热流道技术在竹纤维增强塑料加工中的应用

德国的PMG Geotex公司开发了一种新的填充塑料，采用竹纤维对聚合物进行改性，以提高强度并降低产品成本。为了验证采用热流道来加工这种塑料是否可行，该公司携手GüNTHER Heisskanaltechnik公司，选择了针点式热嘴和阀浇口热嘴进行试验。

君特注塑系统(上海)有限公司位于德国Chemnitz的PMG Geotex公司开发出了一种掺杂了独特填充材料的塑料。不同于通常的玻璃纤维，该公司采用竹纤维对聚乙烯或聚丙烯进行改性。取决于它们的长度，竹纤维可使用在不同的方面。例如，较长的纤维可混合在砂浆板或混凝土中，以防止其在干燥中产生开裂;较短的竹纤维可与塑料复合，起到增强或填充的作用。这些纤维同聚合物之间产生化学交联，使得材料的强度比未经增强的塑料的强度更好。此外，用它作为填充材料还可以降低产品的价格。

添加了30%竹纤维的PP，其性能介于未经增强的PP和添加了20%玻璃纤维的PP之间。一般采用传统的冷流道来加工这些塑料没有什么问题，然而，人们更关注于采用热流道来进行加工的可能性。为此，PMG Geotex公司和GüNTHER Heisskanaltechnik公司一起做了试验，结果表明：采用热流道来加工填充了竹纤维的塑料是可行的。

在试验中，采用了3种塑料(PP、LDPE和HDPE)，它们均添加了30%的竹纤维。这3种塑料分别被命名为：Vliesolen BF 30(PP-2/30-HM1)、Vliesolen BF 30(LDPE-2/30-HS2)以及Vliesolen BF 30 (HDPE-1/30-HM1)。这几种材料所用试验模具为2腔模具，并在模具中交替采用两种喷嘴：针点式喷嘴5SHT50S和阀浇口喷嘴5NHT50LA。

具有双组分轴的标准热流道喷嘴5SHT50(专利)。在轴的前端区域，喷嘴具有良好的隔热性
值得注意的是，小浇口在此是不适合的，因为竹纤维比玻璃纤维长，可能会堵塞浇口。而如果注射浇口直径为1.6mm(5SHT50)或是1.4mm(5NHT50LA)，便可以毫无阻碍地加工上述材料。

在测试中使用的针点式热流道喷嘴5SHT50S，其特点在于喷嘴的双组分轴。这种结构为热流道喷嘴和模具之间提供了优良的隔热性能。同时，这种热分离也对喷嘴内的温度控制产生了积极的影响。该热流道喷嘴很适合加工标准塑料、工程塑料和高温塑料。在加工填充塑料时，由具有良好热传导性的硬质合金制成的喷嘴嘴尖，可提供非常好的抗磨损性能。

另外，阀浇口喷嘴5NHT50LA可使产品达到无痕迹的浇口质量。这种喷嘴的特点是使用寿命长，循环周期短。其另一优点在于，所有的磨损部件易于更换。这一特点可避免喷嘴堵塞、部分填充、流延和浇口质量差等缺陷，还可使加工时间更短。取决于不同的应用需求，通过使用阀浇口喷嘴，其加工周期最多可降低20%。

通过对这两种热流道喷嘴的温度控制进行优化，使得材料可在制造商推荐的温度下进行加工。取决于聚合物基材和喷嘴的类型，注射压力在700~1100bar(70~110MPa)之间。最终的产品质量令人信服：由针点式喷嘴生产出的样品呈现出良好的浇口质量，它最大可达到大约0.15mm高的撕切高度;在加工这几种测试材料时，阀浇口喷嘴可实现最佳的浇口质量。

竹纤维增强塑料的耐热性相当高，在测试中经过10min的模拟设备闲置时间后，再次采用这两种热流道喷嘴加工材料，未出现任何问题。没有必要采用更高的喷嘴温度，产品也没有发生热降解。

由此可见，采用GüNTHER Heisskanaltechnik公司的热流道系统来加工3种竹纤维增强的塑料，是完全可行的。这使得制造出具有良好性价比、经济的产品成为可能。