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PC、PMMA、PET等透明原料的特性注塑工藝詳解(jiě)

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瀏覽:- 發布日期:2019-02-07 08:00:00【
由於塑料具有重量輕、韌性好、成型易、成本低等優點,因此在現代工業(yè)和日用產品中,塑料被越來越多的用來代替玻璃,特別是在光學儀器和包裝工業的應用方麵發展尤為(wéi)迅速。

但是這往往要求所用的塑料必須具有透明性要好,耐磨性高,抗衝擊韌件好等特點,因此(cǐ)對塑料的成份,注塑(sù)整個過程的工藝、設備、模具等,都提出了很高(gāo)的(de)要求,以保證這些(xiē)用於代替(tì)玻璃的塑料(以下簡稱透(tòu)明塑料),表麵質量良好,從而達到(dào)使用的要(yào)求。


目(mù)前市場上一般使用的透(tòu)明塑料有(yǒu)聚(jù)甲基丙烯酸甲酯(即(jí)俗稱亞克力或有(yǒu)機玻璃,代號(hào)PMMA)、聚碳(tàn)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(jù)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,由於篇幅有限,下麵就以這三種塑料為例,討(tǎo)論透明(míng)塑料的特性和注塑工藝。

1、透明塑(sù)料的性能

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,耐熱性要好,耐化學性要優,吸水率要小,隻有(yǒu)這樣才能在使用中,滿足透明度的要求而性能穩定,PMMA、PC和PET的性能對比如下(xià)表所(suǒ)示。

注:因品種繁(fán)多,這(zhè)隻是取平均值,實際不同品種數據有異。PET數據(機械方麵)為經拉伸後的(de)數據。

從上表數(shù)據可知PC是較理想的選擇,但由於其原料價(jià)貴和注塑工藝較難(不(bú)過目前PC價格跌得已經挺低了),所以仍以PMMA使用更多(對一般要求的製品),而PET由於要經過(guò)拉伸才(cái)能得(dé)到好的機械(xiè)性能,所以多在包裝和容器中使用。

2、透明材料如何(hé)選擇 日(rì)用品(pǐn)材料

1、透明膜類:包(bāo)裝用PE、PP、PS、PVC及PET等,農用PE、PVC及PET等

2、透明片板類:用PP、PVC、PET、PMMA及PC等

3、透明管類:用PVC、PA等

4、透明瓶類:用PVC、PET、PP、PS及PC等。

照明器材材料

主要用作燈(dēng)罩,常用PS、改性PS、AS、PMMA及PC等。

光學儀(yí)器材料

1、硬質鏡體:主要用CR-39和J.D兩種

2、隱形眼鏡:常用HEMA。

玻璃材料

1、交通玻璃:常用PMMA和PC兩種

2、建築玻璃:常用PVF和PET。

太陽能(néng)材(cái)料

常用PMMA、PC、GF-UP、FEP、PVF及SI等。

光纖材料

芯層用PMMA或PC,包覆層為(wéi)含氟烯烴聚合物、含氟甲基丙烯酸甲酯(zhǐ)類。

光盤材料

常用PC、PMMA。

透明封裝材料表麵增硬的PMMA、FEP、EVA、EMA、PVB等。

3、透明塑料注塑應注意的共同問題

透明塑料由於對(duì)透光率要高,必然也對塑料製品表麵質量要求嚴格,不能(néng)有任何斑紋、氣(qì)孔、泛白(bái)、霧暈、黑(hēi)點、變色、光澤不佳等缺陷,因而在整個注塑過程中對原料、設(shè)備、模具、甚(shèn)至產品(pǐn)的設計,都要十分注意(yì)和提(tí)出嚴格甚至特殊的要求。

其次由於透明塑料大多熔點高、流動性差,因此為(wéi)保證(zhèng)產品的表麵質量,往往要(yào)在(zài)較高溫度下進行注塑,注射壓力、注射速度等工(gōng)藝參數也均需作細微調整,使(shǐ)注塑時既能充滿模,又不會產生內應力而引起產品變形(xíng)和開裂。

下麵就其在原料準備、對設備和(hé)模具要求、注塑工藝和產品的原料處理幾方(fāng)麵,談談應(yīng)注意的事(shì)項。

(1) 原(yuán)料(liào)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(bì)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(huì)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(liào)鬥。

還要(yào)注意一點的是幹燥過程中,輸入的空氣最好應經過(guò)濾、除濕,以(yǐ)便保證不會汙染(rǎn)原料。其幹(gàn)燥工藝如下表所示:

(2) 機筒、螺杆及其附件的清潔  為防止(zhǐ)原料汙染(rǎn)和在螺杆及附件凹陷(xiàn)處存有舊料或雜質,特別是熱(rè)穩(wěn)定性差的樹脂(zhī)存在,在使用前、停機後都應用(yòng)螺(luó)杆清洗劑清洗幹淨各附件,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(jiān)過(guò)長,引起降(jiàng)解,應將幹燥機和機筒溫度降低,如PC、PMMA等機筒溫(wēn)度都要降至160℃以下(料鬥溫度對於PC應降至100℃以下)。

(3) 在模具設計上應注意的問題  為了防(fáng)止出現回流不暢,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(yī)致,脫模(mó)斜度要足夠大;

b)過渡部分應逐(zhú)步、圓滑過渡,防止有尖角、銳邊產生,特別是針(zhēn)對PC產品(pǐn)的模具一定不(bú)要有缺口;

c)澆口、流道盡可能(néng)寬大、粗短,且(qiě)應根據收縮冷凝過程設置澆口位置,必要時應加冷料阱;

d)模具表麵應光潔,粗糙度低(最好(hǎo)低於0.8);

e)排氣孔、槽必須(xū)足夠,以及時排出空氣和熔體中的氣體;

f)除PET外,壁厚不(bú)要太薄,一般不得小於1 mm。

(4) 注塑工藝方麵應注(zhù)意的問題  為了減少內應力和表麵質量缺陷,在注(zhù)塑工藝方麵應注意(yì)以下幾方麵的問(wèn)題(包括注塑機的要(yào)求)。

a)應(yīng)選用專用螺杆、帶單獨溫控射嘴的注塑機;

b)注射溫度:在塑料樹脂不分解的(de)前提下,宜(yí)用較(jiào)高注射溫度;

c)注射壓力:一(yī)般較高,以克服(fú)熔料粘度大(dà)的缺陷,但壓力太高(gāo)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-快-慢多級注射(shè);

e)保壓時(shí)間和(hé)成型周期:在滿(mǎn)足產品充模,不產生凹(āo)陷、氣(qì)泡的情況下,宜盡(jìn)量短(duǎn),以(yǐ)盡量減低熔料在機筒的停留時(shí)間;

f)螺杆轉速(sù)和背壓:在(zài)滿足塑化質(zhì)量的前提下,應盡量(liàng)低,防止產生解降的可能;

g)模具(jù)溫度:製品的冷卻好壞,對質量影響極大,所以模溫一定(dìng)要能精確控(kòng)製其過程,有可能的話,模溫(wēn)宜高一些好。

(5) 其他方(fāng)麵的問題  由(yóu)於(yú)為要防(fáng)上表麵(miàn)質量惡(è)化,一(yī)般注塑時盡量少用脫模(mó)劑;當用回用料時不得大於20%。

對於除PET外(wài)的製品都應進(jìn)行後處理,以消除內應力,PMMA應在70-80℃下熱(rè)風(fēng)循環幹燥4小時;PC應在清潔空氣、甘油、液(yè)體(tǐ)石臘等(děng)保護下加熱至110-135℃,時間按產(chǎn)品而定,最(zuì)高需要10多小時。而PET必須經過(guò)雙向拉伸的工序,才能得到良好機械性(xìng)能。

4、不同透明塑料的注塑成型工藝


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  MMA粘度大(dà),流動性稍差(chà),因此必須(xū)高料溫、高(gāo)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(zhù)射壓力提高,有(yǒu)利於(yú)改善產品的(de)收縮率。

PMMA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(liú)動性,可從注射溫度著手。但其(qí)衝擊性差,耐(nài)磨性不好(hǎo),易(yì)劃花,易脆裂,故應提(tí)高模溫,改善冷凝過程,以克服這些缺陷。

(2) PC的工藝特性  PC粘度大,融(róng)料溫度高,流動性差(chà),回此必須以較高溫度(dù)注(zhù)塑(270-320℃之間),相對來說料溫(wēn)調節範圍較窄(zhǎi),工藝性不(bú)如PMMA。注射(shè)壓力(lì)對流動性影響較小,但因粘度大,仍要較大注射壓力,相應(yīng)為了防止內應(yīng)力產生,保壓時間要(yào)盡量(liàng)短。

收縮率不大,尺寸穩定,但產品(pǐn)內應力大,易開裂,所(suǒ)以宜用提高溫度而(ér)不是(shì)壓力去(qù)改善流動性,並且從提高模具溫度、改善模具結構(gòu)和後處理去減少開裂的可能(néng);

當注射速度低時,澆(jiāo)口(kǒu)處易生波紋等(děng)缺陷,放射嘴溫度要單獨控製,模具溫度要高,流道(dào)、澆口阻力要小。

(3) PET的(de)工藝特性(xìng)  PET成型溫(wēn)度高,且料溫調節範圍窄(260-300℃),但熔化後流動性好,故(gù)工藝調(diào)節性差,且往往在射嘴中要加(jiā)防延流裝置(zhì)。其機械強度及性能注射後不(bú)高,必須通過(guò)拉伸工(gōng)序和改性才能改善性能。

模(mó)具溫度的準確控製,是防止翹曲(qǔ)、變形(xíng)的重要因素,因此建議采用熱流道(dào)模具;模具溫度要高,否則會引起表(biǎo)麵光澤差和脫模(mó)困難。

綜上所述,我們可以列出注塑工藝參數表,供(gòng)大家注射(shè)時參考。


5、透明塑料件的缺陷和解(jiě)決辦法

由於篇幅(fú)關係,這裏隻(zhī)討論影響產品(pǐn)透明度(dù)的缺陷,其缺陷大概有以下幾項:

(1) 銀紋 由充模和冷凝過程(chéng)中,內應力各(gè)向異(yì)性的影響,垂直方向產生的應力,使樹脂發生流動上取(qǔ)向,而和非流動取向產生折光率不同而生閃(shǎn)光絲紋,當其擴展後,可能使產(chǎn)品出現(xiàn)裂(liè)紋。除了在注塑工藝和模具上注(zhù)意外,產品最(zuì)好作退火處理;如(rú)PC料可加(jiā)熱到160℃以上保(bǎo)持3-5分鍾,再自然冷卻即可。

(2) 氣泡 主於樹(shù)脂內的水氣和其他氣體排不出去(qù),(在模(mó)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(qí)克服方法見下表。

(3) 表麵光澤差 由於模具粗糙度大,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(miàn)產(chǎn)生微小凹凸不平,而使產品(pǐn)失去光澤。其克服方法見下表。

(4) 震紋 是指從直澆(jiāo)口為中心形成的密集波紋,其原因是熔體粘度過大,前端料已在型腔(qiāng)冷凝,後(hòu)來料又(yòu)衝破此冷凝麵,而使表麵出現震紋。其克服方法見下表。

(5) 泛白、霧暈 主要由於在空(kōng)氣中灰塵落入原料之(zhī)中或原料含水量太大而引起的。其克(kè)服(fú)方(fāng)法見下表。

(6) 白煙、黑點 主要由於塑料在機筒內,因局部過熱而使機(jī)筒(tǒng)樹脂(zhī)產生分解或變質而形成的。其克服方法見下表。


資料來源(yuán):中塑在線

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