塑料注塑性能工艺概括(2)

2020-05-24 09:51

塑料 PE PVC PS/HIPS PP PA 温度°C 70~80 65~75 70~80 70~80 90~100 时间h 1 1 1 1 2.5~3.5 塑料 PC PMMA ABS AS 纤维素塑料 温度°C 120 70~85 70~85 70~85 70~90 时间h 2~3 2 2 2 2~3 4)料筒清洗拆换 当生产中需要改变塑料品种、调换颜色,或发现成型过程中出现了热分解或降解反应,均须对料筒进行清洗。

柱塞式由于寸料量大,必须将机筒拆卸清洗。 螺杆式可采用对空注射法清洗。 对空清洗注意事项:

a.欲换料成型温度高于残料成型温度时,应将机筒和喷嘴温度升高至欲换料的最低成型温度,然后加入欲换料或其回头料,连续对空注射,直到全部残料除尽为止。

b.欲换料成型温度低于残料成型温度时,应将机筒和喷嘴温度升高至欲换料的最高成型温度。

c.相差不大时不必变更温度。

d.残料是热敏性塑料时,应从流动性好、热稳定性高的聚乙烯、聚苯乙烯等塑料中选择黏度较高的作为过渡料对空注射。

e. 为了减少原料的浪费,近来研制成功了注塑机料筒清洗剂, 适用于加工温度范围为180~280°C的各种热塑性塑料的注塑机料筒清洗。

5)嵌件预热 由于金属与塑料两者的收缩率不同,嵌件周围的塑料容易出现收缩应力和裂纹。所以在某些情况下嵌件需要预热。 对于分子链刚性大的塑料(如PS、PPO、PC、PSF等),一般均需要预热嵌件,这是因为它们本身就很容易产生应力开裂。 对于分子链柔顺性大的塑料,且嵌件较小时,可不预热,因为小嵌件容易在模内加热。 预热嵌件温度一般取110~130°C,并以不破坏嵌件表面镀层为限。对于铜、铝等有色金属嵌件,预热温度可提高到150°C。 6)脱模剂 常用脱模剂:硬脂酸锌、液体石蜡(白油)和硅油,常用手工涂刷。 除硬脂酸锌不能用于聚酰胺外,常用脱模剂对于一般塑料均可使用。其中硅油效果最好,但价格贵。硬脂酸锌多用于高温模具,液体石蜡多用于中低温模具。 脱模剂涂层过厚或涂层不均匀,都会影响注塑后制件的表观质量。所以应用时要尽量少涂或涂在脱模困难部位,尽量采用雾化脱模剂。雾化脱模剂涂层既均匀又薄,脱模效果也好。一般喷涂一次可脱15模左右,而且雾化脱模剂适应性较强, 各种塑料包括热固性塑料都可使用。

无论采用哪种脱模剂都应适量,过少达不到应有的效果;过多则会影响制品外观,使制品表面出现油斑或混浊现象,尤其对透明制品更为严重。对于含有橡胶的软制品也不宜采用脱模剂。

6

2. 注塑过程 1)工艺设置及影响

温度:料温、模温。一般来讲,聚合物黏度对温度的敏感性比对剪切应力的敏感性强。 料温:溶化温度和分解温度之间。料温低,成型困难,易有溶接痕,缺料,表面无光泽,毛糙;料温高,流动性好,收缩大,并易降解变色浪费能源。料温分布一般为从料斗到喷嘴逐步升高,出料段的温度必须高于熔点。

a. 注射量大于额定注射量75%或塑料不预热时,机筒后段(加料段)温度应比中段(塑化段)、前段(出料段)低5~10°C。

b. 对于螺杆式注塑机,为防止热降解,可使机筒前段(出料段)温度略低于中段(塑化段)。 c. 对于含水量偏高的物料,可使机筒后段(加料段)温度偏高一些。 d. 为防止“流涎”,喷嘴温度可略低于料筒最高温度。

e. 热敏性塑料要严格控制料温,料温应偏低一些,比熔点稍高;并且不能在料筒中停留过长时间。流动性差的塑料,料温可选高些;流动性好的塑料,料温可低一些。

f. 料温与机筒温度有温差,螺杆式毫伏计指示的温度与实际温度接近或略低于11~17°C;柱塞式注塑机则高出11~17°C。热电偶最好插在横置料筒的上方,这是料筒周向上的最热点。

模温:摸温过低,流动差,易溶接痕,较大内应力,表面无光泽,粗糙,密度小结晶度低;模温高,飞边,翘曲变形,脱模困难,凹痕,冷却时间长收缩大。

a. 必须低于塑料的热变形温度。

b. 流动性差或厚壁,模温高;流动性好,模温低。 c. 黏度高(PC,PSF,PPO),适合较高模温;黏度较小(PE,PP,PS,PVC,PA等)可用较低模温。但厚壁制品,模温应适当高。 壁厚 (mm) PA1010(°C) <3 20~40 3~6 40~60 6~9 60~90 >10 100

压力:注射压力、保压力、背压力、锁模力、顶出力。聚合物熔体的压缩率越大,黏度对压力的敏感性就越强。

注射压力:与塑料品种、注塑机类型、制件复杂程度、模具结构及其他工艺条件有关,通常取40~200MPa。其他工艺条件一定时,注射压力越大,注射速度越快。压力高,收缩小,但易飞边,脱模困难,粗糙,内应力大,喷射银纹气泡;压力低,欠注。

a. 黏度高,(玻璃化温度高??),尺寸大,形状复杂,薄壁,模温低,宜高压 b. 加工黏度低流动性好的LDPE,PA等,可选35~55MPa;中等黏度(HIPS,PC等),形状一般,但有一定精度要求的,可选100~140MPa;对PSF,PPO高黏度的,又属于薄壁长流程、厚度不均和精度要求严格的,可选140~170MPa;加工优质精密微型制件时,可选230~250MPa以上。

流动性好,形状简单,厚壁,通常注射压力小于70MPa;流动性好,复杂程度一般,精度要求一般,注射压力约为70~100MPa;流动性中等(HIPS,PE等),复杂度一般,有一定精度要求,注射压力约为100~140MPa;流动性差(PMMA,PPO,PC,PSF等),薄壁,尺寸大,壁厚不均,精度要求高,注射压力约为140~180MPa;形状多样,精度要求高的精密塑料,注射压力可用到230~250 MPa。

大直径螺杆注塑范围在65~90MPa之间;中直径螺杆注塑范围在100~130MPa之间;小直径螺杆注塑范围在120~180MPa之间。 塑料 7

注塑条件MPa 易流动的厚壁制件 PE PVC PS ABS POM PA PC PMMA 70~100 100~120 80~100 80~110 85~100 90~100 100~120 100~120 中等流动的一般制件 100~120 120~150 100~120 100~130 100~120 100~140 120~150 120~150 难流动的薄壁窄浇口制件 120~150 >150 120~150 130~150 120~150 >140 >150 >150 保压力:取决于模具对熔体的静水压力,与制件的形状、壁厚有关。保压力大,密度高,表面光洁,收缩小,但容易产生较大内应力,脱模困难;保压力低,凹痕补缩不完全。一般保压力是最高注塑压力的50%~60%。

背压力(塑化压力):注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力。增大背压可驱除物料中的空气,提高熔体密实程度,还可使熔体内压力增大,螺杆后退速度减小,塑化的剪切作用增强,摩擦热量增大,塑化效果提高。但背压提高后若不提高螺杆转速,熔体在螺杆槽中将会产生较大的逆流和漏流,使塑化能力降低。背压需要与螺杆转速综合考虑。使用范围约为3.4~27.5MPa,其中大多数塑料适用下限,特别是热敏性塑料。太高时,剪切热过高,温度上升,黏度下降,逆流和漏流增加,从而使塑化能力下降,严重时降解;太低时,螺杆后退太快,物料不密实,空气量大,塑化效果差。

a. 采用直通式喷嘴和后加料方式,背压高容易“流涎”;采用阀式喷嘴和前加料方式时,背压可大一些。

b. 热敏性塑料(如硬聚氯乙烯、聚甲醛、聚三氟氯乙烯等),为防止剪切摩擦热过大,背压应取小值;对于高黏度塑料(如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、聚酰亚胺等),若背压大时,为了保证塑化能力,常常会使螺杆系统过载,所以也不宜用大值。黏度很低(PA),塑化压力要尽量低;黏度适中热稳定性好(PE,PP)塑化压力可高一些,对于混料、混色尤为有利。

c. 增大背压可提高塑化效果,但因螺杆后退速度减慢,塑化时间或成型周期将会延长;并且螺杆的磨损增大。因此,在可能的条件下,应尽量取较小的背压。一般不超过20 MPa。 塑料 背压MPa 螺杆转速r/min 塑料 背压MPa 螺杆转速r/min 塑料 背压MPa 螺杆转速r/min 塑料 硬PVC 尽量小 15~25 HDPE 3.4~10.3 40~120 ABS通用级(高冲击) 3.4~6.9 75~120 PSF PS 3.4~10.3 50~200 PS+20%GF 3.4 50 PP 3.4~6.9 50~150 POM 3.4 40~50 改性PPO 3.4 25~75 聚丙烯酸酯 PP+30GF 3.4 50~75 POM+25%GF 3.4 40~50 PPO+20%GF 3.4 25~50 可注塑氟塑料 HDPE+30%GF PC 3.4 40~60 PA66 3.4 30~50 纤维素塑料 3.4(随品级而变化) 30~50 PA66+GF 3.4 30~50 丙烯酸类塑料 8

背压MPa 螺杆转速r/min 3.4 30~50 3.4~13.8 50~300 2.8~5.5 40~60 10.3~20.6 60~100 3.4 50~80

锁模力:对于一般用途的螺杆式注塑机,平均模腔压力为20MPa左右,柱塞式要高些。加工粘度高精度要求高的制件,模腔压力可达30~45MPa。 制件要求,物料特性 易于成型的制件 普通制件 高黏度、高精度 特高黏度、高精度 平均模腔压力MPa 25 30 35 40 举例 PE,PS等壁厚均匀的日用品,容器等 薄壁容器等 ABS,POM等工业机械零件,高精度制件 高精度机械零件 顶出力:顶出力小,制品无法顶出;顶出力太大,易翘曲变形,断裂。顶出力的大小与材料的弹性模量、模具与制品分型边界的接触面积、型芯包裹的面积、聚合物与钢的摩擦系数、制品的厚度以及聚合物的热性能等有关。

成型时间:注射时间(注射速度)、冷却时间。成型时间与制件平均壁厚有关。

注射时间(注射速度):一般为3~5s。时间长,易冷接缝溶解痕,密度不均,复杂行腔易欠注;时间短,能改进制品的光泽度和平滑度,均匀密实,颜色更均匀,可消除溶接缝和分层,厚度较大部分能保证充模,但易喷射,排气不良银纹表面质量差,严重时烧伤变色降解。熔体黏度高,热敏性强,冷却快,大型薄壁长流程,纤维增强,精密制品,宜用高速。常用注射速度为15~20cm/s。

注射速度通常是通过试验而确定的,一般先以低压慢速注射,然后根据制品的成型情况而调整。对于熔体黏度高、玻璃化温度高、冷却速率快的大型、薄壁、精密制品以及加工温度范围窄的、玻璃纤维增强的、低发泡制品应采用快速注射,以防充模不全。

冷却时间(螺杆停留,保压时间):一般为20~120s。保压时间短,浇口未冻结塑料倒流无法补缩,密度低,缩孔真空泡凹陷等;保压时间长,内应力大脱模困难,强度低,易翘曲龟裂,可能将浇口流道的冷料带入制品形成冷料亮斑。

模温高,浇口封口时间长,保压时间长;防止则短。厚壁制品,粗浇口,保压时间宜长;薄壁,点浇口,保压时间可短。

对于熔点高而明显的塑料(PE,PP),一经模具降温便会很快冷却固化,所以保压时间可以较短。

注射压力到保压压力的切换点对成型制品的质量也有一定影响。

冷却时间(螺杆后退):一般为30~120s。以保证制品脱模时不翘曲变形为原则。一般来说,结晶塑料、玻璃化温度高,冷却时间短。冷却时间太长,复杂制品易脱模困难。

其他时间:开模、脱模、涂脱模剂、安放嵌件、闭模 制件厚度mm 0.5 1.0 1.5 2.0 成型周期s 10 15 22 28

浇口:形式、大小、位置

9

制件厚度mm 2.5 3.0 3.5 4.0 成型周期s 35 45 65 85 形式:

大小:浇口尺寸太小,模具型腔太大,易喷射、蠕动、表面发毛等熔体破裂现象;浇口过大,流动平稳易欠注,剪切不足,凹陷

位置: 2)残余应力 流动残余应力:在注塑和保压阶段,塑料受到不均衡的高剪切和正应力作用,诱导了隐藏在塑件内的残余应力 温度残余应力:由于模具温度的不均匀性,更因模内塑件很快冷却固化,在温差作用下诱发了塑件的热应力 塑件越厚,温度残余应力越大,流动残余应力越小。 浇口附近有最高的残余应力。 残余应力超过材料的弹性极限应力,就会产生各种变形;超过材料的强度极限应力,制件表面会出现各种裂纹。 制品最好能避免产生内应力一般从下面几方面着手。

a) 塑料原材料

材料中的杂质易造成内应力,所以在生产时应尽可能除去。塑料的平均相对分子量越高,相对分子量分布越窄,内应力越小;对于多组分塑料,各组分分散均匀、排气好,制品内应力小;结晶'性 塑料在成型时加入成核剂,可使形成的球晶体积小,数量多,制品内应力小。若是大球晶与非晶面易造成内应力。

b) 制品设计

在进行制品设计时应尽量使制品表面积与体积之比尽可能小, 使制品冷却缓慢,减小内应力;制品的厚薄尽量均匀,因厚薄不均,冷却速率不同易产生内应力,另一方面在厚薄结合处避免使用直角过渡,以防应力集中,最好采用流线圆弧过渡或阶梯式过渡; 当制品带有金属嵌件时,嵌件的材质最好用铜质或铝质并预热,以防因材料的热膨胀系数不同而产生内应力;造型上以曲面、双曲面为主,避免尖角,这样可很好地吸收冲击能使制品内应力减小;制品需要设计孔时,在孔的周围也易产生内应力,而且圆孔因易产生缩孔,内应力比较大,所以一般都设计为椭圆孔。

c) 模具设计

浇口小,保压时间短,保压力低,制品的内应力就小,反之则较大。浇口一般应设在壁薄处,注射压力和保压压力低,制品的内应力小。大流道注射时间短,熔体不易降温,内应力就小,反之较大。模具冷却系统的设计应使制品的冷却均匀一致,动、定模冷却均匀,制品的内应力小。顶出装置的顶出面宜大些,可使内应力较小。拔模斜度应尽可能大,这样既有利于制品的顺利脱模,同时也可使内应力较小。

d) 工艺条件

注射温度对制品内应力影响最大,因热塑性塑料的取向程度随注射温度的提高而减小,所以适当提高注塑机的料筒温度,不但可保证物料塑化良好,各组分分散均匀,而且还可降低收缩率,减小内应力;模具温度升高,制品冷却速度缓慢,大分子取向程度降低,内应力也会降低;较高的注射压力易产生较高的剪切应力,使大分子的取向程度增大,内应力增大;保压时间长,模内压力由于补压作用而提高,熔体会产生较大的剪切作用,使分子取向程度增加,制品的内应力增加;注射速度对制品内应力的影响较之温度和压力等因素的影响要小得多,通常当注射速度较低时,制品易产生熔接痕,取向作用较低,而注射速度过高时,制品表面质量差,且制品内应力也较大,所以最好采用变速注射,即快速充模,低速保压,快速充模可减少熔接痕,低速保压可减小分子取向,这样内外温差也小,制品的内应力较低。

10


塑料注塑性能工艺概括(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:2016年妇产科品管圈(QCC)活动成果报告书(最新修改)

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: