Panduan Pemilihan · Diperbarui 18 Juli 2026 · Pusat R&D Juhai

Cara Memilih Kandungan Serat Kaca yang Tepat (15% → 50%) untuk PA6 Nilon Termodifikasi

Kandungan serat kaca adalah variabel formulasi yang paling berpengaruh pada PA6 termodifikasi — namun lebih banyak tidak selalu lebih baik. Panduan ini memetakan trade‑off aktual sifat mekanis, termal, dimensi, permukaan, dan biaya pada setiap pemuatan GF dari 15% hingga 50%, sehingga Anda dapat memilih grade yang memenuhi spesifikasi tanpa membayar mahal untuk kaca yang tidak dibutuhkan.

Daftar Isi

1. 1. Mengapa Persentase GF adalah Faktor Formulasi Utama

2. 2. Kurva Sifat Mekanis Berdasarkan Persentase GF

3. 3. Ketahanan Panas (HDT) vs Persentase GF

4. 4. Penyusutan, Lengkungan & Stabilitas Dimensi

5. 5. Kualitas Permukaan & Serat Mengambang

6. 6. Pertimbangan Pemrosesan & Perkakas Cetakan

7. 7. Optimasi Biaya‑per‑kg vs Kekakuan‑per‑Dolar

8. 8. Referensi Pemilihan Berdasarkan Aplikasi

9. 9. Daftar Periksa Keputusan 30‑Detik

10. 10. Pertanyaan yang Sering Diajukan

11. 11. Ringkasan & Langkah Selanjutnya

1. Mengapa Persentase GF adalah Faktor Formulasi Utama

PA6 termodifikasi dalam bentuk paling sederhana adalah matriks PA6 (polikaprolaktam) yang diperkuat serat‑E terpotong, dikompaun dengan ekstruder sekrup ganda. Dari semua variabel formulasi yang tersedia bagi produsen kompaun — persentase GF, panjang serat, agen kopling, pelumas, penstabil panas, modifikasi impak, penghambat api, warna — persentase serat kaca menentukan 70‑80% performa mekanis dan termal yang diukur pada bagian jadi. Jika persentase GF tepat, sisa formulasi hanya penyesuaian halus. Jika salah, tidak ada penyesuaian aditif apapun yang bisa menyelamatkan desain.

Tantangannya adalah persentase GF merupakan tombol pertukaran sifat, bukan tombol "semakin banyak semakin bagus". Penambahan kaca meningkatkan tarik, lentur dan HDT — namun juga meningkatkan massa jenis, menurunkan impak berlekuk di atas ~30%, memperburuk penyusutan anisotropik, menurunkan kualitas permukaan, memperpendek panjang serat yang tersisa, mempercepat keausan sekrup, dan menaikkan biaya per kg. Persentase GF yang tepat adalah yang memenuhi sifat desain kritis dengan total biaya terendah serta permukaan dan lengkungan yang dapat diterima. Panduan ini memberikan data untuk membuat keputusan tersebut.

2. Kurva Sifat Mekanis Berdasarkan Persentase GF

Semua nilai di bawah adalah nilai khas produksi Juhai Plastics pada spesimen ISO (kondisi cetak kering, 23°C, RH 50%). Selalu konfirmasi data lot spesifik pada CoC.

Pengamatan Penting dari Kurva

• Modulus tarik meningkat hampir linear dengan persentase GF — dari 0% ke 50% modulus hampir 5 kali lipat. Ini adalah sifat yang paling sering ditentukan insinyur.

• Kekuatan tarik naik namun hasilnya semakin berkurang di atas 35% — setiap tambahan 5% GF memberikan peningkatan kekuatan lebih kecil dari 5% sebelumnya, karena panjang serat tersisa menurun dan interaksi antar‑serat menyebabkan konsentrasi tegangan.

• Impak Izod berlekuk mencapai puncak di sekitar 30% sekitar ~12 kJ/m², lalu menurun di atas 35%. Ini berlawanan dugaan — banyak insinyur menganggap "semakin banyak kaca semakin tangguh", namun di atas 30% matriks terlalu encer untuk menyerap energi retak dan serat menjadi sumber konsentrasi tegangan.

• Pemanjangan turun drastis — PA6 tanpa penguat punya pemanjangan 120%, sedangkan pada 30% GF hanya 2,5%. Bagian menjadi kaku tapi rapuh; fitur snap‑fit perlu didesain ulang untuk mendapatkan fleksibilitas.

3. Ketahanan Panas (HDT) vs Persentase GF

Penambahan serat kaca mengunci wilayah amorf dan kristalin matriks PA6, sehingga menaikkan suhu defleksi panas secara drastis. Kurva naik tajam sampai 30%, lalu mendatar:

Kesimpulan praktis: Jika suhu operasi kontinu di bawah 120°C, 30% GF adalah titik optimal termal — di atas 30% Anda membayar kaca yang hanya menambah ~10°C HDT. Untuk penggunaan kontinu 140°C+, gunakan kopolimer PA6/PA66 ETF02 (HDT 210°C) atau PA66 murni, jangan menaikkan GF PA6 di atas 35%.

4. Penyusutan, Lengkungan & Stabilitas Dimensi

Perilaku penyusutan adalah tempat di mana anggapan "semakin banyak kaca semakin bagus" paling salah. Serat kaca menekan penyusutan arah aliran dengan kuat, tapi penyusutan arah melintang hampir tidak berubah — sehingga selisih antara arah aliran dan arah melintang membesar, dan selisih inilah yang menyebabkan lengkungan.

Lihat baris rasio anisotropi: pada 50% GF, penyusutan arah melintang adalah 4 kali penyusutan arah aliran. Pelat datar yang dicetak dengan 50% GF akan melengkung jelas keluar cetakan — ini berlawanan dengan anggapan "semakin banyak kaca semakin stabil". Untuk benar‑benar mengurangi lengkungan pada bagian datar:

• Posisikan saluran masuk cetakan sehingga aliran searah sumbu panjang bagian (menyelaraskan serat ke arah panjang);

• Naikkan suhu cetakan menjadi 80‑90°C untuk memperlambat pendinginan dan melepaskan tegangan internal;

• Pertimbangkan PA6 berisi mineral (misal talk atau wollastonite) yang lebih isotropik, atau kopolimer PA6/PA66;

• Jika kerataan mutlak sangat penting, JANGAN melebihi 30‑35% GF — perbaiki desain rusuk dan keseragaman dinding sebagai gantinya.

5. Kualitas Permukaan & Serat Mengambang

Setiap penambahan 5% GF menurunkan kualitas permukaan secara teratur. Serat kaca yang mencapai permukaan cetakan menimbulkan tampilan "serat mengambang" atau "garis perak" — serat pendek yang menembus lapisan kulit polimer.

Jika membutuhkan permukaan cat kelas‑A dengan GF tinggi, ada tiga pilihan nyata:

1. Pakai cetakan variotherm (panas‑dingin) — dinginkan cetakan saat pengisian lalu panaskan saat penahan tekanan untuk mempertebal lapisan kulit polimer;

2. Tentukan paket aditif kosmetik (Juhai menyediakan grade kosmetik PA6 GF30 "CF");

3. Ganti ke kopolimer PA6/PA66 seperti ETF02 — kopolimer viskositas lebih rendah membasahi serat lebih baik sehingga menghasilkan kulit permukaan lebih halus pada persentase GF yang sama.

6. Pertimbangan Pemrosesan & Perkakas Cetakan

Suhu Lelehan dan Cetakan

Semua grade PA6 GF memiliki rentang pemrosesan hampir sama: suhu laras 240‑265°C, suhu cetakan 60‑80°C (disarankan 80°C untuk kristalisasi dan kualitas permukaan). Persentase GF lebih tinggi mungkin butuh suhu laras 5‑10°C lebih tinggi untuk menjaga aliran karena lelehan lebih kental.

Keausan Perkakas Cetakan

Serat kaca bersifat abrasif. Pemilihan baja cetakan dan biaya perawatan meningkat seiring persentase GF:

• 0‑10% GF: Baja P20 standar cukup untuk umur >100.000 tembakan;

• 30% GF: P20 dengan sisipan dikeraskan di area aliran tinggi (saluran masuk, saluran runner);

• 35‑40% GF: Disarankan baja cetakan H13 atau S7 dengan sisipan saluran masuk bernitrasi; siapkan biaya perbaikan saluran masuk setiap 50‑100 ribu tembakan.

Panjang Aliran Maksimum

Persentase GF yang lebih tinggi memperpendek panjang aliran maksimum. Sebagai aturan kasar pada ketebalan dinding 1 mm, panjang aliran maksimum turun dari ~150 mm (0% GF) menjadi ~80 mm (30% GF) lalu ~50 mm (50% GF). Desain saluran masuk tambahan atau rusuk lebih tebal pada bagian GF tinggi guna menghindari cacat tidak terisi penuh.

Pengeringan

Semua grade PA6 GF bersifat higroskopis dan harus dikeringkan 80°C × 4 jam sampai kelembapan ≤0,08% memakai pengering dehumidifier, tanpa peduli persentase GF. Baca panduan lengkap pengeringan nilon kami Panduan Pengeringan Nilon Injeksi.

7. Optimasi Biaya‑per‑kg vs Kekakuan‑per‑Dolar

Harga EXW pertengahan 2026 untuk grade PA6 GF standar Juhai Plastics, beserta nilai kekakuan per dolar (modulus tarik ÷ harga per kg) — metrik yang benar‑benar penting saat mengoptimalkan biaya:

Titik optimal adalah 30‑35% GF versi hemat biaya — pada pemuatan ini, kekakuan per dolar mencapai puncak 5.400‑5.700 MPa per USD. Di atas 35%, biaya kaca (dan penurunan output kompaun) bertambah lebih cepat daripada pertumbuhan kekakuan. Grade 50% hanya masuk akal jika Anda membutuhkan nilai modulus mutlak (13 GPa) sesuai spesifikasi, bukan untuk optimasi biaya.

8. Referensi Pemilihan Berdasarkan Aplikasi

9. Daftar Periksa Keputusan 30‑Detik

10. Pertanyaan yang Sering Diajukan

11. Ringkasan & Langkah Selanjutnya

Dalam satu kalimat: Untuk 80% aplikasi struktural, PA6 30% GF versi hemat biaya (BFE06) memberikan nilai kekakuan per‑dolar terbaik; pindah ke 35% GF (GBA35) hanya jika mengganti PA66 GF30; batasi maksimal 30% GF untuk bagian datar atau kosmetik; gunakan di atas 35% GF hanya jika gambar desain mutlak mensyaratkan modulus >11 GPa. Selalu validasi grade dengan sampel 25 kg dan uji cetakan satu rongga sebelum masuk produksi massal.