨界長度是指對于給定直徑的纖維增強熱塑性塑料中玻纖承受的應(yīng)力達(dá)到其沖擊斷裂時的應(yīng)力值所必需的最低長度。

因為在玻纖增強塑料中，玻纖長度只有達(dá)到一定長度才能傳遞應(yīng)力，起到增強材料作用，否則就是高檔的CaCO3。此外，就算找到了這個最佳長度值，也不能100%保證制品中的玻纖有效長度就是這個值，因為加工的設(shè)備和工藝對玻纖最終的有效長度有著很大影響。所以，接下來就給大家聊聊如何在設(shè)備和工藝上確保玻纖的有效長度。 

設(shè)備因素

（1）螺桿構(gòu)型和機筒配置

適用于制備玻纖塑料的雙螺桿構(gòu)型設(shè)計和機筒配置的總目標(biāo)是：

① 防止基體樹脂降解，可使玻纖均勻的分散于基體樹脂中

② 確保每根纖維被聚合物熔體最大程度的潤濕

③ 將纖維切短到最佳長度，確保混合物達(dá)到最大的增強效果

④ 擠出過程中的揮發(fā)物可以排干凈。

玻纖加入出的螺槽應(yīng)采用大導(dǎo)程，使聚合物充滿螺槽，以流出足夠的空間容納玻纖。此外，為避免加入口被聚合物堵死，短玻纖采用螺紋原件導(dǎo)入，長玻纖可用使用至少一對捏合盤原件導(dǎo)入。

玻纖加入口下游的螺桿構(gòu)型設(shè)計應(yīng)有利于玻纖長度的變化和均化。長玻纖是無頭的，加入螺桿后必須切成一定長度并與熔體混合很好，混合段應(yīng)當(dāng)由分布混合原件組成，或薄捏合盤、齒形混合原件。短玻纖，主要是靠聚合物熔體將纖維浸濕并分散，故混合段可有薄的捏合盤組成的捏合塊或在螺楞上開槽的螺紋原件或齒型盤原件組成。

黏度高的聚合物或者高玻纖含量(>40%)的螺桿構(gòu)型比低粘度聚合物或玻纖含量低的螺桿構(gòu)型提供的剪切力要柔和一點，確保玻纖不會過度折斷。

（2）排氣段的設(shè)置

長玻纖中的加捻纖維是經(jīng)過石蠟乳化型浸漬劑處理的，而無捻纖維是經(jīng)過強化劑處理的。在一定溫度下，在玻纖在于熔體混合后，玻纖上的浸漬劑和強化劑在擠出過程中受高溫后變成會發(fā)組分，需設(shè)排氣段進(jìn)行排除。排氣段應(yīng)位于玻纖加入口的下游，在排氣段上游近排氣口處，應(yīng)設(shè)置密封性螺桿原件，以防真空泵作用下粒子被抽出，如反向螺紋原件或反向捏合塊。

（3）螺桿的最后區(qū)段（均化和建壓段）

為使混合物擠出口模造粒，應(yīng)采用小導(dǎo)程正向輸送螺紋原件，以建立擠出壓力。在排氣口和螺桿最后區(qū)段之間，有時要設(shè)置齒形盤原件，對纖維進(jìn)行均化，保證玻纖均勻分布。 

工藝因素

（1）玻纖的加入

長玻纖和短玻纖的加入采用不同的方法。

①短玻纖一般用計量加料裝置加入，但是當(dāng)短切玻纖長度大于6mm是，可采用振動計量加料裝置，將聚合物和玻纖的預(yù)混料一同加入，否則會造成纖維和樹脂的分離。為提高產(chǎn)量，可采用側(cè)加料裝置由側(cè)加料口加入。

②長玻纖比較容易加入，不需要特別的加料裝置，只要把加掛起來的長玻纖引入雙螺桿的加料口即可。

（2）玻纖加入的位置

一般情況下，聚合物是在第一（主）加料口加入，待其融化后，再將玻纖在下游加料口加入，即采用后續(xù)加料。因為后續(xù)加料，玻纖是加入到已熔融的聚合物中，熔體與纖維混合后，把纖維包起來，起到潤滑保護(hù)作用，減少纖維和樹脂混合過程中的過度折斷，有利于玻纖在熔體中的分散和分布。 

總結(jié)：在玻纖改性特別是長玻纖改性塑料過程中，影響玻纖的有效長度因素很多，上面簡單分析了部分較為關(guān)鍵的因素。所以，最終還是得從產(chǎn)品的性能來進(jìn)行反饋，工藝、設(shè)備和配方是否恰當(dāng)。

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