Page 49 - 《橡塑技术与装备》2025年5期
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综述与专论
SPECIAL AND COMPREHENSIVE REVIEW
和工艺条件的优化，制品的力学性能可以接近 GMT 传统螺杆因前后螺槽压力变化导致玻纤剧烈折损。
制品。另外还有成型周期短、制品没有边角废料、回 原理要求螺杆结构分段构型 + 波浪状分散设计，
收方便等优点。 引入强制挤压原理，利用波浪状形成体积脉动捏合作
在线配混要求高分子物料在完全熔融的状态中配 用，更快更好的传质传热，实现聚合物的可控降解，
混入硬材料玻璃纤维，对于纤维的分散性有较高的要 从而少用或不用增容剂的情况下提高聚合物 / 长玻纤
求。传统的螺杆不能胜任，要用专用设计的波浪状螺 界面相容性，以改善熔体和玻纤的分散性 [21] ，提升塑
杆。波浪螺杆的设计采用无压缩、低剪切流变原理， 化熔体与长玻纤的混合效果，这在在线配混连续注射
前后螺槽容积不变，实现前后螺槽熔体的等压，避免 成型加工塑化和分散方面是一个创新，如下图 6 所示。
图 6 无压缩低剪切波浪螺杆塑化熔融机理图
相比于传统的高分子材料加工成型原理都是基于 次循环加工过程中的降解程度的同时，还可大大减轻
剪切形变支配的塑化输运机理，波浪螺杆具有的强制 增强纤维被剪断的几率，保持纤维的长径比，从而提
挤压作用，使得在线配混注射成型技术在节能减排、 高制品的力学性能。
节约资源方面也有其突出的特点，主要表现为 ： 1.4 实际产品案例
（1）引入强制挤压作用，结合外加热系统，可以 利用在线配混注射成型方法加工长玻纤增强聚丙
使得物料能较快的达到熔融状态，缩短塑化输运的热 烯复合材料，制得的叶片如下图 7 所示。该注塑叶片
史和应力史，降低塑化输运能耗。 添加了 20% 的玻纤，通过与不加玻纤的纯聚丙烯进行
（2）物料在塑化输运过程依靠强制挤压推进，具 比较，制品的拉伸强度增长了 17.1%，拉伸模量增长
有完全正应力特性，物料速度方向与受力方向一致， 了 182.2%。制品的冲击强度相对于纯聚丙烯制品，足
效率提高。 足增长了 182.8%。可以看见，长玻纤注塑成型制品力
（3）塑化输运过程历程缩短，减少了长径比，相 学强度有很大的提升，在某些场合可以以塑代钢，节
应的塑化输运设备体积缩小，可节约钢材。 约宝贵的金属材料。
（4）塑化输运过程历程缩短，引入了强制挤压作
用，避免了强剪切作用，大大减弱了物料的降解速率， 2 长玻纤增强热塑性复合材料在线配混
物料的有效可循环利用次数增多，节约了高分子材料 [22] 。 成型技术的应用价值
（5）波浪状螺杆具有的强制挤压作用不仅能够大 2.1 长玻纤在线配混注塑成型技术的创新与
大缩短高分子材料加工的热机械历程，节能降耗，而 产业化进展
且这种加工过程对不相容塑料具有强制增容作用。 在线配混注塑成型技术是结合控制系统、在线配
实验证明，用传统螺杆加工设备不好加工的多相 混注塑成型系统和常规挤出系统实现对长玻纤与热塑
多组份体系，经强制挤压加工后制品性能大为改善， 性材料均匀配混的成型技术。在设备结构、工作原理
说明新设备对不同种类材料具有优异的相容性能。同 和成型方法有别于传统成型技术，对长玻纤增强热塑
时，由于避免了强剪切作用，在降低了高分子材料多 性复合材料在线配混注塑成型的研究均为创新性研究。
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