一、PS(聚苯乙烯)1 .PS的性能
PS为无定形聚合物,流动性好,吸水率低(小于00.2%),是一种易于成型加工的透明塑料。其制品透光率达88-92%,着色力强,硬度高。但PS制品脆性大,易产生内应力开裂,耐热性较差(60-80℃),无毒,比重1.04g/cm3左右(稍大于水)。
成型收缩率(其值一般为0.004—0.007),透明PS这个名称仅表示树脂的透明度,而不是结晶度。(化学和物理特性:大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸,但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀,并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。)
2 .PS的工艺特点
PS熔点为166℃,加工温度一般在185-215℃为宜,熔化温度180~280℃,对于阻燃型材料其上限为250℃,分解温度约为290℃,故其加工温度范围较宽。
模具温度40~50℃,注射压力:200~600bar,注射速度建议使用快速的注射速度,流道和浇口可以使用所有常规类型的浇口。PS料在加工前,除非储存不当,通常不需要干燥处理。如果需要干燥,建议干燥条件为80C、2~3小时。
因PS比热低,其制作一些模具散热即能很快冷凝固化,其冷却速度比一般原料要快,开模时间可早一些。其塑化时间和冷却时间都较短,成型周期时间会减少一些;PS制品的光泽随模温增加而越好。
3.典型应用范围
包装制品(容器、罩盖、瓶类)、一次性医药用品、玩具、杯、刀具、磁带轴、防风窗以及许多发泡制品——鸡蛋箱。肉类和家禽包装盘、瓶子标签以及发泡PS缓冲材料,产品包装,家庭用品(餐具、托盘等),电气(透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等)。
二、HIPS(改性聚苯乙烯)1. HIPS的性能:
HIPS为PS的改性材料,分子中含有5-15%橡胶成份,其韧性比PS提高了四倍左右,冲击强度大大提高(高抗冲击聚苯乙烯),已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等。
标准HIPS的其它重要性能:弯曲强度13.8~55.1MPa;拉伸强度13.8—41.4MPa;断裂伸长率为15—75%;密度1.035—1.04 g/ml;它具有PS具有成型加工、着色力强的优点。HIPS制品为不透明性。HIPS吸水性低,加工时可不需预先干燥。
2 .HIPS的工艺特点
因HIPS分子中含有5-15%的橡胶,在一定程度上影响了其流动性,注射压力和成型温度都宜高一些。其冷却速度比PS慢,故需足够的保压压力、保压时间和冷却进间。成型周期会比PS稍长一点,其加工温度一般在190-240℃为宜。
HIPS树脂吸收水分较慢,因此一般情况下不需干燥。有时材料表面的水分过多会被吸收,从而影响最终产品的外观质量。在160°F下干燥2-3h就可去掉多余的水分。HIPS制件中存在一个特殊的“白边”的问题,通过提高模温和锁模力、减少保压压力及时间等办法来改善,产品中夹水纹会比较明显。
3.典型应用范围
主要应用领域有包装和一次性用品、仪器仪表、家用电器、玩具和娱乐用品以及建筑行业。阻燃级(UL V-0和 UL 5-V),抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。
三、SA(SAN--苯乙烯-丙烯睛共聚体/大力胶)1 .SA的性能
化学和物理特性: SA是一种坚硬、透明的材料,不易产生内应力开裂。透明度很高,其软化温度和抗冲击强度比PS高。苯乙烯成份使SA坚硬、透明并易于加工;丙烯腈成份使SA具有化学稳定性和热稳定性。SA具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几何稳定性。
SA中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力,减小热膨胀系数。SA的维卡软化温度约为110℃。载荷下挠曲变形温度约为100C,SA的收缩率约为0.3~0.7%。
2.SA的工艺特点
SA的加工温度一般在200-250℃为宜。该料易吸湿,加工前需干燥一小时以上,其流动性比PS稍差一点,故注射压力亦略高一些(注射压力:350~1300bar),注射速度:建议使用高速注射。模温控制在45-75℃较好。干燥处理:如果储存不适当,SA有一些吸湿特性。
建议的干燥条件为80℃、2~4小时。熔化温度:200~270℃。如果加工厚壁制品,可以使用低于下限的熔化温度。对于增强型材料,模具温度不要超过60℃。冷却系统必须很好地进行设计,因为模具温度将直接影响制品的外观、收缩率和弯曲。流道和浇口: 所有常规的浇口都可以使用。浇口尺寸必须很恰当,以避免产生条纹、煳斑和空隙。
3.典型应用范围
电气(插座、壳体等),日用商品(厨房器械,冰箱装置,电视机底座,卡带盒等),汽车工业(车头灯盒、反光境、仪表盘等),家庭用品(餐具、食品刀具等),化装品包装安全玻璃、滤水器外壳和水龙头旋扭。
医用制品(注射器、血液抽吸管、肾渗折装置及反应器)。包装材料(化妆盒、口红套管、睫毛膏盖瓶子、罩盖、帽盖喷雾器和喷嘴等),特殊产品(一次性打火机外壳、刷子基材和硬毛、渔具、假牙、牙刷柄、笔杆、乐器管口以及定向单丝)等。
四、ABS(超不碎胶)1 .ABS的性能
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。三种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。)
从形态上看,ABS是非结晶性材料,具有较高的机械强度和良好“坚、韧、钢”的综合性能。它是无定型聚合物,ABS是一种通用型工程塑料,其品种多样,用途广泛,也称“通用塑料”,(MBS称为透明ABS),ABS易吸湿,比重为1.05g/cm3(比水略重),收缩率低(0.60% ),尺寸稳定,易于成型加工。
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。
ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂,无毒、无味、吸水率低,具有良好的综合物理机械性能,如优良的电性能、耐磨性,尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等,且易于加工成型。缺点是耐候性,耐热性差,且易燃。
2 .ABS的工艺特点
(1)ABS的吸湿性和湿敏性都较大,在成型加工前必须进行充分干燥和预热(为80~90C下最少干燥2小时),将水分含量控制在0.03%以下。
(2)ABS树脂的熔融粘度对温度的敏感性较低(与其它无定型树脂不同)。
ABS的注射温度虽然比PS稍高,但不能像PS那样有宽松的升温范围,不能用盲目升温的办法来除低其粘度,可用增加螺杆转速或注射压力的办法来提高其流动性。一般加工温度在190-235℃为宜。
(3) ABS的熔融粘度属中等,比PS、HIPS、AS均较高,需采用较高的注射压力(500~1000bar)啤货。
(4)ABS料采用中高速度等注射速度啤货效果较好。(除非形状复杂、薄壁制件需用较高的注射速度),产品水口位易产生气纹。
(5)ABS成型温度较高,其模温一般调节在25-70℃。生产较大产品时,定模(前模)温度一般比动模(后模)略高5℃左右为宜。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)
(6) ABS不宜在高温炮筒内停留时间过长(应小于30分钟),否则易分解发黄。
3.典型应用范围
汽车(仪表板,工具舱门,车轮盖,反光镜盒等),电冰箱,大强度工具(头发烘干机,搅拌器,食品加工机,割草机等),电话机壳体,打字机键盘,娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。
五、BS(K料)1 . BS的性能
BS为丁二烯-苯乙烯共聚物,它具有一定的韧性和弹性,硬度低(较软),透明性好。BS料比重为1.01fcm3(和水相似)。该料易着色、流动性好、易成型加工。
2 . BS的工艺特点
BS的加工温度范围一般在190-225℃为宜,模温在30-50℃较好。该料加工前应干燥,因其流动性较好,注射压力和注射速度可低些。
六、PMMA(亚加力)1 .PMMA的性能
PMMA为无定型聚合物,俗称有机玻璃。透明度极好,耐热性较好(热变形温度为98℃),具有较好的抗冲击特性,其产品机械强度中等、表面硬度低,易被硬物划伤而留下痕迹,与PS相比,不易脆裂,比重为1.18g/cm3。
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。
2. PMMA的工艺特点
PMMA的加工要求较严格,它对水份和温度很敏感,加工前要充分干燥(建议干燥条件为90℃、2~4小时),其熔体粘度较大,需在较高(225-245℃)和压力下成型,模温在65-80℃较好。
PMMA稳定性不太好,受高温或在较高温度下停留时间过长都会造成降解。螺杆转速不宜过大(60%左右即可),较厚的PMMA制件内易出现“空洞”,需采取大浇口,“低料温、高模温、慢速”注射的办法来加工。
3.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)。
七、PE(聚乙烯)1.PE的性能
PE是塑料中产量最大的一种塑料,特点是质软、无毒、价廉、加工方便,耐化学性好,不易腐蚀,印刷困难。PE是一种典型的结晶型高聚物。
它的种类多,常用的有LDPE(低密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯),为半透明性塑料,强度低,比重为0.94g/cm3(比水小);很低密度LLDPE树脂(密度低于0.910g/cc,LLDPE和LDPE的密度都在0.91—0.925之间)。
LDPE较软,HDPE俗称硬性软胶,它比LDPE硬,是半结晶材料,成型后收缩率较高,在1.5%到4%之间透光性差,结晶度大,很容易发生环境应力开裂现象。可以通过增韧的手段以减小内部应力,从而减轻开裂现象,当温度高于60℃时很容易在烃类溶剂中溶解,但其抗溶解性比LDPE还要好一些。
HDPE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。比LDPE有更强的抗渗透性。PE-HD的抗冲击强度较低。特性主要由密度和分子量分布所控制。
适用于注塑模的HDPE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HDPE;对于密度为0.94~0.965g/cm3,称之为第三类型HDPE。
该材料的流动特性很好,MFR为0.1到28之间。分子量越高,LDPE的流动特性越差,但是有更好的抗冲击强度。HDPE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。HDPE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LDPE还要好一些。
LDPE是半结晶材料,成型后收缩率较高,在1.5%到4%之间。LLDPE(线性低密度聚乙烯)更高的抗伸、抗穿透、抗冲击和抗撕裂的性能使LLDPE适于作薄膜。它的优异的抗环境应力开裂性,抗低温冲击性和抗翘曲性使LLDPE对管材、板材挤塑和所有模塑应用都有吸引力。LLDPE最新的应用是作为地膜用于废渣填埋和废液池的衬层。
2.PE的工艺特点
PE制件最显著的特点是成型收缩率大,易产生缩水和变形。PE料吸水性小,可不用干燥。PE的加工温度范围很宽,不易分解(分解温度为320℃),若压力大,制件密度高,收缩率较小。
PE流动性中等,要严格控制加工条件,并保持模温的恒定(40-60℃)。PE的结晶程度与成型工艺条件有关,它有较高的冷固温度,模温低,结晶度就低。在结晶过程,因收缩的各向异性,造成内部应力集中,PE制件易出现变形和开裂。
产品放在80℃热水中水浴,可使压力得到一定的松驰。成型过程中,料温和模温偏高一些为宜,注射压力在保证制件质量的前提下应量偏低,模具的冷却特别要求迅速均匀,产品脱模时较烫。
HDPE干燥:如果存储恰当则无须干燥。熔化温度220~260℃。
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。
LLDPE的“延伸时柔软”的特性在吹膜过程中是一个缺点,LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么稳定。模口隙距必须加宽以避免由于产生高背压和熔体破裂而降低产量。LDPE和LLDPE的一般模口隙距尺寸分别是0.024~0.040 in和0.060-0.10in.
3.典型应用范围
LLDPE已渗透到聚乙烯的大多数传统市场,包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。防渗漏地膜是新开发的LLDPE市场。地膜,一种大型挤出片材,用作废渣填埋和废物池衬垫,防止渗漏或污染周围地区。
例如生产袋子、垃圾袋、弹性包装物、工业用衬套、巾式衬套和购物袋,这些都是利用改进强度和韧性后这种树脂的优点。透明薄膜,例如面包袋,一直由LDPE占统治地位,因为它有更好的浊度。
然而,LLDPE与LDPE的共混物将改进强度。抗穿透性和LDPE薄膜的刚度,而不显著影响薄膜的透明度。
4 .HDPE应用范围
电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。
八、PP(聚丙烯)1 .PP的性能
PP为结晶型高聚物,常用塑料中PP最轻,密度仅为0.91g/cm3(比水小)。通用塑料中,PP的耐热性最好,其热变形温度为80-100℃,能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性,有很高的弯曲疲劳寿命,俗称“百折胶”。
PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点:尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”,它具有后收缩现象,脱模后,易老化、变脆、易变形。PP一直是制造纤维的主要原料,这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。
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0℃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嵌段共聚物。共聚物型PP材料有较低的热变形温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是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150℃。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。
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HDPE等材料要好得多。加入30%的玻纤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。
2 . PP 的工艺特点
PP在熔融温度下有较好的流动性,成型性能好,PP在加工上有两个特点:
其一:PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降(受温度影响较小);
其二:分子取向程度高而呈现较大的收缩率。PP的加工温度在220~275℃,注意不要超过275℃左右较好,它有良好的热稳定性(分解温度为310℃),但高温下(270-300℃),长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低,所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性,改善收缩变形和凹陷。模温(40~80℃),建议使用50℃。
结晶程度主要由模具温度决定,宜控制在30-50℃范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中,要吸收大量的熔解热(比热较大),产品出模后比较烫。
PP料加工时不需干燥,PP的收缩率和结晶度比PE低。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。注射压力:可大到1800bar。
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。
PP一直是制造纤维的主要原料,这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。
3.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)。
注塑品是PP均聚物的第二大市场,包括容器、密封器、汽车方面的应用、家庭用品、玩具及其它许多消费品和工业方面的最终用途。
九、PA(尼龙)1.PA的性能
PA也是结晶型塑料(尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂),作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万,品种很多,应用于注塑加工的常用尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。
尼龙具有韧性、耐磨性和自润滑性,其优点主要有机机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面光滑、软化点高,耐热,磨擦系数低,耐磨损,自润滑性,吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂,电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好。
缺点是吸水性大,染色性差,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低吸水率,使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好(100℃内可长期使用)、耐腐蚀、制件重量轻、易成型。PA缺点主要有:易吸水、注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差,因其比热大,产品较烫。
PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种。其结晶度高,故其刚性、硬度、耐热性都高。PA1010是我国1958年首创、半透明、比重小、弹性和柔性较大,吸水性比PA66低,尺寸稳定性可靠。
尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高,但韧性最差。各种尼龙按韧性大小排序为:PA66<PA66/6<PA6<PA610<PA11<PA12
尼龙的燃烧性为ULS44-2级,氧指数为24-28,尼龙的分解温度>299℃,在449~499℃时会发生自燃。尼龙的熔体流动性好,故制品壁厚可小到1mm。
PA的主要技术性能指标和用途见表
表1聚酰胺(尼龙)主要技术性能指标 | ||||||||
牌号项目 | 6 | 66 | 610 | 612 | 9 | 11 | 12 | 1010 |
密度g/cm3 | 1.13 | 1.15 | 1.07 | 1.07 | 1.05 | 1.04 | 1.02 | 1.07 |
熔点℃ | 215 | 252 | 220 | —— | 185 | 186 | 178 | 210 |
热变形温度℃ | 68 | 75 | 82 | —— | —— | 54 | 55 | —— |
耐寒温度℃ | -30 | -30 | -40 | —— | -30 | -40 | —— | -40 |
拉伸强度MPa | 75.0 | 80.0 | 60.0 | 62.0 | 65.0 | 56.0 | 65.0 | 55.0 |
压缩强度MPa | 85.0 | 105.0 | —— | —— | 72.5 | 70.0 | —— | 65.0 |
弯曲强度MPa | 120.0 | 60.0-100.0 | 90.0 | —— | 85.0 | 70.0 | 90.0 | 80.0 |
缺口冲击强kj/m2 | 5.5 | 5.4 | 5.5 | —— | —— | 3.86 | —— | 5 |
体积电阻率Ω·cm | 1012 | 1014 | 1014 | 1012 | 3.514 | 1013 | 1014 | 1015 |
介电常数1MHz | 3.4 | 3.6 | 3.5 | 3.5 | 3.7 | 3.7 | 3.1 | 3.1 |
介电损耗1MHz | 0.03 | 0.03 | 0.04 | 0.02 | 0.018 | 0.04 | 0.03 | 0.026 |
介电强度kV/mm | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 17 | 18 | 15 |
成型收缩率% | 0.8-2.5 | 1.5-2.2 | 1.5-2.0 | —— | 1.5-2.5 | 1.2 | —— | 1.0-2.5 |
2.PA的工艺特点
(1)PA易吸湿,加工前一定要充分干燥,含水量应控制在0.3%以下。原料干燥得好,制品光泽高,否则比较粗糙,PA不会随受热温度的升高而逐渐软化,而是在一个靠近熔点的较窄的温度范围内软化,熔点很明显,温度一旦达到就会出现流动(与PS、PE、PP等料不同)。
PA的粘度远比其它热塑性塑料低,且其熔化温度范围较窄(仅5℃左右)。PA流动性好,容易充模成型,也易走披锋。
PA熔点高,凝固点也高,熔料在模具内随时会因温度降到熔点以下而凝固,妨碍充模成型的完成。所以,必须采用高速注射,(薄壁或长流程制件尤其这样)。尼龙模具要有较充分的排气措施。
PA在熔融状态时,热稳定性较差,易降解。料筒温度不宜超过300℃,熔料在料筒内加热时间不宜超过30分钏,PA对模温要求较高,可利用模温的高低来控制其结晶性,来获得所需的性能。
PA料模温在50-90℃较好,PA1010加工温度在220-240℃为宜,PA66加工温度为270-290℃。PA制品有时需根据品质要求进行“退火处理”或“调湿处理”。
(2)PA12 聚酰胺12或尼龙12加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存,建议要在85C热空气中干燥4~5小时。如果材料是在密闭容器中储存,那么经过3小时温度平衡即可直接使用。熔化温度240~300C;对于普通特性材料不要超过310C,对于有阻燃特性材料不要超过270C。
模具温度:对于未增强型材料为30~40C,对于薄壁或大面积元件为80~90C,对于增强型材料为90~100C。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。注射压力:最大可到1000bar(建议使用低保压压力和高熔化温度)。注射速度:高速(对于有玻璃添加剂的材料更好些)。
流道和浇口:对于未加添加剂的材料,由于材料粘性较低,流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求5~8mm的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。
可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口,这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口,建议最小的直径为0.8mm。热流道模具很有效,但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道,浇口尺寸应当比冷流道要小一些。
(3)PA6 聚酰胺6或尼龙6: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。
(4)PA66 聚酰胺66或尼龙66如果加工前材料是密封的,那么就没有必要干燥。然而,如果储存容器被打开,那么建议在 85C的热空气中干燥处理。如果湿度大于0.2%,还需要进行105C,12小时的真空干燥。
熔化温度:260~290C。对玻璃添加剂的产品为275~280C。熔化温度应避免高于300C。模具温度:建议80C。模具温度将影响结晶度,而结晶度将影响产品的物理特性。
对于薄壁塑件,如果使用低于40C的模具温度,则塑件的结晶度将随着时间而变化,为了保持塑件的几何稳定性,需要进行退火处理。注射压力:通常在750~1250bar,取决于材料和产品设计。注射速度:高速(对于增强型材料应稍低一些)。
流道和浇口:由于PA66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。
3.典型应用范围
(1)PA12 聚酰胺12或尼龙12应用范围:水量表和其他商业设备,电缆套,机械凸轮,滑动机构以及轴承等。
(2)PA6 聚酰胺6或尼龙6应用范围:由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性,还用于制造轴承。
(3)PA66 聚酰胺66或尼龙66应用范围:同PA6相比,PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。
十、POM(赛钢)1. POM的性能
POM是结晶型塑料,它的钢性很好,俗称“赛钢”。 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,它具有耐疲劳性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性等优良的性能。
POM不易吸湿,比重为1.42g/cm3,收缩率2.1%(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%,较大,对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率),尺寸难控制,热变形温度为172℃。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。
2.POM的工艺特点
POM加工前可不用干燥,最好在加工过程中预热(100℃左右),对产品尺寸的稳定性有好处。POM的加工温度范围很窄(195-215℃),在炮筒内停留时间稍长或温度超过220℃就会分解(均聚物材料为190~230℃;共聚物材料为190~210℃)。螺杆转速不能过高,残量要少。
POM产品收缩大(为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度),易产生缩水或变形。POM比热大,模温高(80-105℃),产品脱模后很烫,需防止烫伤手指。注射压力700~1200bar,POM宜在中压、中速、高模温条件下成型加工。
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。
3.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(管道阀门、泵壳体),草坪设备等。
十一、PC(防弹胶)1. PC的性能
聚碳酸酯是分子毛链中含有—[O-R-O-CO]—链节的热塑性树脂,按分子结构中所带酯基不同可分为脂肪旋、脂环族、脂肪一芳香族型,其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯,并以双酚 A型聚碳酸酯为最重要,分子量通常为3-10万。
PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料,具有优良的物理机械性能,尤其是耐冲击性优异,拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高;韧性好、耐热耐候性好、易着色、吸水率低。
PC热变形温度为135-143℃,蠕变性小,尺寸稳定;具有良好的耐热性和耐低温性,在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能,尺寸稳定性,电性能和阻燃性,可在-60~120℃下长期使用;无明显熔点,在220-230℃呈熔融状态;由于分子链刚性大,树脂熔体粘度大;吸水率小,收缩率小(一般为0.1%~0.2%),尺寸精度高,尺寸稳定性好,薄膜透气性小;属自熄性材料;对光稳定,但不耐紫外光,耐候性好;
耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类,溶于氯化烃类和芳香族溶剂,抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性,长期在水中易引起水解和开裂,缺点是因抗疲劳强度差,容易产生应力开裂,抗溶剂性差,流动性差,耐磨性欠佳。PC可注塑、挤出、模压、吹塑热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工,最重要的加工方法是注塑。
2.PC的工艺特点
PC料对温度较敏感,其熔融粘度随温度的提高而明显降低,流动加快,对压力不敏感,要想提高其流动性,要采取升温的办法。PC料加工前要充分干燥(120℃左右,3~4小时),水分应控制在0.02%以内,微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽,银丝和气泡,PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。高冲击韧性,因此可进行冷压,冷拉,冷辊压等冷成型加工。
PC料宜采用高料温、高模温和高压慢速的条件下成型,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。模温控制在80-110℃左右较好,成型温度在280-320℃为宜。PC产品表面易出现气花,水口位易产生气纹,内部残留应力较大,易开裂。
因此,PC料的成型加工要求较高。PC料收缩率低(0.5%),尺寸变化不。PC料啤出的制品可用退火的方法来消除其内应力。挤出用PC分子量应大于3万,要采用渐变压缩型螺杆,长径比1:18~24,压缩比1:2.5,可采用挤出吹塑,注-吹、注-拉-吹片成型高质量,高透明瓶子。
3.典型应用范围
PC的三大应用领域是玻璃装配业,汽车工业和电子、电器工业、其次还有工业机械零件、光盘、民装、计算机等办公室设备、医疗及保健,薄膜、休闲和防护器材等。
十二、EVA(橡皮胶)1.EVA的性能
EVA是无定型塑料,无毒,比重为0.95g/cm3(比水轻),其制品表面光泽性差、弹性好、柔较质轻、机械强度低、流动性好、易于加工成型。收缩率较大(2%),EVA可用于色母料的载体。
2.EVA的工艺特点
EVA成型加工温度低(160-200℃),范围较宽,其模温低(20-45℃),该料在加工前要进行干燥(干燥温度65℃)。EVA加工时模温、料温不易过高,否则表面比较粗糙(不光滑)。EVA产品易粘前模,水口主流道冷料穴处要做成拉扣式较好。温度超过250℃易分解。EVA宜采用“低温、中压、中速”的工艺条件加工产品。
十三、PVC (聚氯乙烯)1.PVC的性能
PVC是无定型塑料,热稳定性差,易受热分解(熔化温度参数不当将导致材料分解的问题)。PVC难燃烧(阻燃性好),粘度高、流动性差、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。
PVC种类很多,分为软质、半硬质及硬质PVC,密度为1.1-1.3g/cm3(比水重),收缩率大(1.5-2.5%),收缩率相当低,一般为0.2~0.6% ,PVC产品表面光泽性差,(美国最近研究出一处透明硬质PVC可与PC媲美)。PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。
2.PVC的工艺特点
较PVC加工温度范围窄(160-185℃),加工较困难,工艺要求高,加工时一般情况下可不用干燥(若需干燥,在60-70℃下进行)。模温较低(20-50℃)。
PVC加工时易产生气纹、黑纹等,一定要严格控制好加工温度(加工温度185~205℃),注射压力可大到1500bar,保压压力可大到1000bar,为避免材料降解,一般要用相当地的注射速度,螺杆转速应低些(50%以下),残量要少,背压不能过高。
模具排气要好。PVC料在高温炮筒中停留时间不能超过15分钟。较PVC宜用大水品进胶,采用“中压、慢速、低温”的条件来成型加工较好。较PVC产品易粘前模,开模速度(第一段)不宜过快,水口在流道冷料穴处做成拉扣式较好,啤PVC料停机前需及时用PS水口料(或PE料)清洗炮筒,防止PVC分解产生Hd↑,腐蚀螺杆、炮筒内壁。所有常规的浇口都可以使用。
如果加工较小的部件,最好使用针尖型浇口或潜入式浇口;对于较厚的部件,最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm;扇形浇口的厚度不能小于1mm。
3.典型应用范围
供水管道,家用管道,房屋墙板,商用机器壳体,电子产品包装,医疗器械,食品包装等。
十四、PPO(聚苯醚)1.PPO的性能
聚苯醚是聚2,6—二甲基-1,4—苯醚,又称聚苯撑氧,英文名Polyphenyleneoxiole(简称PPO),改性聚苯醚是用聚苯乙烯或其他聚合物改性的聚苯醚,简称MPPO。
PPO(NORLY)是一种综合性能极佳的工程塑料,硬度比PA、POM、PC高,机械强度高、刚性好、耐热性好(热变形温度为126℃)、尺寸稳定性高(缩水率为0.6%),吸水率低(小于0.1%)。缺点是对紫外线不稳定,价格高、用量少。
PPO 无毒、透明、相对密度小,具有优良的机械强度、耐应力松驰、耐蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性。在很宽温度、频变范围内电性能好,不水解、成型收缩率小,难燃有自熄性,耐无机酸、碱、耐芳香烃、卤代烃、油类等性能差,易溶胀或应力开裂,主要缺点是熔融流动性差,加工成型困难,实际应用大部分为MPPO(PPO共混物或合金),如用PS改性PPO,可大大改善加工性能,改进耐应力开裂性和冲击性能,降低成本,只是耐热性和光泽略有降低。
改性聚合物有 PS(包括HIPS)、PA、PTFE、PBT、PPS和各种弹性体,聚硅氧烷,PS改性PPO石蜡,产品最大,MPPO是用量最大的通用工程塑料合金品种。比较大的MPPO品种有PPO/PS、PPO/PA/弹性体和PPO/PBT弹性体合金。
2.PPO的工艺特点
PPO的熔体粘度高、流动性差、加工条件高。加工前,需在100-120℃的温度下干燥1-2小时,成型温度为270-320℃,模温控制在75-95℃为宜,需在“高温、高压、高速”的条件下成型加工。此塑料啤塑生产过程中水口前方易产生喷射流纹(蛇纹),水口流道以较大为佳。
对于标准模塑制品,最小厚度范围从0.060到0.125英寸而对于结构泡沫件,最小厚度范围从0.125到0.250英寸,其可燃性范围是从UL94 HB到 V-O。
3.典型应用范围
PPO和MPPO 可以采用注塑、挤出、吹塑、模压、发泡和电镀、真空镀膜、印刷机加工等各种加工方法,因熔体粘度大,加工温度较高。
PPO和MPPO 主要用于电子电器、汽车、家用电器、办公室设备和工业机械等方面,利用MPPO耐热性、耐冲击性、尺寸稳定性、耐擦伤、耐剥落;
可涂性和电气性能:用于做汽车仪表板、散热器格子、扬声器格栅、控制台、保险盒、继电器箱、连接器、轮罩;电子电器工业上广泛用于制造连接器、线圈绕线轴、开关继电器、调谐设备、大型电子显示器、可变电容器、蓄电池配件、话筒等零部件。
家用电器上用于电视机、摄影机、录象带、录音机、空调机、加温器、电饭煲等零部件。可作复印机、计算机系统,打印机、传真机等外装件和组件。另外可做照相机、计时器、水泵、鼓风机的外壳和零部件、无声齿轮、管道、阀体、外科手术器具、消毒器等医疗器具零部件。
大型吹塑成型可做汽车大型部件如阻流板、保险杠、低发泡成型适宜制作高刚性、尺寸稳定性、优良吸音性、内部结构复杂的大型制品,如各种机器外壳、底座、内部支架、设计自由度大,制品轻量化。
十五、PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯1.PBT的性能
PBT是最坚韧的工程热塑材料之一,它是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性, PBT吸湿特性很弱。非增强型PBT的张力强度为50MPa,玻璃添加剂型的PBT张力强度为170MPa。玻璃添加剂过多将导致材料变脆。
PBT的;结晶很迅速,这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。对于有玻璃添加剂类型的材料,流程方向的收缩率可以减小,但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。
一般材料收缩率在1.5%~2.8%之间。含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3%~1.6%之间。熔点(225%℃)和高温变形温度都比PET材料要低。维卡软化温度大约为170℃。玻璃化转换温度(glass trasitiotemperature)在22℃到43℃之间。
由于PBT的结晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期时间一般也较低。
2.PBT的工艺特点
干燥处理:这种材料在高温下很容易水解,因此加工前的干燥处理是很重要的。建议在空气中的干燥条件为120C,6~8小时,或者150℃,2~4小时。
湿度必须小于0.03%。如果用吸湿干燥器干燥,建议条件为150℃,2.5小时。加工温度225~275℃,建议温度250℃。对于未增强型的材料模具温度为40~60℃。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。
建议模具冷却腔道的直径为12mm。注射压力中等(最大到1500bar),注射速度应使用尽可能快的注射速度(因为PBT的凝固很快)。流道和浇口:建议使用圆形流道以增加压力的传递(经验公式:流道直径=塑件厚度+1.5mm)。
可以使用各种型式的浇口。也可以使用热流道,但要注意防止材料的渗漏和降解。浇口直径应该在0.8~1.0*t之间,这里 t是塑件厚度。如果是潜入式浇口,建议最小直径为0.75mm。
3.典型应用范围
家用器具(食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等),电器元件(开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等),汽车工业(散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等。
审核编辑 :李倩
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原文标题:【知识】常用塑胶注塑加工工艺
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