尼龍（PA）用玻璃纖維(GF)增強改性后，其強度、硬度、耐疲勞性、尺寸穩(wěn)定性、耐蠕變性等均有很大提高。玻纖在PA樹脂基體中的分散性與粘結(jié)強度對產(chǎn)品性能影響很大。在實際生產(chǎn)過程中，玻纖增強PA注射成型制品常存在各種缺陷。

近日，國高材分析測試中心收到客戶咨詢，他們需要制備100*100*2mm的玻纖增強PA方板，每批次約500片，制備的時候，由于增強PA容易出現(xiàn)外觀不良，造成材料投入成本上漲50%，希望國高材分析測試中心能找到其外觀不良的原因并給出優(yōu)化方案。

01定位問題

問題1：客戶的增強PA出現(xiàn)的外觀不良是哪種不良？

分析：注塑常見的外觀不良很多，本次注塑的樣品為流道簡單的對稱方板，無頂針頂出，影響因素可以進一步縮小。 從客戶提供的樣品發(fā)現(xiàn)，主要不良包括①表層條紋狀白化，②色差，③光澤度差異，④料花。

問題2：客戶的注塑工藝是否與國家推薦標準相符？

分析：根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，客戶的注塑設(shè)備未配備模溫機，此因素可能與國家推薦標準的差異。

02試驗方案制定

結(jié)合上面2個思考，制定試驗方案如下。

樣品分三批次制備，第一批次（500片）按照客戶現(xiàn)有制備工藝制備。第二批次（500片）待第一批次結(jié)果評價完，調(diào)整工藝后制備。

考慮到模溫的影響，讓注塑員對樣品按注塑順序進行了分裝，每100片方板裝一袋。

第一批次典型外觀照片如圖：

從外觀看，1-10模和11-100模取樣的樣品典型無光澤，表面有料花，但是不嚴重。201-300模和401-500模取樣的樣品光澤度良好，拍攝時反光清晰。未出現(xiàn)條紋狀白化等外觀不良。

光澤度測試結(jié)果見下表：

從曲線看，在前100模光澤度變化較大，而100模以后，光澤度變化相對較小（15%以內(nèi)）。

該材料為玻纖增強PA，未出現(xiàn)條紋狀白化可以理解為材料烘干效果是可以滿足要求的（含水量0.2%以內(nèi)），光澤度的較差的原因主要有熔體溫度、模具溫度過低；速度過低；壓力過低；材料水分含量高，烘干不充分；纖維與材料的界面結(jié)合不好等等。

從微觀流變角度理解如下：

塑膠在模腔內(nèi)流動時，受到微剪切作用，導致分子配向不同，凝固層存在最高的剪切率，故此區(qū)域的分子配向也是最高的。中心區(qū)域的剪切率較低，中間區(qū)域的分子配向也較低。

將客戶的注塑工藝與標準要求進行對比：

從注塑工藝對比看，除了熔體溫度，其他條件都與標準有差異。而樣品光澤度測試結(jié)果具有明顯的時間規(guī)律，以上影響因素具有明顯時間規(guī)律的是模具溫度。

改進方案：結(jié)合客戶沒有模溫機的現(xiàn)狀，采用洗機過程中用聚苯乙烯洗機料提前提高模具溫度的方法，洗機料充模20模，冷卻時間10s。

03案例結(jié)果

在沒有模溫機的現(xiàn)狀下，客戶采用了國高材分析測試中心提供的優(yōu)化方案，重新注塑的玻纖增強PA表面光澤度結(jié)果如下：

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