Glasmikrokügelchen zur Verformungsverhinderung von technischen Kunststoffen
Verzugshemmende Glasmikrokügelchen sind kugelförmige anorganische Füllstoffe, die speziell für technische Kunststoffe entwickelt wurden. Sie sind als Hohl- und Vollmaterial erhältlich und zeichnen sich durch eine einheitliche Partikelgröße, eine glatte Oberfläche und eine hervorragende Isotropie aus. Sie werden häufig in modifizierten technischen Kunststoffen eingesetzt, um Verzug, Schrumpfung und Dimensionsinstabilität beim Spritzgießen und im Langzeiteinsatz zu verhindern.
I. Gründe für die verzugshemmende Wirkung von Glasmikrokügelchen
Verzug ist im Wesentlichen eine Verformung, die durch ungleichmäßiges Schrumpfen in alle Richtungen nach dem Kunststoffformen, Spannungsabbau und Unterschiede in der Wärmeausdehnung und -kontraktion verursacht wird. Glasmikrokügelchen wirken diesem Problem an der Wurzel durch Verbesserungen der Struktur und der physikalischen Eigenschaften entgegen:
1. Beseitigung von Orientierungsunterschieden.
Glasmikrokügelchen sind feste oder halbfeste, kugelförmige Partikel und gehören zu den isotropen Füllstoffen. Im Gegensatz zu Glasfasern, Talkum und Glimmer richten sie sich beim Spritzgießen nicht in Fließrichtung aus, wodurch Verzug aufgrund ungleichmäßiger Schrumpfung in Fließrichtung bzw. senkrecht dazu vollständig vermieden wird.
2. Reduzierung der Formschrumpfung.
Die starren Glaskugeln nehmen feste Positionen ein, wodurch die Abkühlung und Schrumpfung der Polymerketten begrenzt wird. Dies reduziert die gesamte Formschrumpfungsrate erheblich und minimiert Verformungen und Dellen, die durch Volumenschrumpfung nach dem Entformen entstehen.
3. Reduzierung der inneren Eigenspannungen.
Die glatte Oberfläche der sphärischen Partikel führt zu einem geringen Schmelzscherwiderstand und niedrigerem Formfülldruck, wodurch die Scherspannung und die Orientierungsspannung in der Form deutlich reduziert werden. Die langsame Spannungsentlastung nach dem Formgebungsprozess verhindert Verzug.
4. Unterdrückung der thermischen Verformung
Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Borosilikatglas ist deutlich geringer als der von technischen Kunststoffen. Nach der Laminierung verringert sich der thermische Ausdehnungskoeffizient insgesamt. Bei Temperaturwechseln und Änderungen der Umgebungstemperatur wird die Dimensionsverformung eingeschränkt, wodurch ein Verzug durch Temperaturänderungen verhindert wird.
II. Wichtigste Anwendungsvorteile
1. Ausgezeichnete Dimensionsstabilität
Die gleichmäßige Schrumpfung in alle Richtungen führt zu hochpräzisen Produkten, die sich für Präzisionsbauteile und optische Komponenten eignen. Sie verformen sich auch bei langfristiger Nutzung nicht so leicht.
2. Gute Verarbeitungsleistung
Eine verbesserte Schmelzfließfähigkeit ermöglicht ein schnelleres Spritzgießen und kann die Verarbeitungstemperatur und den Druck reduzieren, wodurch Verformungen durch Prozessspannungen minimiert werden.
3. Geringer Formverschleiß
Sphärische Partikel weisen einen deutlich geringeren Abrieb auf als Glasfasern und Mineralpulver, wodurch Kratzer an Formen und Schrauben bei der Langzeitproduktion vermieden werden.
4. Leichtgewicht
Die geringe Dichte reduziert das Produktgewicht und verhindert gleichzeitig Verformungen, wodurch ein Gleichgewicht zwischen Gewichtsreduzierung und Dimensionsstabilität geschaffen wird.
5. Ausgewogene mechanische Eigenschaften
Im Gegensatz zu Glasfasern verursacht es keine Versprödung oder Oberflächenaufrauung bei Produkten, was zu einer glatteren Oberflächenbeschaffenheit führt.
6. Verbesserte Temperatur- und Witterungsbeständigkeit.
Verbesserte Hitzebeständigkeit und thermische Stabilität, was zu einer höheren Widerstandsfähigkeit gegen Verformung unter hohen und niedrigen Temperaturbedingungen führt.
