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常見透明塑料的性能(néng)及注塑(sù)工(gōng)藝
返回列表 來源: 發布日期: 2020.07.24

由於塑料具有重量輕、韌性好(hǎo)、成型易、成本低(dī)等優(yōu)點,因(yīn)此在現代工業和日用產(chǎn)品中,越(yuè)來越多用塑料代替玻璃,特別應(yīng)用於光(guāng)學儀器和包裝工業方麵(miàn),發展尤為(wéi)迅速(sù)。但是由於要求(qiú)其透明性要好(hǎo),耐磨性要高,抗衝擊(jī)韌件要(yào)好,因此對塑料的(de)成份,注塑件(jiàn)整個過程的(de)工藝、設備、注塑(sù)件模具等,都要做大量工作(zuò),以保證這些(xiē)用於代替玻(bō)璃的塑料(以下簡稱透明塑料),表(biǎo)麵質量良好,從而達到使用的要求。   目前(qián)市場上一般使(shǐ)用的透明塑料(liào)有聚甲基丙烯(xī)酸甲酯(PMMA,即俗稱壓克力或有(yǒu)機玻璃,)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙(yǐ)二醇脂(PET)、透明尼龍、丙烯睛一(yī)苯乙烯共聚(jù)物(AS)、聚碸(PSF)等, 其中我們 接觸得最多的是(shì)PMMA、PC和PET三種塑料,下麵就以這三種塑料為例(lì),討論透明塑料的特性和注塑件(jiàn)工藝。    一、透明塑料的(de)性能    透明塑料首(shǒu)先必須有高透明度, 其次要有一定的強度和耐磨性,能抗衝擊,耐熱性要好(hǎo),耐化學性要優,吸水(shuǐ)率要小,隻有這樣才能在使用中,能滿足透明度(dù)的要求而長久不變,下麵列出表l,比較一下 PMMA、PC和PET的性能(néng)。     表1:透(tòu)明塑料性能比較 性能 密度 (g/am2)抗拉強度 (MPa)缺口衝擊 (J/m2)透明度 (%)變形溫度 (℃)允許含水量收縮率耐磨性抗化學性 PMMA1.1875120092950.040.5差良 PC1.20661900901370.020.6中良 PET1.371651030861200.032良優(yōu) 注:(1)因品種繁多,這隻是取平(píng)均值,實(shí)際不同品種數據有異(yì)。   (2)PET數據(機械方麵(miàn))為經(jīng)拉伸後的數據。    從表1數(shù)據可知PC是較理想的(de)選擇, 但主於其原料價貴和注塑件工藝較難,所以仍以選用PMMA為(wéi)主,(對一般要求的製品),而RET由於(yú)要(yào)經過拉(lā)伸才能得(dé)到好的機械性能,所以多在包裝(zhuāng)、容(róng)器中使(shǐ)用。   二、透明塑料注塑件過程中應注意的共同問題    透明塑料由於透光率要高,必然要求塑料(liào)製品表(biǎo)麵質量要求嚴格,不能有(yǒu)任何(hé)斑紋、氣孔、泛(fàn)白、霧(wù)暈、黑點、變色、光澤不佳等缺陷,因而在整個注塑件過程(chéng)對原料、設備、注塑件模具、甚至產品的設計,都要(yào)十(shí)分注意和提出嚴格甚至特殊的要求。 其次由於透明塑(sù)料多為熔點高、流動(dòng)性(xìng)差(chà),因此為保證產品的表麵質量,往往要(yào)在較高溫度、注射壓力、注射速度等工藝參數(shù)作細微調整,使注塑件料時既能充滿 模,又不會產生(shēng)內應力而引起產品變形和開裂。    下麵就其在原料準備、對設(shè)備和注塑件(jiàn)模具要求、注塑(sù)件工藝(yì)和產品的原料處理幾方麵,談談應注意的事項(xiàng)。   (一)原料的準備與幹燥 由於在塑料中含有任何一點雜質,都可能影響產品的透明度,因此和儲存、運(yùn)輸、加料過程中(zhōng),必須注意密封,保(bǎo)證原料幹淨。特別是原料中含(hán)有水分,加熱後(hòu)會引起原料變質,所以一定要幹燥(zào),並在注(zhù)塑件時,加料必須使用幹燥料鬥。還要注意一點的是(shì)幹燥過程中,輸入的空氣最好應經過(guò)濾(lǜ)、除濕,以便保證不會汙染原料。其幹燥工藝如表2。   表(biǎo)2:透明(míng)塑料的幹燥工(gōng)藝: 工(gōng)藝幹燥溫度(dù)(℃)幹燥時間(h)料層厚度(mm)備注 PMMA70~802~430~40采用(yòng)熱風循環幹燥 PC120~130大於6小於30采(cǎi)用熱風循環幹(gàn)燥 PET140~1803~4 采用連續幹燥加料裝(zhuāng)置為佳   (二)機筒、螺杆及其附件的清潔   為(wéi)防止原料汙染和在螺杆及附件凹陷處存有舊(jiù)料或雜質,特別(bié)熱(rè)穩定性(xìng)差的樹脂存在,因此(cǐ)在使用前、停機(jī)後都應用螺杆清(qīng)洗劑清洗幹淨各件,使其不得粘有雜質,當沒有螺杆清洗劑時,可用PE、PS等 樹脂清洗螺杆。 當臨時停機時,為(wéi)防止原(yuán)料在高溫下 停留時間長,引起解降,應將幹燥機和(hé)機筒(tǒng)溫度降低,如 PC、PMMA等(děng)機筒溫度都(dōu)要降至 160℃以下。(料鬥溫度對於 PC應降至100℃以(yǐ)下)   (三)在注塑(sù)件模具設計上應注意的問題(包括產品的設計)   為了(le)防止出(chū)現回流動不暢,或冷卻不均造成塑料成型不良,產生表麵缺陷和變質,一般在注塑件(jiàn)模具設計時,應注意以下幾點。   a)壁(bì)厚應盡(jìn)量均勻一致(zhì),脫模斜度要足夠大;   b)過渡部分(fèn)應逐步。圓滑過渡,防止有尖角。銳邊產生,特別是PC產品一定(dìng)不要有缺口(kǒu);   c)澆口。流道盡可能寬(kuān)大、粗短,且應根據收縮冷凝(níng)過(guò)程設置澆口位置,必要時應加冷料井;   d)注塑件模具表麵應(yīng)光潔(jié),粗糙度低(最(zuì)好(hǎo)低於0.8);   e)排氣孔。槽必須足夠,以及時排出空氣和熔(róng) 體中的氣 體;   f)除(chú) PET外, 壁厚(hòu)不要太薄,一般不得小(xiǎo)於lmm。    (四)注塑(sù)件(jiàn)工藝方(fāng)麵應注意的問題(包括注塑(sù)件機的要求)    為了減少內應力和表麵質量缺陷,在注塑件工藝(yì)方麵應注意以下幾方麵的問題(tí)。   a)應選用專用螺(luó)杆、帶單獨溫控射咀的注(zhù)塑件機;   b)注射溫度在塑料樹脂不分(fèn)解的前提下,宜用較高注射(shè)濕度;   c)注射壓力:一般較高,以克服熔料粘度大的缺(quē)陷,但壓力太高會產生(shēng)內應力造成脫模因難和變形;   d)注(zhù)射速度:在滿足充模的情況(kuàng)下(xià), 一般(bān)宜低,最好能(néng)采用慢-快-慢多級注 射;   e)保壓時間和成型周期:在(zài)滿(mǎn)足產品充模(mó),不產生凹陷、氣泡(pào)的情況下;宜盡(jìn)量短,以盡量減低熔料在機筒停留時間;   f)螺杆轉速和背壓:在滿足塑化質(zhì)量的前提下,應盡量低,防止產生解降的可(kě)能;   g)注塑件模具溫度:製品的冷卻好壞(huài),對質量影響極大,所以模(mó)溫(wēn)一定(dìng)要能精(jīng)確控製其過程,有可能的話(huà),模溫宜高一些(xiē)好。   (五)其他方麵的問題   由於為(wéi)要防上表麵質量惡(è)化,一般注塑件時盡量少用脫模劑(jì);當用回用料時不得大20%。   對於除PET外,製品(pǐn)都應進行(háng)後處理, 以消除內應力,PMMA應在70-80T熱風循環幹燥(zào)4小(xiǎo)時; PC應在清潔空氣、甘油。 液體石臘等加熱(rè) 110-135℃,時(shí)間按(àn)產品而定,最高需要(yào)10多小時。而PET必(bì)須經過雙向(xiàng)拉伸的工序,才能得到良(liáng)好機械性能(néng)。   三、透明塑料(liào)的注塑件成型工藝   (一)透明塑料的工藝特性:除了以上的共同問題,透明塑(sù)料亦各有一些工藝特性,現分述如(rú)下:    1、PMMA 的工藝特性(xìng)PMMA粘(zhān)度(dù)大,流動性稍差,因此必須高料溫、高注射壓力注塑件才行,其中注射溫度的影響大於注射(shè)壓力, 但注射壓力提高,有利於改善產品的收縮 率。 注射溫(wēn)度範圍較寬,熔融溫度為 160℃,而分解溫度達270℃,因此料溫調節範圍寬,工藝性較好。故(gù)改善流動性,可從注射溫度著手。 衝擊性差,耐磨(mó)性不好,易劃花,易脆裂,故應提高模溫,改善冷凝過程,去克服這些缺陷。    2、PC的工藝特性    PC粘度大,融料溫度高,流動性差, 回(huí)此必須以較高(gāo)溫度注塑件(270-320T之 間),相對(duì)來說料溫(wēn)調節範圍(wéi)較(jiào)窄,工藝性不如PMMA。注射壓力對流動性影響較小,但因粘(zhān)度大,仍要較大注射壓力,相應為(wéi)了防止內應(yīng)力產生,保壓時(shí)間要盡量短。 收(shōu)縮率大,尺寸穩定,但產(chǎn)品內應力大,易開裂,所以宜用提高(gāo)溫度而不是壓力去改善流動性,並且從提高注塑件模具溫度,改善 注塑件(jiàn)模具結構和後(hòu)處理去減少開裂的可能。當注射速度低時,澆口處易生波紋等缺(quē)陷(xiàn),放射咀(jǔ)溫(wēn)度要單獨(dú)控製,注塑件模具溫度要高,流道、澆口阻力要(yào)小(xiǎo)。    3、PET的工藝特性   PET成型溫度高,且料(liào)溫(wēn)調節範圍窄(260-300℃),但熔化後,流動性好,故工(gōng)藝性差,且(qiě)往往(wǎng)在射咀中要加防延流裝置。 機械強度及性能注射後不(bú)高,必須通過拉伸工序和改性(xìng)才能改善性(xìng)能。 注塑件模具(jù)溫度準確控製,是防止翹曲。變形的重要因素(sù),因此建議采用熱流道注塑件模具。注塑件模具溫度高,否則會引起表麵光(guāng)澤差和脫模困難。    四、透明塑料件的缺陷(xiàn)   由於篇幅關(guān)係,這裏隻討論影(yǐng)響產品透明(míng)度(dù)的缺陷,其(qí)他缺陷請參考產品說明書或其他資料。其缺陷大概有以下幾項:   透明產品的缺陷和克服方法:(一)銀紋:由充模(mó)和冷凝過(guò)程中(zhōng),內應力各向異(yì)性影響,垂(chuí)直方(fāng)向產生的應力,使(shǐ)樹(shù)脂發生流動上(shàng)取向,而和(hé)非流動取向產生折光率(lǜ)不同而生閃光絲紋,當其擴(kuò)展後,可能使產品出現裂紋。除了在注塑件工藝和(hé)注塑件模具(jù)上注意外(見表,最好產品作退火處理。如(rú)pc料(liào)可加熱到160℃以上保持3~5分鍾,再自然冷卻即可。  (二)氣泡:主於樹脂內的水氣和其他氣體排不(bú)出去,(在注(zhù)塑件模具(jù)冷凝過程中(zhōng))或因充(chōng)模不足,冷凝表麵又過快冷凝而形成“真空泡”。其克服方法見表。  (三)表(biǎo)麵光澤差:主於(yú)注塑件模具粗糙度大,另一方麵冷凝過早,使樹脂不能複印注塑件(jiàn)模具(jù)表(biǎo)麵的狀態,所有這些都使其表麵(miàn)產牛微小(xiǎo)凹凸不平,而(ér)使產品失去光澤。其克服方(fāng)法見表。  (四)震紋(wén):是(shì)指(zhǐ)從直澆口為中心形成的(de)密集波紋,其原因因(yīn)熔體粘度過(guò)大,前端料已在型腔冷凝,後來料又衝破(pò)此冷凝麵(miàn),而使(shǐ)表麵出(chū)現震紋。其克服方法見表。  (五)泛白(bái)。霧暈:主要由(yóu)於在空氣中灰塵落入原料之中或原料含水量太大(dà)而(ér)引起(qǐ)的。其克服方(fāng)法見表。  (六)白煙。黑點:主(zhǔ)要由於塑料在機筒內,因局部過熱而(ér)使(shǐ)機筒(tǒng)樹脂產生分解或變質而形成的。

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