透明塑料的性能及注塑過程中應(yīng)注意的共同問題

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透明塑料2007-04-13 00:17由于塑料具有重量輕、韌性好、成型易。成本低等優(yōu)點(diǎn)，回此在現(xiàn)代業(yè)和日用產(chǎn)品中，越來越多用塑料代替玻璃，特別應(yīng)用于光學(xué)儀器和包裝工業(yè)方面，發(fā)展尤為迅速。但是由于要求其透明性要好，耐磨件要高，抗沖擊韌件要好，回此對塑料成份，注塑整個(gè)過程的工藝，設(shè)備。模具等，都要作出大量工作，以保證這些用于代替玻璃的塑料（以下簡稱透明塑料），表面質(zhì)量良好，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(jī) 玻璃，代號pmma）、聚碳酸酯（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物）、聚砜（代號psf）等，其中我們接觸得最多的是pmma。pc 和pet三種塑料，由于編幅有限，下面就以這三種塑料為例，討論透明塑料的特性和注塑工藝。　　一、透明塑料的性能　　透明塑料首先必須有高透明度，其次要有一定的強(qiáng)度和耐磨性，能抗沖擊，耐熱件要好，耐化學(xué)性要優(yōu)，吸水率要小，只有這樣才能在使用中，能滿足透明度的要求而長久不變，下面列出表 l，比較一下pmma、pc和pet的性能。 　　表1：透明塑料性能比較材料性能密度(g/am2) 抗拉強(qiáng)度(mpa) 缺口沖擊(j/m2) 透明度(%) 變形溫度(℃) 允許含水量收縮率耐磨性抗化學(xué)性pmma1.1875120092950.040.5差良pc1.20661900901370.020.6中良pet1.371651030861200.032良優(yōu)　注：　?。?）因品種繁多，這只是取平均值，實(shí)際不同品種數(shù)據(jù)有異。 　　（2）pet數(shù)據(jù)（機(jī)械方面）為經(jīng)拉伸后的數(shù)據(jù)。　　從表1數(shù)據(jù)可知pc是較理想的選擇，但主于其原料價(jià)貴和注塑工藝較難，所以 仍以選用pmma為主，（一般要求的制品），而ppt由于要經(jīng)過拉伸才能得到好的機(jī)械性能，所以多在包裝、容器中使用?！　《⑼该魉芰献⑺苓^程中應(yīng)注意的共同問題　　透明塑料由于透光率要高，必然要求 塑料制品表面質(zhì)量要求嚴(yán)格，不能有任何斑紋、氣孔、泛白。霧暈、黑點(diǎn)、變色、光澤不佳等缺陷，因而在整個(gè)注塑過程對 原料、設(shè)備。模具、甚至產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，都要十分注意和提出嚴(yán)格甚至特殊的要求。 其次由于透明塑料多為熔點(diǎn)高、流動 性差，因此為保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量，往往 要在機(jī)高溫度、注射壓力、注射速度等工藝參數(shù)作細(xì)微調(diào)整，使注塑料時(shí)既能充滿 模，又不會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而引起產(chǎn)品變形和開裂?！　∠旅婢推湓谠蠝?zhǔn)備。對設(shè)備和模具要求、注塑工藝和產(chǎn)品的原料處理幾方面，談?wù)剳?yīng)注意的事項(xiàng)。 　?。ㄒ唬┰系臏?zhǔn)備與干燥由于在塑料中含有任何一點(diǎn)雜質(zhì)，都可能影響產(chǎn)品的透明度，因此和儲存、運(yùn)輸。加料過程中，必須注意密封，保證原料干凈。特別是原料中含有水分，加熱后會引起原料變質(zhì)，所以一定要干燥，并在注塑時(shí)，加料須使用干燥料斗。還要注意一點(diǎn)的是干燥過程中，輸入的空氣最好應(yīng)經(jīng)過濾、除濕，以便保證不會污染原料。其干燥工藝如表2，　　表2，透明塑料的干燥工藝： 材料工藝干燥溫度（℃）干燥時(shí)間（h）料層厚度（mm）備注pmma70～802～430～40pc120～130>6<30采用熱風(fēng)循環(huán)干燥pet140～1803～4采用連續(xù)干燥加料裝置為佳　　（二）機(jī)筒、螺桿及其附件的清潔 　　為防止原料污染和在螺桿及附件凹陷處存有舊料或雜質(zhì)，特別熱穩(wěn)定性差的樹 脂存在，因此在使用前、停機(jī)后都應(yīng)用螺桿清洗劑清洗干凈各件，使其不得粘有雜 質(zhì)，當(dāng)沒有螺桿清洗劑時(shí)，可用pe、ps等樹脂清洗螺桿。 當(dāng)臨時(shí)停機(jī)時(shí)，為防止原料在高溫下停留時(shí)間長，引起解降，應(yīng)將干燥機(jī)和機(jī)筒溫度降低，如 pc、pmma等機(jī)筒溫度都 要降至160℃以下。（料斗溫度對于pc應(yīng)降至100℃以下） 　?。ㄈ┰谀＞咴O(shè)計(jì)上應(yīng)注意的問題（包 括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)） 　　為了防止出現(xiàn)回流動不暢，或冷卻不均 造成塑料成型不良，產(chǎn)生表面缺陷和變質(zhì)， 一般在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)?！　）壁厚應(yīng)盡量均勻一致，脫模斜度要足夠大; 　　b）過渡部分應(yīng)逐步。圓滑過渡，防止有尖角。銳邊產(chǎn)生，特別是pc產(chǎn)品一定不 要有缺口;　　c）澆口。流道盡可能寬大、粗短，且應(yīng)根據(jù)收縮冷凝過程設(shè)置澆口位置，必要時(shí) 應(yīng)加冷料井； 　　d）模具表面應(yīng)光潔，粗糙度低（最好 低于0.8）； 　　e）排氣孔。槽必須足夠，以及時(shí)排出空氣和熔體中的氣 體；　　f）除pet外， 壁厚不要太薄，一般不得小于lmm?！　。ㄋ模┳⑺芄に嚪矫鎽?yīng)注意的問題(包括注塑機(jī)的要求）　　為了減少內(nèi)應(yīng)力和表面質(zhì)量缺陷，在注塑工藝方面應(yīng)注意以下幾方面的問題?！　）應(yīng)選用專用螺桿、帶單獨(dú)溫控射咀的注塑機(jī); 　　b)注射溫度在塑料樹脂不分解的前提下，宜用較高注射濕度；　　c）注射壓力：一般較高，以克服熔料粘度大的缺陷，但壓力太高會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)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，最好能采用慢一快一慢多級注 射； 　　e）保壓時(shí)間和成型周期：在滿足產(chǎn)品充模，不產(chǎn)生凹陷、氣泡的情況下；宜盡 量短，以盡量減低熔料在機(jī)筒停留時(shí)間； 　　f）螺桿轉(zhuǎn)速和背壓：在滿足塑化質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量低，防止產(chǎn)生解降的可 能； 　　g）模具溫度：制品的冷卻好壞，對質(zhì)量影響極大，所以模溫一定要能精確控制其 過程，有可能的話，模溫宜高一些好。 　　（五）其他方面的問題 　　由于為要防上表面質(zhì)量惡化，一般注塑時(shí)盡量少用脫模劑；當(dāng)用回用料時(shí)不得大于 20％。 　　對于除pet外，制品都應(yīng)進(jìn)行后處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，pmma應(yīng)在70－80t熱風(fēng)循 環(huán)干燥4小時(shí)； pc應(yīng)在清潔空氣、甘油。液體石臘等加熱 110－135℃，時(shí)間按產(chǎn)品而定，最高需要10多小時(shí)。而pet必須經(jīng)過 雙向拉伸的工序，才能得到良好機(jī)械性能。 　　三、透明塑料的注塑成型工藝 　?。ㄒ唬┩该魉芰系墓に囂匦裕撼艘陨系墓餐瑔栴}，透明塑料亦各有一些工藝特性，現(xiàn)分述如下：　　1、pmma 的工藝特性pm－ma粘度大，流動性稍差，因此必須高料溫、高注射壓力注塑才行，其中注射溫度的影響大于注射壓力， 但注射壓力提高，有利于改善產(chǎn)品的收縮率。 注射溫度范圍較寬，熔融溫度為160℃，而分解溫度達(dá)270℃，因此料溫調(diào)節(jié)范圍寬，工藝性較好。故改善流動性，可從注射溫度著手。沖擊性差，耐磨性不好，易劃花，易脆裂，故應(yīng)提高模溫，改善冷凝過程，去克服這些缺陷?！　?、pc的工藝特性　　pc粘度大，融料溫度高，流動性差， 回此必須以較高溫度注塑（270－320t之 間），相對來說料溫調(diào)節(jié)范圍較窄，工藝性 不如pmma。注射壓力對流動性影響較小，但因粘度大，仍要較大注射壓力，相應(yīng)為了防止內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，保壓時(shí)間要盡量短。 收縮率大，尺寸穩(wěn)定，但產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力大，易開裂，所以宜用提高溫度而不是壓力去改善流動性，并且從提高模具溫度，改善模具結(jié)構(gòu)和后處理去減少開裂的可能。當(dāng)注射速度低時(shí)，澆口處易生波紋等缺陷，放射咀溫度要單獨(dú)控制，模具溫度要 高，流道、澆口阻力要小?！　?、pet的工藝特性　　pet成型溫度高，且料溫調(diào)節(jié)范圍窄 （260－300℃），但熔化后，流動性好，故 工藝性差，且往往在射咀中要加防延流裝置。機(jī)械強(qiáng)度及性能注射后不高，必須通過 拉伸工序和改性才能改善性能。模具溫度準(zhǔn)確控制，是防止翹曲。變形 的重要回素，回此建議采用熱流道模具。模具溫度官高，否則會引起表面光澤差和脫模 回難。 綜上所述，我們可以列出在塑工藝參數(shù) 表3透明塑料注塑成型工藝參數(shù)表 表（表3），供大家注射時(shí)參考?！　”?透明塑料注塑成型工藝參數(shù)表：工藝參數(shù)塑料名稱溫度（℃）壓力（mpa）轉(zhuǎn)速（rpm）　射嘴 　均化段　壓縮段　加料段　模具　注射 　保壓　　背壓螺桿pmma180-200 190-210 200-230 180-200 40-9070-150　40-60　14.5-4020-40 pc250-270 260-285 270-300 240-270 85-10080-150　40-70　6-14.720-60pet260-300 265-300 260-295 250-290 68-14086-120　30-50　4.8520-70　　四、透明塑料件的缺陷和解決辦法　　由于篇幅關(guān)系，這里只討論影響產(chǎn)品透明度的缺陷，其他缺陷請參考本公司的 產(chǎn)品說明書或其他資料·。其缺陷大概有以下幾項(xiàng)： 　?。ㄒ唬┿y紋：由充模和冷凝過程中，內(nèi)應(yīng)力各向異性影響，垂直方向產(chǎn)生的應(yīng) 力，使樹脂發(fā)生流動上取向，而和非流動取向產(chǎn)生折光率不同而生閃光絲紋，當(dāng)其 擴(kuò)展后，可能使產(chǎn)品出現(xiàn)裂紋。除了在注塑工藝和模具上注意外（見表4，最好產(chǎn)品作退火處理。如pc料可加熱到 160℃以上保持 3－ 5分鐘，再自然 冷卻即可。 　?。ǘ馀荩褐饔跇渲瑑?nèi)的水氣和其他氣體排不出去，（在模具冷凝 過程中）或因充模不足，冷凝表面又 過快冷凝而形成“真空泡”。其克服方法見表4。 　?。ㄈ┍砻婀鉂刹睿褐饔谀＞叽植诙却螅硪环矫胬淠^早，使樹脂不能復(fù)印模具表面的狀態(tài)，所有這些都使其表面產(chǎn)牛微小凹凸不平，而使產(chǎn)品失去光澤。其克服方法見表4。 　?。ㄋ模┱鸺y：是指從直澆口為中心形成的密集波紋，其原因因熔體粘度過，前端料已在型腔冷凝，后來料又沖破 此冷凝面，而使表面出現(xiàn)震紋。其克服方 法見表4。 　?。ㄎ澹┓喊住ｌF暈：主要由于在空氣 中灰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。 　?。┌谉?。黑點(diǎn)：主要由于塑料在機(jī)筒內(nèi)，因局部過熱而使機(jī)筒樹脂產(chǎn)生分 解或變質(zhì)而形成的。其克服方法見表4。為了使清楚地說明克服這些缺乏所攝 取的措施，列出表4供大家參考?！　”硭模和该鳟a(chǎn)品的缺陷和克服方法：克服方法缺陷銀紋氣泡表面光澤差震紋泛白、霧暈白煙、黑點(diǎn)樹脂原料有雜質(zhì)或污染清除雜質(zhì)、污染清除雜質(zhì)、污染清除雜質(zhì)、污染樹脂原料干燥干燥要充分干燥要充分干燥要充分融料溫度降低、控制精確保證塑化再降低增加增加，特別射嘴降低、控制精確盡量降低料溫注射壓力增加增加增加增加增加調(diào)整合適、不變質(zhì)注射速度增加增加增加注射時(shí)間增加增加保證壓力生產(chǎn)周期減少減少料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間背壓壓力調(diào)整合適增加螺桿轉(zhuǎn)速減少澆注系統(tǒng)合理（尺寸及布局）壁厚部分加澆口設(shè)置布局合理合理（尺寸及布局）合理，盡量短粗模具溫度調(diào)整適當(dāng)，略增增加增加增加冷卻時(shí)間增加增加模具排氣排氣孔夠位置對排氣孔夠位置對加冷料井改善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