常用塑料的注塑工艺
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常用塑料的注塑工艺
—、聚乙烯-PE
1物理特性:一般常用聚乙烯为高密聚乙烯(HDPE )密度0.95熔点130C,低密聚乙烯(LDPE)
密度0.92熔点120C。
2.工艺特性:
①结晶型聚合物,有明显的熔点,软化温度范围窄(3—5C)
②注塑压力的变化对聚乙烯的流动性的影响比料筒温度的影响要明显,所以在注塑成型时先
从注塑压力方面考虑。但过高的剪切速率会出现熔体破裂现象,在制品表面出现毛糙、斑纹
等熔体破裂现象•
③乙烯吸水性低,含水小于0.01%,生产时可以不进行干燥处理•如储藏不当引起水分过量可在70-80C温度下干燥1-2h。
④收缩率大且方向性明显,制品易翘曲变形。HDPE收缩率1.5-5%丄DPE收缩率2-5%收缩率一般视制品壁厚而定,制品壁厚越大收缩率越大。
⑤聚乙烯对注塑机无特殊要求,一般均可使用。
3.制品与模具
①制品制品的壁厚与熔体的流动长度有关,而聚乙烯的流动性又随密度的不同有所不
同,因此在选择制品厚度时需充分考虑流动比,低密聚乙烯的流长比为280:1,高密度聚乙
烯的流长比为230:1。在选择制品的壁厚时,应考率收缩率的影响,从有利于熔体流动、减少制品收缩的角度出发,一般聚乙烯的壁厚应在1-3.5mm之间。
②模具的排气孔槽深度应控制在0.03mm以下。
4.树脂准备
注塑用的聚乙烯为了保证制品有一定的机械强度,通常选用熔体指数稍底的品级,而对于强
度要求不高、薄壁、长流程的制品,熔体指数相应选择大些,熔体指数(Ml )是在温度为190C,负荷为2160g下,10分钟内熔体通过孔径为 2.1mm,长度为8mm孔的克数。熔体指数值越小,树脂的分子量就越大,流动性就越差。
5.成型工艺
①注塑温度注塑温度应根据注塑制品实际情况来确定,一般低密聚乙烯料筒温度在
160-220C之间,高密聚乙烯在175-240C之间。在料筒温度分布上喷嘴和加料段温度低一些,比计量段和压缩段低20C左右,如果加料段温度过高,有可能造成物料粘附在螺杆上,造成加料不畅。高的料筒温度可以改善熔体的流动性,但能造成制品大的收缩。
②注塑压力和注塑速度
一般聚乙烯对注塑压力和注塑速度无特殊要求,一般选择视制品情况而定,但大的注射速度会造成熔体破裂现象。
③模具温度模具温度的高低对聚乙烯制品有较大的影响,即模具温度高,熔体冷却速度慢,制品的结晶度高,硬度、刚性均有提高,但制品的收缩相应加大,易出现缩痕。模具温度低,熔体冷却速度快,所得制品结晶度低,透明性增加,呈现柔韧性,但相应内应力增
加,收缩的各向异性明显,易出现翘曲变形。通常低密聚乙烯的模具温度为35-55高密聚乙
烯60-70在选取时应注意制品要求。
二、聚丙烯(缩写代号PP)
1.物理特性
密度:0.91熔点:164-170C 2•工艺特性
①聚丙烯为结晶性聚合物,其结晶度达50-70%有明显的熔点•
②热稳定性好,分解温度可达300C以上,与氧接触的情况下,树脂在260C可变黄。
③聚丙烯的熔体流动性要比聚乙烯要好,其中压力对熔体粘度的影响要比温度明显。
④熔体弹性较大且冷凝速度快,易产生内应力,同时成型收缩率比较大(1-2.5% )并具有各向异性.
⑤着色剂会增加制品的收缩.
3.制品与模具
①制品的厚度应充分考虑熔体充模的可能性,聚丙烯熔体的最大流长比为250:1,熔体流
动性较好制品壁厚可在0.9-4mm选取.
②由于聚丙烯流动性较好,在成型过程中易出现排气不良现象,故可射排气孔槽深度不超过0.03mm。
4.原料准备
注塑级的聚丙烯熔指数为(MI=1-10 ),选用较高的熔指数是为了提高熔体的流动性,减
少制品内应力,减少制品翘曲。聚丙烯成型的允许含水量为0.05%,因此在成型加工之前对
原料颗粒可不做干燥处理,如水分含量过高可在80-100C的温度下干燥1-1.5小时即可。5•成型工艺①注射温度注射温度的提高有利于减小熔体粘度,但会增加制品的收缩,一般对聚丙烯的
料筒温度应控制在200-270C之间选择。
②注塑压力随着注塑压力的提高,剪切速率加大会使熔体粘度明显下降,注塑压力的提高
对制品的冲击韧性、拉伸强度无不利影响,而且有利于相对伸长率,特别是成型收缩率有较大改善。因此聚丙烯在注塑时选用较高注塑压力。
③模具温度
模具温度的变化对聚乙烯制品有很大影响:
模具温度低:制品的结晶度降低,制品表面韧性增强,收缩率低,光洁度下降,面积较大较厚制品有翘曲倾向。
模具温度高:制品结晶度高,制品硬度和刚性增加,表面光洁度好,但易产生溢边、凹痕收缩率大的问题。
在一般箱式制品模具的模温要求型心温度略高于模腔温度约5C,防止制品向不利的方向
变形。
三、聚苯乙烯(名称缩写PS)
相对密度:1.05 软化点:95C 1 .工艺特性
①聚苯乙烯属于无定型聚合物,无明显熔点,熔体温度的范围较宽且热稳定性较好,约在95C 开始软化,120-180C之间成为流体,300C开始分解.
②聚苯乙烯的比热容比较低,加热流动和冷却固化都比较快,流体粘度适中,且流动性好,易于成型.可以通过改变料筒温度和注塑压力来改变熔体流动性.
③制品应力大,易碎裂是聚苯乙烯加工中的最大难题,这除了与材料本身分子量分布不均,低分子物残留过多,分子链成刚性质脆,收缩系数不均有关外,还与模具及制品设计和成型工艺有关。注塑成型设备聚苯乙烯对注塑设备无特殊要求,一般的螺杆机都可生产。
2.制品与模具设计
①由于聚苯乙烯的热膨胀系数与金属相差较大,因此在聚苯乙烯制品中不适宜有金属嵌件的存在,否则当制品使用环境发生变化时,制品易应力开裂。
②与其他塑料一样,聚苯乙烯制品的壁厚与熔体的流动性,以及制品的性能有关,制品越
厚熔体的流动阻力越小,但随之而来的收缩和应力也增加,所以聚苯乙烯的制品壁厚不宜太厚,当然也不能太薄,当制品的壁厚小于0.8mm 时熔体流动困难,易出现制品填充不足现象。鉴于聚苯乙烯的流长比为200:1,所以制品壁厚一般在1-4之间选择为佳。
③聚苯乙烯的成型收缩率为0.5-0.8%。
④排气孔槽的深度应控制在0.03mm 以下。
⑤为了减少制品中的内应力,要求模具温度应尽可能一致,各部分温差应控制在8-6C之内,
否则制品出模时易开裂,或制品上出现水波纹。
3.原料准备
聚苯乙烯的吸水性较低(小于0.05%)而成型加工中所允许的含水量为0.1%,一般加工前不需干燥处理,如果含湿量很高可在70-80的热风循环干燥箱内进行的,干燥时间约为 1.5-2小时,如用粉碎料时加入15-30%之间为宜.
4.成型工艺
①注塑温度聚苯乙烯的注塑温度根据制品的不同应在140-260C选择,当料筒温度高时,熔
体流动性提高有利于充模,使制品的透明性提高,但时制品的冲击强度下降,当原料分解时,制
品浇口处有气泡,制品变黄,浑浊出现银丝.从有利制品透明和提高生产率的角度出发,料筒温度应在180-215C之间选择为宜一般喷嘴和加料段温度低于压缩和计量段20C为宜。
②注塑压力大的注塑压力对聚苯乙烯的熔体充模是有利的,随着注塑压力的增加对制品的冲击强度无不利影响,成型收缩率下降,但制品的内应力增加使制品在脱模或使用过程中发生开裂,注塑压力可以在60-150MPA 范围内选取。
③注塑速度较高的注塑速度不仅会使模腔内的空气难以及时排出,而且会使制品表面不
洁,透明性变差,冲击强度下降,较大的剪切力会导致制品中的应力增加,因此在不发生波
纹和溶接痕的情况下尽量减小注塑速度。
④模具温度使用要求较高的制品采用模具加温的方法,模具温度在50-60 C之间选择,最
高温度不超过70C,模腔型芯温差不超过3-6C。对一般制品采用低模温成型,用后处理的方法消除内应力。
5.成型中注意事项
①树脂、模具、注塑机料筒、螺杆、喷嘴必须清洁,无灰尘杂质。
②使用粉碎料时混合不能超过15-30%,注意粉碎料的使用次数多次使用会导致聚苯乙烯变
色。
③制品后处理为了消除制品内应力,防止制品开裂,当对制品进行后处理,制品壁厚w 6mm 时,在空气或水中取温度60-70C,处理30-60分钟;当制品壁厚大于6mm时则取70-78C, 处理120-300分钟。
四、ABS
ABS塑料是由丙烯晴(A)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)三种单体组分经接枝共聚而成,其密度
1.02-1.08(通用级),丙烯晴含量的增加是为了改善ABS 的耐油性和耐化学性;丁二烯的增加是为