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还在为生产发愁?常见塑料的成型特性与工艺参数,请收下!

发布时间:2017-06-22 16:24:43点击率:

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在塑料的注塑成型过程中,因为产品的性能而导致“鱼和熊掌”难以兼得的尴尬境地。下面这些塑料的特性及工艺参数可助你在制品的加工成型上带来不少方便。
 
聚丙烯PP
1、 PP为非极性的结晶塑料,吸水率很低,约为0.03~0.04%,注塑时一般无需进行干燥(但是如果工艺需要的话,可在80~100℃下干燥1~2h)。
2、PP的熔点为165~170℃,最大结晶速率温度为120~130℃;成型温度范围较广,为205~315℃。料筒温度控制在210~280℃,喷嘴温度可比料筒最高温度低10~30℃。当制品壁厚大或树脂的MFR高时,料筒温度可降低至200~230℃。
3、 PP在高温加工的过程中虽不存在水解问题,但过高的温度或过长的受热时间都会引起分子链断裂而使分子量明显降低,性能变坏。
4、由于PP的结晶性,成型收缩率比较大。对注射成型制品,在箱孔、加强筋附近及壁厚较大的部位,容易产生缩孔、凹痕等。
5、成型过程中模内冷却不充分引起的结晶不足,易造成后结晶,从而导致后收缩变形。
6、如果冷却不均匀则容易造成结晶差异和不均匀的收缩,同时不均匀的密度变化(体积变化)和不均匀的温度变化还会诱发热残余应力。
7、在成型过程中,加入成核剂后可大大加快结晶速度,降低温度对球晶大小的影响,减小厚壁制品由于冷却不均匀所造成的结构不均匀性。同时因为结晶度增加,且结晶均匀,减轻了后结晶作用及成型制品的后收缩变形。
 
聚乙烯PE
1、吸湿性小(<0.01%),成型前可不干燥;必要时,可在70~80℃的温度下干燥1~2h。
2、 熔点:HDPE,约为130~137℃;LDPE,约108℃~115℃;分解温度在300℃以上。LDPE的料筒温度可控制在140~180℃之间,而HDPE则控制在180~220℃之间。
3、熔体流动性好,粘度低,粘度的剪切敏感性强(尤其是LDPE),加工过程中可采用较低的注射压力,一般在60~80MPa之间。
4、PE的注射速率选择中速或慢速,不宜采用高速注射,因为在高速注射过程中,PE存在熔体破裂的风险。
5、加工时模温的选择与PE的密度有关,通常情况下,LDPE的模温为35~60℃,HDPE则为50~80℃。
6、成型收缩率较大(1.5~3.5%),在制品壁厚不均匀处,加强筋处易产生瘪痕,不均匀的冷却很容易造成翘曲变形。
 
聚甲醛POM
1、POM是典型的热敏性塑料,240℃下会严重分解。在210℃的温度下,停留时间不能超过20分钟;即使在190℃下,停留时间最好也不能超过1小时。因此注塑过程中,在保证物料流动性的前提下,应尽量选用较低的成型温度和较短的受热时间。
2、POM的熔点很明显,均聚POM为175℃、共聚POM为165℃。成型时,料筒温度的分布:前段190~200℃,中段180~190℃,后段150~180℃,喷嘴温度为170~180℃。对于薄壁制品,料筒温度可适当提高一些,但是不能超过210℃。
3、POM吸湿性小,加工前树脂可不干燥。必要时,可在90~100℃以下干燥2~4小时。
4、POM的熔体粘度对剪切速率较为敏感。因此,要提高熔体流动性,不能单单提高温度,也要从提高注射速率和注射压力着手。大浇口、厚壁短流程、小面积的制品,注射压力为40~80MPa;一般制品在100MPa左右。小浇口、薄壁长流程、大面积的制品,注射压力较高,为120~140MPa。
5、模具温度通常控制在80~100℃,对薄壁长流程及形状复杂的制品,模温可提高至120℃。
6、高结晶度使得制品的成型收缩率也较高(2~2.8%),壁厚部位易产生凹痕、缩瘪等缺陷。
 
硬质聚氯乙烯 RPVC
1、RPVC也是典型的热敏性塑料。经过稳定化的RPVC即使在不太高的温度下如180℃,如果时间很长(如40分钟以上)仍会导致RPVC严重分解。所以要严格控制成型温度和物料在料筒中的停留时间。RPVC的成型温度范围在160~200℃之间。通常为160~190℃,最高不超过200℃;料筒温度分布通常采用阶梯式设置;喷嘴温度应比料筒末端温度低10~20℃。
2、对要求不高的制品,成型前原料可不干燥;但原料中水分含量较高时也要进行干燥。干燥方法通常是在热风循环烘箱中,在90~100℃的温度下干燥1~2.5小时。
3、RPVC的流动性通常较差, 注塑时一般都采用较高的注射压力和较低的注射速率。注射压力在90MPa以上,保压压力大多在60~80MPa之间;注射速率太高还会产生较多的摩擦热从而导致注塑过程中塑料烧焦、产生变色等问题。因此,成型RPVC时,可采用中等或较低的注射速率。
4、模具温度一般在40℃以下,最高不超过60℃。
5、螺杆转速一般为20~50r/分钟;螺杆转速过快会导致温升过大,导致物料分解。
 
聚碳酸酯PC
1、聚集态特性属于无定型塑料,Tg为149~150℃;Tf为215~225℃;成型温度为250~310℃。
2、热稳定性较好,并随分子量的增大而提高。
但PC高温下遇水易降解,成型时要求水分含量在0.02%以下。高温下水分会对PC造成较大的不利影响。在成型前,PC树脂必须进行充分干燥(并且应当充分注意防止干燥过的物料再吸湿)。
干燥效果的快速检验法,是在注塑机上采用“对空注射”。
3、熔体粘度高,流动性较差,其流动特性接近于牛顿流体,熔体粘度受剪切速率影响较小,而对温度的变化十分敏感,在适宜的成型加工温度范围内调节加工温度,能有效地控制PC的粘度。
4、由于粘度高,注射压力较高,一般控制在80~120MPa。对于薄壁长流程、形状复杂、浇口尺寸较小的制品,为使熔体顺利、及时充模,注射压力要适当提高至120~150MPa。保压压力为80~100MPa之间。
5、成型时,冷却固化快,为延迟物料冷凝,需控制模温在80~120℃之间。
6、PC分子主链中有大量苯环,分子链的刚性大,注塑中易产生较大的内应力,使制品开裂或影响制品的尺寸稳定性;(在100℃以上作长时间热处理,它的刚硬性增加,内应力降低) 。
 
尼龙PA
1、常用品种及其熔点:
尼龙n系列:尼龙6—215~220℃;尼龙12—178℃
尼龙m,n系列:尼龙-46 295 ℃;尼龙-66 255~265℃;尼龙-610 215~223℃;尼龙-1010 200℃。
共缩聚尼龙:由于分子链的规整性较差,结晶性和熔点一般较低,如尼龙-6∕66∕1010的熔点仅为155~175℃,但其有较好的透明性和弹性。
2、熔点高,熔化范围窄(约10℃) 。考虑到PA熔点高、热稳定性较差,故加工温度一般高于熔点30℃左右即可。
3、吸湿性大,且酰胺基易于高温水解,引起分子量严重降低;(须严格干燥至含水量低于0.05%,尤其是回料使用时更应严格干燥,必要时可添加“增粘剂”)。
4、熔体粘度低,表观粘度对温度敏感,由于熔体的冷却速率快,要防止塑料堵塞喷孔、流道、浇口等。为阻止熔体逆流,螺杆头应装有止逆环;另外,为防止喷嘴处熔体的“流涎”现象,应选用自锁式喷嘴。
5、注射PA时不需要高的注射压力,一般选取范围为70~100MPa之间,通常不超过120MPa。注射速率宜略快些,这样可防止因冷却速率快而造成波纹及充模不足等问题。
6、模具温度一般控制在40~90℃之间。模具温度对制品的性能影响较大。
7、酰胺基在高温下对氧敏感,容易发生氧化变色(必要时可添加尼龙专用的热稳定剂)。
8、高结晶性,成型收缩率大,易产生结晶应力,并且明显随制品的厚度增大而增加。
9、成型后制品的缓慢吸湿易引起尺寸精度的较大变化。这点也被利用来进行调湿处理,通常可在沸水或醋酸钾水溶液(醋酸钾与水的比例为1.25∶1,沸点为121℃)中进行。
10、熔体着色所适用的有机颜料品种较少(酰胺基具有还原性,加之成型温度高)。
 
玻纤增强尼龙GF-PA
1、GF-PA中由于含大量玻纤,注塑中存在四大问题:(1)流动性差。(2)收缩率小,且各项异性明显。(3)制品性能易出现波动。(4)制品表面粗糙度数值大。
2、由于流动性差,且加入玻纤后的熔体冷凝硬化快,需要比未加玻纤时提高温度约10-30 ℃。
3、应采用较大的注射速率和较高的注射压力。
4、由于大量玻纤引起的高粘度,增强尼龙可用通用喷嘴。
5、为使增强尼龙制品有较高的强度,需要注意尽可能地保护玻纤的长度,减少玻纤损伤;(从螺杆、喷嘴、浇口等装备因素到注塑工艺条件)。
6、玻纤增强料成型加工中最常有缺陷:①“浮纤”或称“玻纤外露”;② 玻纤取向引起的各向异性;③ 熔接痕处强度特低。
 
PMMA
1、PMMA无定形聚合物,Tg为105℃,熔融温度大于160℃,而分解温度高达270℃以上,成型的温度范围较宽。
2、PMMA树脂颗粒易吸收水份,而这些水分的存在,在成型过程中由于受热挥发,导致熔体起泡、膨胀、使制品出现银丝、气泡、透明度变差、有糊斑等问题。PMMA在热风循环干燥设备上的干燥,其干燥工艺参数:温度为70~80℃,时间为2~4小时。
3、 PMMA熔体粘度对温度变化比较敏感。注射温度的改变对熔体流动长度的影响要比注射压力与比注射速率明显些,更比模具温度显著得多。故在成型时改变PMMA的流动性主要是从注射温度着手。但是选用高料温时易受其它工艺参数影响而给制品表面带来变色等问题。
4、PMMA熔体粘度较大,流动性比较差,因此,需要较大的注射压力,通常宽浇口、易流动的厚壁制品所选取的注射压力为80~100MPa 之间,而熔体流动较为困难的制品所需的压力要大于140MPa,110~140MPa则适用于大多数制品的成型。
5、注塑PMMA制品时,高速注射往往会使制品的浇口周围模糊不清,从而使制品的透光性大为降低,故在一般情况下最好不要采用高速注射。
6、由于透明度高是PMMA的特点,任何杂质的存在都会因光折射关系而在制品上暴露无遗,故要求在加工该材料的过程中必须做好环境的清洁工作。
7、温度范围为40~60℃,最高不得超过80℃。
 
PBT
1、PBT是结晶型材料,具有明显的熔点,熔点约为225℃左右; PBT的分解温度为280℃;实际生产中注射温度一般选择在240~265℃之间,未增强品级用较低温度,增强品级用较高温度。
2、 PBT在高温下易水降解。注塑前要进行干燥,要将水分含量控制在0.02%以下。采用热风循环干燥时,当温度为105℃、120℃或140℃时,所对应的时间不超过8小时、5小时、3小时。
3、 PBT在熔融状态下流动性好,粘度低,仅次于尼龙,在成型过程中易出“流延”的现象。
4、由于良好的流动性,一般采用较中等的注射压力,PBT的注射压力一般为50~100MPa。
5、PBT的冷却速度快,因此要采用较快的注射速率。
6、预塑PBT时,螺杆转速一般不超过80r/min,一般在25~60r/min之间。 背压一般为注射压力的10~15%。
7、 PBT在成型过程中易出现各向异性。
8、模具温度一般控制在70~80℃之间,各部位的温度差不超过10℃。

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