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现代工程材料五花八门,塑料材料独树一帜,在工程应用中越来越广泛。
在此,向大家介绍一些常用塑料的注塑工艺参数和注意事项,仅供参考。
PP聚丙烯
典型应用范围
汽车工业(主要使用含金属添加剂的PP:挡泥板、通风管、风扇等),器械(洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等),日用消费品(草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等)。
注塑模工艺条件
干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度:220~275C,注意不要超过275C。
模具温度:40~80C,建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力:可大到1800bar。
注射速度:通常,使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷,那么应使用较高温度下的低速注塑。
流道和浇口:对于冷流道,典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm,但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口,最小的浇口深度应为壁厚的一半;最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。
化学和物理特性: PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度(100C)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常,采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料,共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶,PP的收缩率相当高,一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而,它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性
POM 聚甲醛
典型应用范围:
POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性,特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性,因此还用于管道器件(阀门、泵壳体),草坪设备等。
注塑工艺条件
干燥处理:如果材料储存在干燥环境中,通常不需要干燥处理。熔化温度:均聚物材料为190~230C;共聚物材料为190~210C。模具温度:80~105C。为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度。
注射压力:700~1200bar.
注射速度:中等或偏高的注射速度。流道和浇口:可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口,则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。
化学和物理特性: POM是一种坚韧有弹性的材料,即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度,但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料,都是结晶性材料并且不易吸收水分。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率,可高达到2%~3.5%。对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。
PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯
典型应用范围
汽车工业(信号灯设备、仪表盘等),医药行业(储血容器等),工业应用(影碟、灯光散射器),日用消费品(饮料杯、文具等)。
注塑模工艺条件:干燥处理:PMMA具有吸湿性因此加工前的干燥处理是必须的。建议干燥条件为90C、2~4小时
熔化温度:240~270C。模具温度:35~70C。
注射速度:中等
化学和物理特性: PMMA具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射,特别适合制作影碟等。PMMA具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长,可导致应力开裂现象。PMMA具有较好的抗冲击特性。收缩率在0.5%左右。
PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯
典型应用范围
汽车工业(结构器件如反光镜盒,电气部件如车头灯反光镜等),
电器元件(马达壳体、电气联结器、继电器、开关、微波炉内部器件)。工业应用(泵壳体、手工器械等)。
注塑工艺条件
干燥处理:加工前的干燥处理是必须的,因为PET的吸湿性较强。建议干燥条件为120~165C,4小时的干燥处理。要求湿度应小于0.02%。熔化温度:对于非填充类型:265~280C;对于玻璃填充类型:275~290C。模具温度:80~120C。
注射压力:300~1300bar。注射速度:在不导致脆化的前提下可使用较高的注射速度。流道和浇口:可以使用所有常规类型的浇口。浇口尺寸应当为塑件厚度的50~100%。
化学和物理特性:
PET的玻璃化转化温度在165C左右,材料结晶温度范围是120~220C。PET在高温下有很强的吸湿性。对于玻璃纤维增强型的PET材料来说,在高温下还非常容易发生弯曲形变。可以通过添加结晶增强剂来提高材料的结晶程度。用PET加工的透明制品具有光泽度和热扭曲温度。可以向PET中添加云母等特殊添加剂使弯曲变形减小到最小。如果使用较低的模具温度,那么使用非填充的PET材料也可获得透明制品。
PE-HD 高密度聚乙烯
化学和物理特性
PE-HD的高结晶度导致了它的高密度,抗张力强度,高温扭曲温度,粘性以及化学稳定性。
PE-HD比PE-LD有更强的抗渗透性。PE-HD的抗冲击强度较低。PH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的PE-HD分子量分布很窄。对于密度为0.91~ 0.925g/cm3,我们称之为第一类型PE-HD;对于密度为0.926~ 0.94g/cm3,称之为第二类型PE-HD;对于密度为0.94~ 0.965g/cm3,称之为第三类型PE-HD。
该材料的流动特性很好,MFR为0.1到28之间。分子量越高,PH-LD的流动特性越差,但是有更好的抗冲击强度。
PE-LD是半结晶材料,成型后收缩率较高,在1.5%到4%之间。
PE-HD很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力,从而减轻开裂现象。PE-HD当温度高于60C时很容易在烃类溶剂中溶解,但其抗溶解性比PE-LD还要好一些。
注塑工艺条件
干燥:如果存储恰当则无须干燥。
熔化温度:220~260C。对于分子较大的材料,建议熔化温度范围在200~250C之间。
模具温度:50~95C。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度,6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间,冷却腔道直径应不小于8mm,并且距模具表面的距离应在1.3d之内(这里“d”是冷却腔道的直径)。
注射压力:700~1050bar。
注射速度:建议使用高速注射。
流道和浇口:流道直径在4到7.5mm之间,流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口,浇口长度不要超过0.75mm。特别适用于使用热流道模具。
化学和物理特性
PC是一种非结晶性工程材料,具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的缺口伊估德冲击强度(otched Izod impact stregth)非常高,并且收缩率很低,一般为0.1%~0.2%。
PC有很好的机械特性,但流动特性较差,因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种品质的 PC材料时,要以产品的最终期望为基准。如果塑件要求有较高的抗冲击性,那么就使用低流动率的PC材料;反之,可以使用高流动率的PC材料,这样可以优化注塑过程。
注塑工艺条件
干燥处理:PC材料具有吸湿性,加工前的干燥很重要。建议干燥条件为100C到200C,3~4小时。加工前的湿度必须小于0.02%。
熔化温度:260~340C。
模具温度:70~120C。
注射压力:尽可能地使用高注射压力。
注射速度:对于较小的浇口使用低速注射,对其它类型的浇口使用高速注射。
PA6 聚酰胺6或尼龙6
化学和物理特性
PA6的化学物理特性和PA66很相似,然而,它的熔点较低,而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好,但吸湿性也更强。因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响,因此使用PA6设计产品时要充分考虑到这一点。为了提高PA6的机械特性,经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂,有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶,如EPDM和***R等。
对于没有添加剂的产品,PA6的收缩率在1%到1.5%之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%(但和流程相垂直的方向还要稍高一些)。成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。
对于没有添加剂的产品,PA6的收缩率在1%到1.5%之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%(但和流程相垂直的方向还要稍高一些)。成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。
注塑模工艺条件
干燥处理:由于PA6很容易吸收水分,因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的,则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%,建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时,建议进行105C,8小时以上的真空烘干。
熔化温度:230~280C,对于增强品种为250~280C。
模具温度:80~90C。模具温度很显著地影响结晶度,而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要,因此建议模具温度为80~90C。对于薄壁的,流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度,但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm,建议使用20~40C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。
注射压力:一般在750~1250bar之间(取决于材料和产品设计)。
注射速度:高速(对增强型材料要稍微降低)。
流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t(这里t为塑件厚度)。如果使用热流道,浇口尺寸应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口,浇口的最小直径应当是0.75mm。
ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
化学和物理特性
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性: 丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看,ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相, 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性,并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性,例如从中等 到高等的抗冲击性,从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。
注塑工艺条件
干燥处理:ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件 为80~90C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度:210~280C;建议温度:245C。模具温度:25…70C。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。 注射压力:500~1000bar。注射速度:中高速度
工程性塑料性质与成型工艺
PC料
此料熔融粘度高,射出压力大,管内温度过高或滞久时,易起热分解,变色及减低物性,须注意模温以85℃-120℃为准.但成品厚的在模温低时,不只不易成型,残留应力也增加,是后日易破裂之因,为避免裂开,宜用粉末状的矽利康作离模剂,勿用液状离模剂.
亚克力料
此料是强韧的,料流不良,且尽在低温成型的,所以螺杆设计宜加强压缩率,因此储料压力大,尽量缩小杆径,既轻转力又可强压射压出力,逢品质光滑平面度,宜用慢转法,使升不起管内温度.模子加大浇道,射嘴孔加大,设计模子时,须加一两处空间,让己受冷却的料先达到时空间储存,让好的熔料成型.是一种技术性加工成型的高尚品,操作时须关净室隔离灰尘.漏斗宜清洁,取模轻巧,带白手套等保持干净.
硬质PVC料
此料最易烧焦,酸性浓,所以管内温度取170℃-190℃,避免200℃以上,滞留时间取短,模温50℃-60℃,射出压力高到最大限度,用最慢转加料法使管内不升温度.用慢射出法,使气体可排出棋本,所以模子排气孔加大.螺杆须加电镀,不必用止逆装置,射嘴孔加大通常的一倍,每次必射到底,使不含滞料在里面.停止或休息前,须把温度慢慢降低,操作至不良成品时,才把内部料全部射出干净.避免隔天开机时再冲洗增加很多废料.通常是成型于水龙的接管或水管几种特殊原料的成型特性
含玻纤的成型要点:
1. FRTP的流动性低于非强化料,所以常增加管温及模温,射出压力等.同理模子的浇口,横浇道,浇口等的尺寸,也须大天非强化料.
2. 成型收缩率甚大于非强化树酯,呈方向性的流动,所以浇口方向设法减少配向所致的不良影响.
3. 成型品的胶接线部强度,常低于其他部份,在设计制品模子时须加注意于熔接部设排气孔,不致包风现象
4. 模子各部份(特别是浇口)或螺杆组件,熔胶管等磨耗快,宜注意材质及表面的硬度处理
低发泡的成型要决
在射出计量终了,螺杆后退时,在等待次一射出开始的期间,管内的发泡剂也慢慢开始分解,其气体压力,却使螺杆后退,故宜在射出缸的油压回路设背压调整回路,抑止杆后退.同时射嘴漏料也增多,宜用弹簧阀的控制.模内排气孔不充份时,其花模和光泽不利.螺杆制造宜用稍有混练型的较易有发泡作用.
一般塑料性质与成型关系
PE料:
成型时的流动性良好,属水性的,所以不必担心热安定性.但分子配性强容易变形.高
密度PE有明显的结晶化温度,最好增大射出压力及射击出速度.增快射出速度对厚
肉制品特别重要,可改良制品的表面光泽,防止卷曲.减少成型收缩率.螺杆设计及止
逆配合尤其重要,若有损耗及伤痕,加料时会产生渐慢现象,因逆流而产生要射入模
体的料减少,熔料倒回于计量部.使加料部的新料会被滞存,新陈代谢失效.若有成型
品,其品质也是不坚实的,缩水度又强,一天有效产能极度低,损人,机耗电,得不偿失
.
PP料
同是水性料,各方面很近似PE,但料从280℃附近开始劣化,所以温度宜在270℃以
下操作,其分子配向性很强,在低温成型时,易因分子配向而卷曲及扭曲,宜注意.
PA料
其料粘度对加热温度很敏感,也是吸湿性大的料,所以射出温度及干燥温度须高于
其他温度,在未达干燥程度,绝对不可放入熔胶管内,因带水份强而易于卡住加料段
的槽里,而不易加料.射嘴最易冷却,当冷却时射出压力增加,易使止逆环破裂,所以射
嘴部温度就得控制适温.塑料又会因加料而溢出模体,最好用有控制性的射嘴.若要
改射别种料时,更须注意其原尼龙料温度是270℃以上的,而一般温度中在200℃达
到即行运作.易使螺杆头折断.避免断掉修护,必须在到达原尼龙料温度270℃时,再
停一下方才运作.因射嘴部温度达到升温标准,如此操作较安全.如果原螺杆是专射
硬质料,如PC,亚克力,或PVC等,则用来射尼龙料,因止逆装置不标准,电热门加温不
足,则在加料上会较慢.因尼龙料它是高温水性型,不易熔解,又易冷却凝固,必加注意
成型方式,方能产生效果.
POM料(塑钢)
易起热分解,宜注意成型时的温度管理.不可在管内滞留过长时间,否则易起分解熔化,熔
化后的气体很浓,射嘴及料管头的各部接触点最易腐蚀,宜用好的材质.
PBT料
和PET同属饱和聚脂,其熔融度高,成型性良好,结晶性迅速,固化快,熔胶筒温在
230℃-270℃,模温约在40℃-90℃,于低温模也可成型,但欲得光泽良好的表面时,
宜升温,射出压约500-1300KG1CM2.因固化迅速,故射速加快,且要充份的能耐干
燥即可改善外观.
PS,AS,ABS 苯乙烯料
一般普通料,这些较易成型,唯ABS常用于镀金品,要镀
金的产品注意事项如下:
1. 熔胶管温宜高,ABS约220℃-250℃
2. 射出速度宜慢(用二次加压法),射出压力宜低.
3. 不可用离模剂
4. 不可有收缩下陷及熔接线之流痕,成品表面不可有创痕
PPS(聚 苯 硫)
主要特点:
聚苯硫醚是稳定的结晶树脂,在热塑性树脂中具有非常良好的性能,是一种可广泛使用的工程塑料,可用于要求刚性、耐久性的机械制品,要求耐热、耐燃的电气制品,也可用于要求耐腐蚀性的化学装置等方面。耐热性耐化学药品性:耐腐蚀性可与PTFE相匹敌,在200℃以下没有可溶解PPS的溶剂。机械特性:在高温领域具有优于其他树脂的机械强度。具有优良的耐蠕变性,线膨胀系数低,高温下尺寸稳定性也非常好。流动性好,可薄壁成型,可与其他玻纤加强的工程塑料一样进行成型。耐蠕变性:可于高温环境中保留优良的耐蠕变性。
典型应用范围:
家电用品:吹风机、曲发器、微波炉及电磁炉零件,风行多年。
工业用品:马达、泵浦、阀门、灯杯及其他产品,不胜枚举。
电子、电脑零件:晶体管用电容器及各类不同设计之电脑接插件AGP、BGA及PLCC等等,尤其合用于须作SMT(Surface mount techonology)之产品。
汽车零件:基于其耐高温、高尺寸稳定性以及防腐蚀特性,适用于多种不同的汽车零件上。
注塑模工艺条件
可采用通用注塑机,玻璃纤维增强PPS的熔融指数以50为宜。注塑的工艺条件为:料筒温度,纯PPS为280~330℃,40%GFPPS为300-350℃;喷嘴温度,纯PPS为305℃,40%GFPPS为330℃;模具温度120-180℃;注塑压力,50-130 MPA。
PES(聚醚砜)成型工艺。
英 文 名:polyethersulfone,简称PES
典型应用范围
聚醚砜具有特有的设计性能,包括:宽温度范围内(-100~200℃)高机械性能;高热变形温度及良好耐热老化性能;长期使用温度达180℃;制品耐侯性好;阻燃及低烟密度性;良好电性能;透明等。因此PES制品大量应用于电气、电子、机械、医疗、食品及航空航天领域。
注塑模工艺条件
1、料筒温度:砜虽然是一种高温工程热塑树脂,具有高的熔融粘度,所以对加工设备(螺杆料筒)有特殊的要求。但仍可以按常规热塑加工技术进行加工。可采用注射成型、挤出成型、吹塑成型、压缩成型或真空成型。高模温有助于成型和减小成型引起的应力。一般注射成型温度为310~390℃。
2、模具温度:模温为140~180℃。PES是一种无定形树脂,模收缩率很小,可加工成对容限要求高及薄壁的制品。
理化性能
由于聚醚砜分子结构中不存在任何酯类结构的单元,聚醚砜具有出色的热性能和氧化稳定性。经UL确认聚醚砜连续使用温度为180℃,并满足UL94V-0级阻燃要求,(厚度为0.51mm)。聚醚砜耐应力开裂,不溶于极性溶剂如酮类和一些含卤碳氢化合物。耐水解,耐极大多数酸、碱、脂类碳氢化合物、醇、油及脂类。可以通过对其分子量的控制或添加各种增强材料、各种纤维,以提高聚合物的性能。该树脂满足美国FDA要求可使用于与食品接触的制件。
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