An experimental study of the water-assisted injection molding of glass fiber filled poly-butylene-terephthalate (PBT) composites

PBT玻璃纤维增强复合材料水辅注塑成型的实验研究

摘要：本报告的目的是通过实验研究聚对苯二甲酸丁二醇复合材料水辅注塑的成型工艺。实验在一个配备了水辅注塑统的80吨注塑机上进行，包括一个水泵，一个压力检测器，一个注水装置。实验材料包括PBT和15%玻璃纤维填充PBT的混合物以及一个中间有一个肋板的空心盘。实验根据水注入制品的长度的影响测得了各种工艺参数以及它们的机械性能。XRD也被用来分别材料和结构参数。最后,作了水辅助和气体辅助注塑件的比较。实验发现熔体压力,熔融温度，及短射类型是影响水注塑行为的决定性参数。材料在模具一面比在水一面展示了较高的结晶度。气辅成型制品也要比水辅成型制品结晶度高。另外，制品表面的玻璃纤维大部分取向与流动方向一致，而随着离制品表面距离的增加，越来越多的垂直与流动方向。

关键词：水辅注塑成型，玻璃纤维增强PBT，工艺参数，机械性能，结晶，

1．前言

依靠重量轻，成型周期短，消耗低，水辅注塑成型技术在塑料制品制造方面已经取得了突破。在水辅注塑成型中，模具行腔被部分注入聚合物熔体，而后向这些聚合物中心注入水。水辅注塑成型的原理如图1

图1 水辅注塑成型的原理如图

水辅注塑成型能够在更短的循环时间内生产出收缩小，翘曲小，表面质量好的各种薄厚的制品。水辅注塑成型工艺也可根据工具及设备的承受压力在设计，节省材料，减轻重量，减少成本方面取得更大的自由。典型的应用有棒，管材，水路管网建设用的大型复合结构管。另一方面，尽管有很多优势，由于加入了额外的工艺参数，模具和工艺控制变的更加严峻和困难。水也可能腐蚀模具钢，同时一些材料包括热塑性塑料难以成型。成型后水的清除也是对这个新技术的一个挑战。表1列出了水辅注塑成型技术的优势和局限性。

表1

水辅注塑成型有优势超过它更有名的竞争对手，气辅注塑成型，因为依靠水在成型过程中更好的冷却能力，水辅注塑成型获得了更短的成型周期。它的不可压缩性，低成本以及易循环利用，水成为这一过程的理想媒介。既然水不会溶解和扩散到聚合物熔体中，那么经常在气辅成型工艺出现的气泡现象也便消除了。另外，水辅注塑成型能更好的用小剩余壁厚成型大型制件。表2是对水辅和气辅成型工艺的一个比较。

表2水辅和气辅成型工艺比较。

随着对密度小，强度高，价格便宜，成型周期短的优良性能材料需求的增加，塑料工程是一个不可忽视的