碳纖增強 PPO 注塑時避免纖維外露的方法

一、原料預(yù)處理

1. 碳纖維表面處理

碳纖維表面相對光滑，與 PPO 基體的結(jié)合力較弱，容易導(dǎo)致纖維外露。通過表面氧化處理，如采用濃硝酸、濃硫酸等強氧化劑對碳纖維進行處理，可在其表面引入羥基、羧基等極性基團，提高碳纖維與 PPO 基體的界面相容性 ；還可以使用偶聯(lián)劑處理，常見的硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑等，能夠在碳纖維和 PPO 之間形成化學(xué)鍵連接，增強兩者的結(jié)合力，減少纖維外露風(fēng)險。

2. PPO 樹脂干燥

PPO 樹脂具有吸濕性，水分的存在會在注塑過程中產(chǎn)生氣泡，影響熔體的均勻流動，進而引發(fā)纖維外露。在注塑前，需將 PPO 樹脂在 120 - 140℃的溫度下干燥 4 - 6 小時，使樹脂含水率降至 0.02% 以下，保證樹脂的干燥程度，提升熔體質(zhì)量。

二、注塑工藝優(yōu)化

1. 溫度控制

料筒溫度直接影響 PPO 熔體的流動性。溫度過低，PPO 熔體黏度大，流動性差，碳纖維難以被充分包覆，容易外露；溫度過高，PPO 可能發(fā)生分解，降低材料性能。一般而言，料筒前段溫度控制在 260 - 280℃，中段溫度在 250 - 270℃，后段溫度在 230 - 250℃，噴嘴溫度略高于料筒前段溫度，在 270 - 290℃。同時，模具溫度也很關(guān)鍵，適當提高模具溫度（如 60 - 80℃），可以降低熔體冷卻速度，使 PPO 熔體有更充足的時間填充模具型腔，更好地包覆碳纖維，減少纖維外露。

2. 注射速度與壓力

注射速度過快，熔體在模具型腔內(nèi)流動不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生湍流，導(dǎo)致碳纖維分布不均，增加纖維外露幾率；注射速度過慢，則會使熔體提前冷卻，無法充滿模具型腔。應(yīng)采用適中的注射速度，一般在 30 - 60mm/s 。注射壓力要足夠，以保證熔體能夠充分填充模具型腔，使碳纖維被完全包覆，但壓力過大也會導(dǎo)致制品產(chǎn)生飛邊等缺陷，通常注射壓力控制在 80 - 120MPa 。保壓階段同樣重要，保壓壓力一般為注射壓力的 60% - 80%，保壓時間根據(jù)制品厚度而定，通常為 10 - 30s，確保制品的密實度，避免因收縮導(dǎo)致纖維外露。

3. 螺桿轉(zhuǎn)速

螺桿轉(zhuǎn)速過高會使碳纖維在螺桿內(nèi)受到過度剪切，導(dǎo)致纖維斷裂變短，短纖維更容易外露；轉(zhuǎn)速過低則會影響混煉效果和生產(chǎn)效率。合適的螺桿轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在 30 - 60r/min，保證碳纖維與 PPO 樹脂充分均勻混合的同時，避免纖維過度損傷。

三、模具設(shè)計改進

1. 澆口設(shè)計

澆口的位置和形式對熔體流動影響很大。采用多點澆口可以使熔體更均勻地填充模具型腔，減少因流動不平衡導(dǎo)致的纖維外露。澆口尺寸也需合理設(shè)計，尺寸過小，熔體流動阻力大，容易產(chǎn)生高剪切速率，損傷碳纖維；尺寸過大，則會導(dǎo)致熔體在澆口處凝固時間延長，影響制品外觀和生產(chǎn)效率。一般側(cè)澆口寬度為 1 - 3mm，深度為 0.5 - 1.5mm；點澆口直徑為 0.8 - 1.2mm 。

2. 流道設(shè)計

流道應(yīng)盡量避免急轉(zhuǎn)彎和截面突變，保證熔體流動順暢。采用圓形截面流道，其熔體流動阻力小，有利于熔體均勻流動。流道直徑根據(jù)制品大小和注射量確定，一般主流道直徑為 4 - 8mm，分流道直徑為 3 - 6mm 。同時，對流道表面進行拋光處理，降低表面粗糙度，減少熔體流動阻力，避免因流動不暢導(dǎo)致纖維外露。

3. 排氣設(shè)計

模具內(nèi)的空氣若不能及時排出，會在型腔內(nèi)形成高壓，阻礙熔體流動，導(dǎo)致碳纖維不能被完全包覆而外露。在模具分型面、頂針等位置開設(shè)排氣槽，排氣槽深度一般為 0.02 - 0.05mm，寬度為 3 - 5mm ，確保模具內(nèi)空氣能夠順利排出，保證熔體填充效果。

四、設(shè)備維護與操作

1. 螺桿與料筒維護

螺桿和料筒是注塑設(shè)備的關(guān)鍵部件，長期使用后會出現(xiàn)磨損。磨損的螺桿和料筒會使物料混合不均勻，影響碳纖維的分散和包覆效果。定期檢查螺桿和料筒的磨損情況，當磨損嚴重時及時更換，保證設(shè)備的正常工作性能。

2. 操作人員培訓(xùn)

操作人員的技能水平和操作規(guī)范對注塑制品質(zhì)量有直接影響。加強對操作人員的培訓(xùn)，使其熟悉碳纖增強 PPO 注塑的工藝特點和操作要點，嚴格按照工藝規(guī)程進行操作，避免因操作不當導(dǎo)致纖維外露等質(zhì)量問題。

以上從多維度提供了避免纖維外露的方案。你可根據(jù)實際生產(chǎn)情況嘗試調(diào)整，若還有其他注塑細節(jié)想了解，歡迎隨時跟偉才塑膠溝通。