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塑料中常用透明原料的特性及注塑工藝
  瀏覽次數:7867  發布時間:2018年11月25日 14:36:02
[導讀] 由於塑料具有重量輕、韌性好、成型 易。成本低等優點,回此在現代 業和日 用產品中,越來越多用塑料代替玻璃,特 別應用於光學儀器和包裝工業方麵,發展 尤為迅速。
由於塑料具有重量輕、韌性好、成型 易。成本低等優點,回此在現代 業和日 用產品中,越來越多用塑料代替玻璃,特 別應用於光學儀器和包裝工業方麵,發展 尤為迅速。但是由於要求其透明性要好, 耐磨件要高,抗衝擊韌件要好,回此對塑 料的成份,注塑整個過程的工藝,設備。 模具等,都要作出大量工作,以保證這些 用於代替玻璃的塑料(以下簡稱透明塑 料),表麵質量良好,從而達到使用的要求。
 
目前 市場上一般使用的透明塑料有 聚甲基丙烯酸甲酯(即俗稱亞加力或有機 玻璃,代號 pmma)、聚碳酸酯(代號 pc)。聚對苯二甲酸乙二醇脂(代號 pet)、透明尼龍。as(丙烯睛一苯 乙烯共聚物)、聚碸(代號 psf)等, 其中我們接觸得最多的是 pmma。pc 和 pet 三種塑料,由於編幅有限,下 麵就以這三種塑料為例,討論透明塑 料的特性和注塑工藝。

一、透明塑料的性能題
 
透明塑料首先必須有高透明度, 其次要有一定的強度和耐磨性,能抗 衝擊,耐熱件要好,耐化學性要優, 吸水率要小,隻有這樣才能在使用中,能滿足透明度的要求而長久不變,下麵列出表 l,比較一下 pmma、pc 和 pet的 性能。
 
表 1:透明塑料性能比較

注:(1)因品種繁多,這隻是取平均 值,實際不同品種數據有異。
(2)pet 數據(機械方麵)為經拉伸後的數據。
 
從表 1 數據可知 pc 是較理想的選擇, 但主於其原料價貴和注塑工藝較難,所以 仍以選用 pmma 為主,(對一般要求的製 品),而 ppt 由於要經過拉伸才能得到好的機械性能,所以多在包裝、容器中使用。
 
二、透明塑料注塑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 塑料製品表麵質量要求嚴格,不能有任何 斑紋、氣孔、泛白。霧暈、黑點、變色、 光澤不佳等缺陷,因而在整個注塑過程對 原料、設備。模具、甚至產品的設計,都 要十分注意和提出嚴格甚至特殊的要求。 其次由於透明塑料多為熔點高、流動 性差,因此為保證產品的表麵質量,往往 要在機高溫度、注射壓力、注射速度等工 藝參數作細微調整,使注塑料時既能充滿 模,又不會產生內應力而引起產品變形和開裂。
 
下麵就其在原料準備。對設備和模具 要求、注塑工藝和產品的原料處理幾方 麵,談談應注意的事項。
 
(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、運輸。
 
加料過程中,必須注意密封,保證原 料幹淨。特別是原料中含有水分,加熱後 會引起原料變質,所以一定要幹燥,並在 注塑時,加料必須使用幹燥料鬥。還要注 意一點的是幹燥過程中,輸入的空氣最好 應經過濾、除濕,以便保證不會汙染原 料。其幹燥工藝如表 2,
 
表 2,透明塑料的幹燥工藝:
 
(二)機筒、螺杆及其附件的清潔
 
為防止原料汙染和在螺杆及附件凹陷 處存有舊料或雜質,特別熱穩定性差的樹 脂存在,因此在使用前、停機後都應用螺 杆清洗劑清洗幹淨各件,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,為防止原料在高溫下 停留時間長,引起解降,應將幹燥機和機筒溫度降低,如 pc、 pmma 等機筒溫度都 要降至 160℃以下。(料鬥溫度對於 pc 應 降至 100℃以下)
 
(三)在模具設計上應注意的問題(包 括產品的設計)
 
為了防止出現回流動不暢,或冷卻不均 造成塑料成型不良,產生表麵缺陷和變質, 一般在模具設計時,應注意以下幾點。
 
a)壁厚應盡量均勻一致,脫模斜度要 足夠大;
b)過渡部分應逐步。圓滑過渡,防止 有尖角。銳邊產生,特別是 pc 產品一定不 要有缺口;
c)澆口。流道盡可能寬大、粗短,且 應根據收縮冷凝過程設置澆口位置,必要時 應加冷料井;
d)模具表麵應光潔,粗糙度低(最好 低於 0.8);
e)排氣孔。槽必須足夠,以及時排出 空氣和熔 體中的氣 體;
f)除 pet 外, 壁厚不要 太薄,一般不得小於 lmm。
 
(四)注塑工藝方麵應注意的問題(包括注塑機的要求)
 
為了減少內應力和表麵質量缺陷,在注 塑工藝方麵應注意以下幾方麵的問題。
 
a)應選用專用螺杆、帶單獨溫控射咀 的注塑機;
b)注射溫度在塑料樹脂不分解的前提下,宜用較高注射濕度;
c)注射壓力:一般較高,以克服熔料 粘度大的缺陷,但壓力太高會產生內應力造 成脫模因難和變形;
d)注射速度:在滿足充模的情況下, 一般宜低,最好能采用慢一快一慢多級注 射;
e)保壓時間和成型周期:在滿足產品 充模,不產生凹陷、氣泡的情況下;宜盡 量短,以盡量減低熔料在機筒停留時間;
f)螺杆轉速和背壓:在滿足塑化質量 的前提下,應盡量低,防止產生解降的可 能;
g)模具溫度:製品的冷卻好壞,對質 量影響極大,所以模溫一定要能精確控製其 過程,有可能的話,模溫宜高一些好。
 
(五)其他方麵的問題
 
由於為要防上表麵質量惡化,一般注塑 時盡量少用脫模劑;當用回用料時不得大於 20%。
 
對於除 pet 外,製品都應進行後處理, 以消除內應力,pmma 應在 70-80t 熱風循 環幹燥 4 小時; pc 應在清潔空氣、甘油。 液體石臘等加熱 110-135℃,時間按產品而 定,最高需要 10 多小時。而 pet 必須經過 雙向拉伸
的工序,才能得到良好機械性能。
 
三、透明塑料的注塑成型工藝
 
(一)透明塑料的工藝特性:除了以上 的共同問題,透明塑料亦各有一些工藝特 性,現分述如下:
 
1、pmma 的工藝特性 pm-ma 粘度 大,流動性稍差,因此必須高料溫、高注射壓力注塑 才行,其中注射溫度的影響大於注射壓力, 但注射壓力提高,有利於改善產品的收縮 率。 注射溫度範圍較寬,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。故改善流動性,可從 注射溫度著手。 衝擊性差,耐磨性不好,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, 回此必須以較高溫度注塑(270-320t 之 間),相對來說料溫調節範圍較窄,工藝性 不如 pmma。 注射壓力對流動性影響較小,但因粘度 大,仍要較大注射壓力,相應為了防止內應 力產生,保壓時間要盡量短。
 
收縮率大,尺寸穩定,但產品內應力 大,易開裂,所以宜用提高溫度而不是壓力 去改善流動性,並且從提高模具溫度,改善 模具結構和後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 陷,放射咀溫度要單獨控製,模具溫度要 高,流道、澆口阻力要小。
 
3、pet 的工藝特性
pet 成型溫度高,且料溫調節範圍窄 (260-300℃),但熔化後,流動性好,故 工藝性差,且往往在射咀中要加防延流裝 置。 機械強度及性能注射後不高,必須通過 拉伸工序和改性才能改善性能。 模具溫度準確控製,是防止翹曲。變形 的重要回素,回此建議采用熱流道模具。模 具溫度官高,否則會引起表麵光澤差和脫模 回難。
 
綜上所述,我們可以列出在塑工藝參數 表 3 透明塑料注塑成型工藝參數表 表(表 3),供大家注射時參考。
 
表 3 透明塑料注塑成型工藝參數表:

 
四、透明塑料件的缺陷和解決辦法
 
由於篇幅關係,這裏隻討論影響產品 透明度的缺陷,其他缺陷請參考本公司的 產品說明書或其他資料·。其缺陷大概有以 下幾項:
 
(一)銀紋:由充模和冷凝過程中, 內應力各向異性影響,垂直方向產生的應 力,使樹脂發生流動上取向,而和非流動 取向產生折光率不同而生閃光絲紋,當其 擴展後,可能使產品出現裂紋。 除了在注塑工藝和模具上注意外(見 表 4,最好產品作退火處理。如 pc 料可 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 和其他氣體排不出去,(在模具冷凝 過程中)或因充模不足,冷凝表麵又 過快冷凝而形成“真空泡”。其克服 方法見表 4。
 
(三)表麵光澤差:主於模具粗 糙度大,另一方麵冷凝過早,使樹脂 不能複印模具表麵的狀態,所有這些 都使其表麵產牛微小凹凸不平,而使 產品失去光澤。其克服方法見表 4。
 
(四)震紋:是指從直澆口為中 心形成的密集波紋,其原因因熔體粘度過 大,前端料已在型腔冷凝,後來料又衝破 此冷凝麵,而使表麵出現震紋。其克服方 法見表 4。
 
(五)泛白,霧暈:主要由於在空氣 中灰塵落入原料之中或原料含水量太大而 引起的。其克服方法見表 4。
 
(六)白煙,黑點:主要由於塑料在 機筒內,因局部過熱而使機筒樹脂產生分 解或變質而形成的。其克服方法見表 4。
 
為了使清楚地說明克服這些缺乏所攝 取的措施,列出表 4 供大家參考。
 
表四:透明產品的缺陷和克服方法:
4.1
4.2
 (文章來源於網絡)