玻纤增强PEI的加工成型
玻纤增强 PEI 的加工成型主要有以下几种方法： 注塑成型 原理：将玻纤增强 PEI 颗粒加入注塑机的料筒中，加热使其熔化，然后在高压下将熔融的材料注入模具型腔中，经冷却固化后得到所需形状的制品。 优点：生产效率高，可实现自动化生产，制品尺寸精度高、表面质量好，能制造形状复杂的零件，适用于大规模生产。 缺点：设备投资较大，模具成本高，对材料的流动性要求较高，不适用于大型或厚壁制品的生产。 工艺要点： 干燥处理：注塑前需对材料进行干燥，一般在 150℃下干燥 4-6 小时，将树脂含水量降至 0.05% 以下，防止制品表面出现银丝等缺陷。 温度控制：料筒温度通常设定在 340℃-425℃，喷嘴温度也应保持在 PEI 的熔融范围内，一般不低于 350℃；模具温度一般在 65℃-175℃，模温为 95℃左右，较高的模具温度有助于增加熔体流动性、改善熔接缝强度、提高耐热性和耐化学性，并减少制件内应力。 压力控制：注射压力一般在 60MPa-100MPa 之间，实际压力需根据制品的几何形状、壁厚等因素进行调整；螺杆背压建议维持在 0.345MPa-0.689MPa，加工玻纤增强 PEI 时宜取下限，避免玻纤破损。 速度控制：较快的注射速度可为熔体提供较大的流动长度，利于充满薄壁制件并获得较好的外观质量，但在加工厚壁制件或采用主流道浇口和边缘浇口时，应采用慢速注射，防止溢料和蛇形喷射现象。 设备选择：推荐选用长径比为 16-24:1、压缩比为 1.5-3:1 的通用螺杆，对于玻纤增强 PEI 通常要求使用双金属料筒和螺杆，以减少机械磨损；止回环应选用滑动型，熔体流动槽间隙每边为 3 毫米，滑动环滑动距离为 5 毫米，止回环熔体流动区的截面积应与螺杆均化区熔体流动区的截面积相等；喷嘴宜选用均匀直径的通用喷嘴，最小直径为 4.5 毫米，平直部分长度为 4-5 毫米，并装有单独的加热器。 挤出成型 原理：将玻纤增强 PEI 颗粒加入挤出机的料筒中，经加热、熔融、加压后，通过挤出机的口模挤出成为具有一定形状和尺寸的连续型材，如棒材、管材、板材等，再经冷却定型得到制品。 优点：生产过程连续，效率高，可生产各种截面形状的制品，设备成本相对较低，制品的长度可根据需要任意切割。 缺点：制品的截面形状相对简单，尺寸精度不如注塑成型高，对材料的配方和工艺控制要求较高。 工艺要点： 温度控制：挤出温度一般在 320℃-380℃之间，确保材料能够充分熔融并具有良好的流动性，但温度不宜过高，以免材料降解。 螺杆转速：螺杆转速通常在 20rpm-60rpm 之间，转速过快可能导致玻纤取向不均匀，影响制品的性能；转速过慢则会影响生产效率。 牵引速度：牵引速度应与挤出速度相匹配，以保证制品的尺寸稳定性和表面质量，一般牵引速度略快于挤出速度。 模压成型 原理：将玻纤增强 PEI 预浸料或片状模塑料裁剪成合适的形状和尺寸，放入模具中，在加热和加压的条件下使其固化成型。 优点：制品的尺寸精度高、表面质量好，纤维取向性好，可获得较高的强度和刚性，适用于制造大型、厚壁、高性能的制品。 缺点：生产效率较低，模具成本高，不适合生产形状复杂的制品。 工艺要点： 材料准备：选择合适的预浸料或片状模塑料，并确保其质量均匀、玻纤分布均匀。 模压温度：一般在 300℃-360℃之间，具体温度需根据材料的种类和制品的要求确定。 模压压力：压力在 5MPa-20MPa 之间，适当的压力有助于排出材料中的气体，使制品更加致密。 保压时间：根据制品的厚度和尺寸确定保压时间，一般保压时间在 1-10 分钟不等，以确保材料充分固化。 热压罐成型 原理：将玻纤增强 PEI 预浸料铺放在模具中，密封后放入热压罐中，加热并施加一定的压力，使预浸料在高温高压下固化成型。 优点：可制造大型、复杂形状的高性能复合材料制品，制品的纤维含量高、孔隙率低，力学性能优异。 缺点：设备投资大，生产成本高，生产周期长。 工艺要点： 铺层设计：根据制品的受力要求进行合理的铺层设计，确保玻纤的取向和分布符合设计要求。 温度控制：热压罐温度一般在 350℃-450℃之间，升温速率不宜过快，以免产生热应力。 压力控制：压力在 0.5MPa-2MPa 之间，在固化过程中需保持压力稳定。 保温时间：根据材料的厚度和固化特性确定保温时间，一般在 1-5 小时之间 。 纤维缠绕成型 原理：将浸过树脂的连续玻纤按照一定的规律缠绕在芯模上，然后经过固化、脱模等工序得到玻纤增强 PEI 制品。 优点：可根据制品的受力要求设计纤维的缠绕方式和角度，使制品具有良好的强度和稳定性，能制造形状复杂的回转体零件，如管材、容器等。 缺点：设备复杂，投资大，生产效率较低，对操作人员的技术水平要求较高。 工艺要点： 纤维选择：选用与 PEI 树脂相容性好的玻纤，以确保良好的界面结合强度。 树脂含量控制：控制好树脂的含量，一般树脂含量在 30%-40% 之间，过多或过少都会影响制品的性能。 缠绕张力：适当的缠绕张力可使玻纤均匀分布并紧密贴合在芯模上，但张力不宜过大，以免损伤玻纤。 固化制度：根据树脂的固化特性制定合理的固化制度，包括升温速率、保温温度和保温时间等。