常用塑料的注塑工艺.docx
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常用塑料的注塑工艺
常用塑料的注塑工艺
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常用塑料的注塑工艺
一、聚乙烯-PE
1.物理特性:
一般常用聚乙烯为高密聚乙烯(HDPE)密度0.95熔点130℃,低密聚乙烯(LDPE)密度0.92熔点120℃。
2. 工艺特性:
①结晶型聚合物,有明显的熔点,软化温度范围窄(3—5℃)
②注塑压力的变化对聚乙烯的流动性的影响比料筒温度的影响要明显,所以在注塑成型时先从 注塑压力方面考虑。
但过高的剪切速率会出现熔体破裂现象,在制品表面出现毛糙、斑纹等熔体破裂现象.
③ 乙烯吸水性低,含水小于0.01℅,生产时可以不进行干燥处理.如储藏不当引起水分过量 可在70-80℃温度下干燥1-2h。
④ 收缩率大且方向性明显,制品易翘曲变形。
HDPE收缩率1.5-5℅,LDPE收缩率2-5℅,收缩率 一般视制品壁厚而定,制品壁厚越大收缩率越大。
⑤ 聚乙烯对注塑机无特殊要求,一般均可使用。
3. 制品与模具
① 制品 制品的壁厚与熔体的流动长度有关,而聚乙烯的流动性又随密度的不同有所不同, 因此在选择制品厚度时需充分考虑流动比,低密聚乙烯的流长比为280:
1,高密度聚乙烯的流长比为230:
1。
在选择制品的壁厚时,应考率收缩率的影响,从有利于熔体流动、减少制品收缩的角度出发,一般聚乙烯的壁厚应在1-3.5mm之间。
② 模具的排气孔槽深度应控制在0.03mm以下。
4. 树脂准备
注塑用的聚乙烯为了保证制品有一定的机械强度,通常选用熔体指数稍底的品级,而对于强度要求不高、薄壁、长流程的制品,熔体指数相应选择大些,熔体指数(MI)是在温度为190℃,负荷为2160g下,10分钟内熔体通过孔径为2.1mm,长度为8mm孔的克数。
熔体指数值越小,树脂的分子量就越大,流动性就越差。
5. 成型工艺
①注塑温度 注塑温度应根据注塑制品实际情况来确定,一般低密聚乙烯料筒温度在160-220℃之间,高密聚乙烯在175-240℃之间。
在料筒温度分布上喷嘴和加料段温度低一些,比计量段和压缩段低20℃左右,如果加料段温度过高,有可能造成物料粘附在螺杆上,造成加料不畅。
高的料筒温度可以改善熔体的流动性,但能造成制品大的收缩。
②注塑压力和注塑速度
一般聚乙烯对注塑压力和注塑速度无特殊要求,一般选择视制品情况而定,但大的注射速度会 造成熔体破裂现象。
③模具温度 模具温度的高低对聚乙烯制品有较大的影响,即模具温度高,熔体冷却速度慢, 制品的结晶度高,硬度、刚性均有提高,但制品的收缩相应加大,易出现缩痕。
模具温度低,熔体冷却速度快,所得制品结晶度低,透明性增加,呈现柔韧性,但相应内应力增加,收缩的各向异性明显,易出现翘曲变形。
通常低密聚乙烯的模具温度为35-55 高密聚乙烯60-70在选取时应注意制品要求。
二、聚丙烯(缩写代号PP)
1.物理特性
密度:
0.91 熔点:
164-170℃ 2.工艺特性
① 聚丙烯为结晶性聚合物,其结晶度达50-70℅有明显的熔点.
② 热稳定性好,分解温度可达300℃以上,与氧接触的情况下,树脂在260℃可变黄。
③ 聚丙烯的熔体流动性要比聚乙烯要好,其中压力对熔体粘度的影响要比温度明显。
④ 熔体弹性较大且冷凝速度快,易产生内应力,同时成型收缩率比较大(1-2.5℅)并具有各 向异性.
⑤ 着色剂会增加制品的收缩.
3.制品与模具
1制品的厚度应充分考虑熔体充模的可能性,聚丙烯熔体的最大流长比为250:
1, 熔体流动性较好,制品壁厚可在0.9-4mm选取.
② 由于聚丙烯流动性较好,在成型过程中易出现排气不良现象,故可射排气孔槽深度不超过
0.03mm。
⒋ 原料准备
注塑级的聚丙烯熔指数为(MI=1-10),选用较高的熔指数是为了提高熔体的流动性,减少制品内应力,减少制品翘曲。
聚丙烯成型的允许含水量为0.05℅,因此在成型加工之前对原料颗粒可不做干燥处理,如水分含量过高可在80-100℃的温度下干燥1-1.5小时即可。
5.成型工艺
① 注射温度 注射温度的提高有利于减小熔体粘度,但会增加制品的收缩,一般对聚丙烯的料筒温度应控制在200-270℃之间选择。
② 注塑压力 随着注塑压力的提高,剪切速率加大会使熔体粘度明显下降,注塑压力的提高对制品的冲击韧性、拉伸强度无不利影响,而且有利于相对伸长率,特别是成型收缩率有较大改善。
因此聚丙烯在注塑时选用较高注塑压力。
③ 模具温度
模具温度的变化对聚乙烯制品有很大影响:
模具温度低:
制品的结晶度降低,制品表面韧性增强,收缩率低,光洁度下降,面积较大较厚制品有翘曲倾向。
模具温度高:
制品结晶度高,制品硬度和刚性增加,表面光洁度好,但易产生溢边、凹痕收缩率大的问题。
在一般箱式制品模具的模温要求型心温度略高于模腔温度约5℃,防止制品向不利的方向变形。
三、聚苯乙烯(名称缩写PS)
相对密度:
1.05 软化点:
95℃ 1. 工艺特性
① 聚苯乙烯属于无定型聚合物,无明显熔点,熔体温度的范围较宽且热稳定性较好,约在95℃开始软化,120-180℃之间成为流体,300℃开始分解.
② 聚苯乙烯的比热容比较低,加热流动和冷却固化都比较快,流体粘度适中,且流动性好,易于成型.可以通过改变料筒温度和注塑压力来改变熔体流动性.
③ 制品应力大,易碎裂是聚苯乙烯加工中的最大难题,这除了与材料本身分子量分布不均,低分子物残留过多,分子链成刚性质脆,收缩系数不均有关外,还与模具及制品设计和成型工艺有关。
注塑成型设备 聚苯乙烯对注塑设备无特殊要求,一般的螺杆机都可生产。
2.制品与模具设计
① 由于聚苯乙烯的热膨胀系数与金属相差较大,因此在聚苯乙烯制品中不适宜有金属嵌件的存在,否则当制品使用环境发生变化时,制品易应力开裂。
② 与其他塑料一样,聚苯乙烯制品的壁厚与熔体的流动性,以及制品的性能有关,制品越厚熔体的流动阻力越小,但随之而来的收缩和应力也增加,所以聚苯乙烯的制品壁厚不宜太厚,当然也不能太薄,当制品的壁厚小于0.8mm时熔体流动困难,易出现制品填充不足现象。
鉴于聚苯乙烯的流长比为200:
1,所以制品壁厚一般在1-4之间选择为佳。
③ 聚苯乙烯的成型收缩率为0.5-0.8%。
④ 排气孔槽的深度应控制在0.03mm以下。
⑤ 为了减少制品中的内应力,要求模具温度应尽可能一致,各部分温差应控制在8-6℃之内,否则制品出模时易开裂,或制品上出现水波纹。
3.原料准备
聚苯乙烯的吸水性较低(小于0.05%)而成型加工中所允许的含水量为0.1%,一般加工前不需干燥处理,如果含湿量很高可在70-80的热风循环干燥箱内进行的,干燥时间约为1.5-2小时,如用粉碎料时加入15-30%之间为宜.
4.成型工艺
① 注塑温度 聚苯乙烯的注塑温度根据制品的不同应在140-260℃选择,当料筒温度高时,熔体流动性提高有利于充模,使制品的透明性提高,但时制品的冲击强度下降,当原料分解时,制品浇口处有气泡,制品变黄,浑浊出现银丝.从有利制品透明和提高生产率的角度出发,料筒温度应在180-215℃之间选择为宜,一般喷嘴和加料段温度低于压缩和计量段20℃为宜。
② 注塑压力 大的注塑压力对聚苯乙烯的熔体充模是有利的,随着注塑压力的增加对制品的冲击强度无不利影响,成型收缩率下降,但制品的内应力增加使制品在脱模或使用过程中发生开裂,注塑压力可以在60-150MPA范围内选取。
③ 注塑速度 较高的注塑速度不仅会使模腔内的空气难以及时排出,而且会使制品表面不洁,透明性变差,冲击强度下降,较大的剪切力会导致制品中的应力增加,因此在不发生波纹和溶接痕的情况下尽量减小注塑速度。
④ 模具温度 使用要求较高的制品采用模具加温的方法,模具温度在50-60℃之间选择,最高温度不超过70℃,模腔型芯温差不超过3-6℃。
对一般制品采用低模温成型,用后处理的方法消除内应力。
5.成型中注意事项
① 树脂、模具、注塑机料筒、螺杆、喷嘴必须清洁,无灰尘杂质。
② 使用粉碎料时混合不能超过15-30%,注意粉碎料的使用次数多次使用会导致聚苯乙烯变色。
③ 制品后处理 为了消除制品内应力,防止制品开裂,当对制品进行后处理,制品壁厚≤6mm时,在空气或水中取温度60-70℃,处理30-60分钟;当制品壁厚大于6mm时则取70-78℃,处理120-300分钟。
四、ABS
ABS塑料是由丙烯晴(A)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)三种单体组分经接枝共聚而成,其密度1.02-1.08(通用级),丙烯晴含量的增加是为了改善ABS的耐油性和耐化学性;丁二烯的增加是为了提高ABS的冲击韧性;苯乙烯的添入是为了增加ABS的熔体流动性。
1. 工艺特性
通常160℃以上即可成型,270℃以上ABS中的橡胶相开始分解,制品变黄出现银丝。
ABS的粘度对剪切特别敏感,剪切力增大时粘度急剧降低,所以ABS制品可以采用点浇口。
2. 注塑设备
① 每次注塑量应取设备最大注塑量的50-75%;
② 可选用敞开式或加长喷嘴(长度不超过150mm),避免使用自锁式喷嘴,以降低流程或引起物料变色;
③ 对于阻燃级ABS要求控温系统工作灵敏。
3. 制品与模具
ABS流长比为190:
1,制品厚度通常是1.5-4.5mm之间选取,在模具设计时应避免制品薄厚不均。
为了防止在充模过程中出现排气不良、制品灼伤、容接线等问题应在模具上开设排气槽,排气孔槽深不应超过0.04mm。
原料准备
ABS树脂吸湿性并不是很高,在加工允许值0.2%左右,但一般ABS原料在生产时都必须干燥,干燥温度在80-85℃之间,干燥2-4小时,注意开启风机避免原料熔结,如原料中含水分过高制品会出现银丝.
4.成型工艺
①注塑温度 高的料筒温度可以提高熔体的流动性,有利于充模,但过高的料筒温度容易使物料分解,ABS的分解受时间和温度的双重影响,一般温度超过250℃物料就开始变黄.在实际生产中ABS料温为180-230℃之间选择,计量段和喷嘴温度的设定应特别注意,不良的设置会造成,溢料、银丝、变色、光泽不佳、溶接痕明显等。
⒌ 注射压力
ABS的流动性较差,注塑时需要较大的注塑压力,但过大的注塑压力会造成脱模困难或脱伤,以及给制品带来大的内应力。
ABS注塑压力除了与制品厚度、设备类型有关外,还与原料品级有关。
一般对薄壁、长流程、小浇口的制品或耐热级、阻燃级的树脂,要求注塑压力较高,可达130-150MPA。
⒍ 注塑速度
注塑速度对ABS熔体的流动性的改变有一定的影响,注塑速度慢,制品表面会出现波纹,熔结不良;注塑速度过快,易出现排气不良,制品烧焦,表面光洁度不佳,同时影响制品内部质量,所以一般采用中低速为宜。
⒎模具温度
随着对制品的要求不同,可以选择不同的模具温度,一般对制品表观和性能要求较高的制品模具温度可控制在60℃以上,要求模腔和型芯的温差不超过10℃,对于深孔制品或形状较复杂的制品,要求模腔的温度比模芯的温度略高一些,有利于脱模。
五、硬聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯受温度的影响易生成氯化氢,而氯化氢的产生对树脂有催化的作用,导致树脂变色分解。
1. 工艺特性
① 聚氯乙烯为无定型高聚物,它没有明显的熔点,60℃以上开始变软,100-150℃呈粘弹态, 150℃以上呈粘流态,一般200℃以上开始分解,分解时有腐蚀及刺激性气体溢出。
② 聚氯乙烯的热稳定性较其他塑料要差,无论时间或温度都有导致其分解的
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