由於(yú)塑料具有重(chóng)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(yuè)來越多(duō)用塑(sù)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(dàn)是由於要求其透明(míng)性要好, 耐磨件要高,抗衝擊韌件要好,回此(cǐ)對塑 料(liào)的(de)成份,注塑整個過程的工藝,設備。 模(mó)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(miàn)質量(liàng)良好,從而達(dá)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(lí),代號pmma)、聚碳酸酯(代號 pc)。聚(jù)對苯二甲酸乙二(èr)醇脂(代號(hào) pet)、透明尼龍。as(丙烯睛一苯 乙烯共聚物)、聚碸(代號psf)等(děng), 其中我們接觸得最多的是pmma。pc 和pet三種塑料,由於(yú)編幅(fú)有(yǒu)限,下 麵就(jiù)以這三種塑料為例,討論透明塑 料的特性和注塑(sù)工藝。
一、透明塑料的性能
透(tòu)明塑料首先必須有高透明度, 其次要有一定的強度(dù)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(bǐ)較
材料\性能 密度(g/am2) 抗拉強度(dù)(mpa) 缺口衝擊(j/m2) 透明度(%) 變(biàn)形溫度(℃) 允許含水(shuǐ)量 收縮率 耐磨性 抗化(huà)學(xué)性(xìng)
pmma 1.18 75 1200 92 95 0.04 0.5 差 良
pc 1.20 66 1900 90 137 0.02 0.6 中 良
pet 1.37 165 1030 86 120 0.03 2 良 優
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(jù)(機械方麵)為經拉(lā)伸後的數據。
從表1數據可知pc是較理想的選擇(zé), 但主於其原料價(jià)貴和注塑工藝較難,所以 仍以選用pmma為主,(對一(yī)般要求的製 品),而ppt由於要經過拉(lā)伸(shēn)才能得到好的機械性能,所以(yǐ)多在包裝(zhuāng)、容器中使用。
二、透明塑料(liào)注塑過程中應注意的(de)共同問題
透明塑料由於透光率要高(gāo),必然要求 塑料製品(pǐn)表麵質量要求嚴格,不能有任何 斑紋(wén)、氣孔、泛白。霧暈(yūn)、黑點、變色、 光澤不佳(jiā)等缺陷,因而在整(zhěng)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(yì)和提出嚴格甚至特殊的要求。 其次由於透明塑料(liào)多(duō)為熔點高(gāo)、流動 性差,因此為保證產品的表麵質量,往往 要在機(jī)高溫(wēn)度、注射壓力、注射速(sù)度等工 藝參數作細微調整,使注塑料時既能充滿(mǎn) 模,又不會產生內應力而引起產品變形和 開裂。
下(xià)麵就(jiù)其在原料準備。對(duì)設備和模具 要求、注塑工藝和產品的原料處理幾方 麵,談談(tán)應注意的事項。
(一)原料的準備(bèi)與幹燥 由於在塑料中含有任何(hé)一點雜質,都 可能影響產品的透明度,因此和儲(chǔ)存(cún)、運 輸。加料過程中,必須注意密封,保證原 料(liào)幹淨。特別是原料中含有(yǒu)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(zào)料鬥。還要注(zhù) 意一點的是幹燥過程中,輸入的空(kōng)氣最好 應經過濾、除(chú)濕,以便(biàn)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:
材料\工(gōng)藝(yì) 幹燥溫度(℃) 幹(gàn)燥時間(jiān)(h) 料層厚(hòu)度(mm) 備注
pmma 70~80 2~4 30~40
pc 120~130 >6 <30 采用熱(rè)風循環幹(gàn)燥
pet 140~180 3~4 采用連續幹燥加料裝置(zhì)為佳
(二)機(jī)筒、螺杆及其附件的清潔
為防止原料汙染和在螺杆及(jí)附件凹陷(xiàn) 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(qián)、停機(jī)後都應用螺 杆清洗劑清洗(xǐ)幹淨各件,使其不得粘有雜(zá) 質,當沒有螺杆清洗(xǐ)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(zài)高(gāo)溫下(xià) 停留(liú)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(tǒng)溫(wēn)度都 要降至 160℃以(yǐ)下。(料鬥溫度(dù)對於 pc應 降至100℃以下)
(三)在模具設計上(shàng)應注意的問題(包 括產品(pǐn)的(de)設計)
為了(le)防止出現回(huí)流動(dòng)不暢,或冷卻不均 造成(chéng)塑料成型不良,產(chǎn)生(shēng)表麵(miàn)缺陷和變質, 一(yī)般在模具(jù)設計時(shí),應注意以下幾點。
a)壁厚應盡量均勻一致,脫(tuō)模斜度(dù)要 足夠大;
b)過渡部分應逐(zhú)步。圓滑過渡,防止(zhǐ) 有尖角。銳(ruì)邊產生,特別是pc產品一定(dìng)不(bú) 要有(yǒu)缺口;
c)澆(jiāo)口。流道盡可能寬大(dà)、粗短,且 應根(gēn)據收縮(suō)冷凝過程設置澆(jiāo)口位置(zhì),必要時(shí) 應加冷料井;
d)模具表麵應(yīng)光(guāng)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(róng) 體中的氣 體;
f)除 pet外, 壁(bì)厚不要 太薄,一般不得(dé)小於lmm。
(四)注塑工藝(yì)方麵應注意的問題(包(bāo)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(gōng)藝方麵應注意以下幾方麵的(de)問題(tí)。
a)應(yīng)選用專(zhuān)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(jiě)的前提下,宜用較高(gāo)注射濕度(dù);
c)注射(shè)壓(yā)力:一般較高,以克服熔(róng)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(zài)滿(mǎn)足充模的情況下, 一般宜低,最好能(néng)采用慢一快一慢多級注 射;
e)保壓時(shí)間和成型(xíng)周期(qī):在滿足產品 充模,不(bú)產生凹陷、氣泡的情況(kuàng)下;宜盡 量短,以(yǐ)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(xià),應盡量低,防止產生解降的可 能;
g)模具溫度:製品的冷卻好(hǎo)壞,對質 量(liàng)影響極大,所以模溫一定要能精確控(kòng)製(zhì)其 過程,有可能的話,模溫宜高一些好。
(五)其(qí)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(mó)劑;當用回用(yòng)料時不得大於 20%。
對於除pet外,製品都應進(jìn)行後處理, 以消(xiāo)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(xù),才能得到良好機械性能。
三、透明塑料的注塑成(chéng)型工藝
(一)透明塑料的工藝特性:除了以上(shàng) 的共同問題,透明塑料亦各(gè)有一些工藝特 性,現分述如下:
1、pmma 的工藝特性(xìng)pm-ma粘度 大,流動(dòng)性稍差,因此必(bì)須高料溫、高注射壓力注塑 才行,其中(zhōng)注(zhù)射溫度的影響大於注射壓力(lì), 但注射壓力(lì)提高,有利於改善產品的收縮 率。 注射溫度範圍較寬,熔融(róng)溫度為 160℃,而分解溫度達270℃,因此料溫調節 範(fàn)圍寬,工藝性較好。故(gù)改善流動性(xìng),可(kě)從 注(zhù)射溫度著手。 衝擊(jī)性差,耐磨性不好(hǎo),易劃花,易脆 裂,故應提高模溫,改(gǎi)善冷凝過程(chéng),去克服 這些缺陷。
2。pc的工藝特性
pc粘度大,融(róng)料溫度高,流動(dòng)性差, 回此必(bì)須(xū)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(bú)如pmma。 注射壓力對流動性(xìng)影(yǐng)響較小(xiǎo),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(nèi)應力 大,易開裂,所以宜用提高溫度而不(bú)是壓力 去改善流動性,並且從提高(gāo)模具溫度(dù),改善 模具結構和後處理去減少開裂的(de)可能。 當注射速度(dù)低時(shí),澆(jiāo)口(kǒu)處易生波紋等缺 陷,放射(shè)咀溫度(dù)要單獨控製,模具溫度要 高,流道、澆口阻(zǔ)力要小(xiǎo)。
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(hòu)不高,必須通過(guò) 拉伸工序和改性才能改善性能。 模(mó)具溫度(dù)準確控製,是(shì)防止翹(qiào)曲(qǔ)。變形 的(de)重要回(huí)素,回此(cǐ)建議采用熱流道模具。模 具溫度官高,否則會(huì)引起表麵光澤差和脫模 回難。&n, bsp;綜上所述,我們可以(yǐ)列出在(zài)塑(sù)工藝參數 表3透明(míng)塑料(liào)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(biǎo):
工(gōng)藝參數\塑料名稱 溫(wēn)度(℃) 壓力(lì)(mpa) 轉速(rpm)
射嘴 均化段 壓縮段 加料段 模具 注射 保壓 背壓 螺杆
pmma 180-200 190-210 200-230 180-200 40-90 70-150 40-60 14.5-40 20-40
pc 250-270 260-285 270-300 240-270 85-100 80-150 40-70 6-14.7 20-60
pet 260-300 265-300 260-295 250-290 68-140 86-120 30-50 4.85 20-70
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(pǐn) 透明度的缺陷(xiàn),其(qí)他缺陷請參考本公司的 產品說明(míng)書(shū)或其(qí)他資料•。其缺(quē)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(zhí)方向產生(shēng)的應 力,使樹(shù)脂發生流動上取向,而和非流動 取向產生折光率不(bú)同而生閃光絲紋,當其 擴展後(hòu),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(hǎo)產品作退(tuì)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(qí)他氣體排不出去,(在模具冷凝 過程中)或因充模不足,冷凝(níng)表麵又 過(guò)快冷凝而形成“真空泡”。其克服 方(fāng)法見表(biǎo)4。
(三)表麵光澤差:主(zhǔ)於(yú)模具粗 糙度大,另一方麵冷凝(níng)過早,使樹脂 不能複印模(mó)具表麵的狀態,所有這些 都使其表麵產牛(niú)微小凹凸不平,而使 產(chǎn)品失去光(guāng)澤。其(qí)克服方法見表4。
(四)震紋(wén):是指從直澆口為中 心形成的密集波紋(wén),其原因因熔體粘度過 大,前端料已在型腔冷凝,後來(lái)料又(yòu)衝破(pò) 此冷凝(níng)麵,而使表麵(miàn)出現震紋。其克服方 法(fǎ)見表4。
(五)泛白。霧暈:主要由於在空(kōng)氣 中灰(huī)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(yú)塑(sù)料在 機筒(tǒng)內,因局部過熱而使機筒樹脂產生分 解(jiě)或(huò)變(biàn)質而形成的。其克服方法(fǎ)見(jiàn)表4。 為了使清楚地說明克服這些缺乏所攝(shè) 取的措施,列出表4供大家參考。
表(biǎo)四:透明產品的缺陷和克服方法:
克服方法\缺(quē)陷 銀紋 氣(qì)泡 表麵光澤差 震紋 泛(fàn)白、霧暈 白(bái)煙、黑(hēi)點
樹脂原料有雜質或汙染 清除(chú)雜質、汙染 清除雜質(zhì)、汙染 清除雜質、汙染
樹脂原料幹燥 幹燥要充分 幹燥要充分 幹燥要充分
融料溫度 降低、控製精確 保證塑化再降低 增(zēng)加 增加,特別射嘴(zuǐ) 降低(dī)、控(kòng)製精確 盡量降低料溫
注射壓力(lì) 增加 增加 增加(jiā) 增(zēng)加 增(zēng)加(jiā) 調整合適、不變質
注射(shè)速度 增加 增(zēng)加 增加
注射時(shí)間 增加 增加
保證壓(yā)力
生產周期(qī) 減少 減少料在機筒內停留時間
背壓壓力 調整合適(shì) 增加
螺杆轉(zhuǎn)速 減少
澆注係統 合理(尺寸及布局) 壁厚部分(fèn)加澆口 設置布局合理(lǐ) 合理(尺寸及布局) 合理,盡量短粗
模具溫(wēn)度 調整適當,略增 增加 增加 增加
冷卻時間 增加 增加
模具排氣 排氣孔夠位置對 排氣孔夠位置(zhì)對 加冷料井改善(shàn) 排氣孔夠位置對
射嘴、流道、澆口 不能堵塞 料流暢、不塞 料流暢、不塞 料流暢、不塞(sāi)
注(zhù)射量 增加(jiā)
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