海天注塑机
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注塑机知识

常见塑胶原料的使用知识大全,你早晚用的到!

发布时间:2016-12-13 11:25:00 点击:

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塑胶:塑料(plastics)是一种简单的单体(monomers)经由化学聚合反应(polymerization)而成的长链状高分子聚合物(polymers)。塑料大部分由碳、氧、氢和氮及其它有机或无机元素使用加热、加压、或两者并用的方式聚合而成。能被造型,挤压和塑铸成各种形状或薄膜,也可被拉成细丝用作纺织纤维。塑料中通常会添加塑化剂、安定剂、填充料或是其它改善性能及成形性等各类助剂以达到需要的目的。


注塑原理:利用塑胶之热可塑性,先将塑料在料管电热辅助下经螺杆回转摩擦生热、剪切稀化而熔。使其成为液体状态。再经螺杆压力注入设计之型腔内,经冷却定型后取出而成各种特殊形状的产品。 


实质上为聚合物由固态为粒(或粉)转变为液态(流体状)再转变为固体(成型品)的过程。其中理解塑胶熔体的流动性为最重要。料管电热仅提供原始的螺杆回转条件及维持一定热量或带走过高的热量。


而熔体熔融质量的好坏及其具备的流动性源自于螺杆回转时的摩擦生热及其剪切稀化的效果。这在成型工艺中取决于三个参数,即塑胶的熔点或软化温度、螺杆回转的转速、螺杆回转时的阻力即背压。同时还与选择的螺杆与料筒的配合间隙、螺杆的长径比、压缩比、螺纹及它们的光洁度等有关。 


用于注塑成型的塑胶分两大类;(按热作用分) 


一、 热固性;

低温熔融(30—130)℃,在模具内经高温(140——200)℃交联固化成型。特点是在某一温度下能转变成可塑性熔体,但是续继提高温度、增加受热时间,高分子内部将产生交联作用,发生固化。


而固化后的塑料既不能溶于溶剂,也能用加热方法使其软化到原始状态,若继续提高温度就会发生分解。这是不可逆的过程,不能反复加工。 


二、 热塑性;

又分为结晶性与非结晶性。特点是加热软化,温度继续升高就熔融,冷却时又重返固态,这一过程是可逆的可反复多次。 


结晶性;聚合物分子链呈有规则、有序状态排列。如;PP、PE、POM、PA、PBT、PET‘PC’ 


非结晶性;聚合物分子链排列为无规则、无序状态。、如PS、AS、ABS、PC+ABS、PMMA、PVC、PU、PPO、PPE、PEI、LCP、PPS等。 结晶性与非结晶性聚合物 的共异点; 


成型中结晶性料对温度特别敏感。它们都有各自的熔点。温度在熔点以下无流动性,一但达到熔点温度流动性巨增。成型收缩率都较大,表观光泽度良好,具有耐热性及较高的机械强。


结晶度高聚合物密度、拉伸强度、表面光洁度有增加;冲击强度、刚度则下降。刚度是制品脱模的条件之一,结晶度的提高有助于提高软化温度和热变形温度耐热性能,有利于脱模。结晶度的提高会使制品体积减小,收缩加大。因为制品在模内冷却时,由于温度上的差异引起结晶度的差异,大分子链产生各向取向。使用密度不均、收缩不等。


导致产生较高的内应力而引起翘曲,并使耐应力龟裂能力降低。 非结晶性料则无明显熔点,成型中压力的影响比温度敏感,收缩率较小。耐温性、机械强度、耐化学性、表面光洁度均不及结晶性聚合物。 


二者受模温的影响是一致的。即模温越高收缩率越大,制品尺寸有下降趋势。结晶性料有个最佳结晶温度,在这一温度下的产品尺寸更稳定,变形小。但二者的形变受模温的影响是相反的。


即结晶性制品向模温高的一侧变形,非结晶性料制品向低模温侧变形。


怎样识别塑胶?常用以下几种方式; 


1、外形特点;

2、密度;

3、产品的类型、强度、折弯后断口的色泽;

4、燃烧的气味、焰色、烧的速度、烟雾、有无滴下、能否自熄、熄灭后的焦炭及残留物的状态等。 


常用塑胶的识别及特性 


1、聚烯烃系列(指乙烯、丙烯、丁烯的均聚物和共聚物)  PE、PP。

还有低密度聚乙烯LDPE,线型低密度聚乙烯LLDPE,中密度聚乙烯MDPE,高密度聚乙烯HDPE,超高分子量聚乙烯UHMPE,氯化聚乙烯CPE,乙烯—丙烯共聚物、乙烯—醋酸乙烯共聚物EVA,聚丙烯PP,氯化聚丙烯PPC,增强聚丙烯RPP,聚丁烯PB。 


聚乙烯,PE。结晶性,外形呈乳白色球形或圆柱形,密度全部小于水0.80—0.965可指甲划花其产品,燃烧为蓝色黄顶焰,有石蜡油渣味。烧速快,无黑烟及焦炭,熔化后水般清澈透明。


吸水性小0、001以下,可不干燥,熔点为108——260℃间。收缩率15——25‰间。成型常用增加压力来改变其流动性。最小厚度在0、08MM,因易翘曲变形要有足够的脱模斜度,排气需在0、03MM以下,模具温度选择较重要;高模温70℃左右,制品结晶度高,硬度刚性好,透明性较差,收缩大,变形小;模温35℃左右结晶度低较透明,收缩方向明显,内应力大易变形。

 

聚丙烯PP。结晶性塑料。白色有石蜡状态的颗粒,比聚乙烯轻而透明,百折胶,密度比水小0.91左右,燃烧为蓝色黄顶有石蜡及油渣味。烧速快。不可用指甲划花产品,无烟比PE更透明。


水份含量在0.5‰以下可不干燥,干燥温度为80℃1-2H.熔点164-170℃,成型温度180-270℃。收缩率大10-25‰间,由于熔融后体积膨胀大,常用设备容量的50-60%,成型中常用压力改变其流动性。由于收缩大必须有足够的脱模斜度,壁厚最小0.09MM,由于流动性较好易排气不良,除最少在有0.03的排气槽外,有锐角处极易困气必须用圆弧过渡。


PP料制品受模温的影响也较大,面积大、肉厚的制品常用较高模温以防变形、翘曲,一般制品用较低模温可。PP、PE料的制品对肉厚、大面积的产品若选用针形浇口(0.08mm-1.0mm)必须用高压高速冲填模腔以改善气泡气纹之缺点。要有足够的保压时间和压力。 


2、聚苯乙烯系列 PS、AS、ABS,丙烯腈苯乙烯是SAN。 

聚苯乙烯PS。无色透明、质硬颗粒。由于体积与密度相近(1.05)左右,故用作海天注塑机产品系列标准。燃烧为黄色火焰,烧速FAST,有浓烟及焦炭,苯乙烯及橡胶味,非结晶料,无明显熔点。成型140-260℃型间,300℃开始分解,吸水性在1‰以下可不干燥,也可80℃1-2H干燥。


常用的为GppS和HIPS,内应力、易破裂是成型中的大难题,常不使用嵌件成型,壁厚要均匀。肉厚最小0.8MM以上,不可有尖角、缺口存在,要有足够的出模斜度及良好的顶出面积和顶出同步性。有0.03MM的排气,收缩率在5-8‰间。成型中可选用升高温度或增加压力来改变其流动性,压力影响更明显.模温常选较高以控制内应力,GppS为透明脆性的,HIPS为改性抗冲击性的。 


内应力:材质分子间作用力受注射力和模腔压力的作用后加巨的一种表现。 


ABS。 一个大簇型材料,分通用级、抗冲级、高抗冲级、耐寒 耐热级、阻燃级、增强级等。具有良好的刚性及尺寸稳定性,良好的加工性。属非结晶性复合共聚物。由:丙烯腈A(改善耐油性的化学性)+丁二烯B(增加冲击韧性)+苯乙烯S(增加流动性)三元共聚而成。


密度1.06-1.10间。ABS为浅象牙色之颗粒,燃烧为黄色火焰,烧速FAST,有苦味及橡胶味。有黑烟及焦炭,制品断口易发白,焦炭有蜂窝状(475为光滑的,断口更易发白)。ABS成型温度180-235℃间,270℃开始分解,温度过高流动性反降低(250-270℃)。


须80℃干燥2-4H,成型中常用压力改变其流动性。常选螺杆压缩比为2.0-2.5:1的形式,射咀选用短150MM以下。射咀应选用150MM以下的短形式的,收缩率在3-6‰间,要有足够的脱模斜度,壁厚最小0.8MM以上,常选1.5-4.5MM间。电镀品要求更厚,顶出的面积和同步性要好,要有0.04MM排气,由于在模腔内冷凝较快,所以浇口厚度必须大于制品厚度的1/3。


模温在ABS料成型中较重要,对表观要求高的及电镀品必须使用高模温,特厚产品或厚薄悬殊的产品必须使用低模温。 


聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。 

非结晶性材料,最大特点透明性良好。俗称有机玻璃,缺点为表面硬度不高,易擦毛、易脆。流动性差,易产生内应力,密度1.17-1.20间。燃烧为黄色火焰,酒精味。烧速FAST,无烟。160℃开始熔融,成型温度常选230-265℃间,270℃开始分解。


易吸水,成型前必须85℃左右干燥2-4H。因流动性较差成型中常用升高温度的方法来改善其流动性,而非提高注射压力和速度。由于PMMA质硬、性脆、易破裂、易产生内应力,所以制品必须有足够的脱模斜度,制品尽量避免缺口或尖角,最好用圆弧过渡,肉厚不可太薄大于1.0MM,浇口常用薄而宽或扇形的。收缩率在5-7‰,要有0.03MM以下的排气。


模温在PMMA成型中也是重要参数,特薄及形状复杂的产品模温控制在65℃左右,有利于制品透明度,模温在100℃以上有损透明性,特厚及一般制品则用冷却水成型,由于制品的特殊性及内应力存在对顶出要求特高,除了有有效的顶出面积和平衡性外,还要余料易去除或在产品上不留痕迹。 


聚酰胺系列PA 

PA俗称尼龙。结晶性材料。PA是一类大的种簇团,除了有常用的PA6、PA66的二元、三元共聚物外,还有常用的PA4—13、66、610、1010及透明尼龙。还有特殊的PA6T、PA9T等增强工程塑料。


密度1.10-2.60间。PA是承力制件的首选料,同时还有优良的韧性、自润滑性,耐化学性、无毒等,用途非常广泛,也是齿轮的常选料。


PA料一般为白色半透明或不透明颗粒,燃烧有滴下,会自动熄灭,火焰为蓝色黄顶,烧速SLOW,无烟有泡沫,伴有毛发烧焦味。PA吸水性强,成型前必须85-120℃干燥2-6H。熔点152-265℃间流动性非常好,成型温度必须高于熔点,成型中常用压力来改变流动性,而PA料又极易氧化变色,所以温度又常选较低温度成型,又由于冷凝速度极快,所以也常选快速冲模,但其又极易溢边和排气不良,所以速度也要控制,一般取二者综合值。


因此要根据产品的实际情况进行多方面调整工艺。PA收缩率大15-25‰间,溢边值在0.03以下,所以排气在0.025以下.厚度一般不低于0.8MM,要有一定的脱模斜度,浇口直径一般为壁厚的2/3—3/4,低于0.8MM较难成型,流道必须有一定的冷料穴U,否则会给制品带来缺陷及成型困难,模温对PA料成型也有显著影响,特厚及特薄产品均要较高模温(80—120℃),一般壁厚在5MM以下可以冷却水,5MM以上要用模温,跟浇口封闭时间有关。 


聚甲醛POM 

一、 结晶性塑料俗称赛钢,是高密度、高结晶性的线性聚合物。有共聚和匀聚两种,密度1.41-1.425间,结晶度达70-80%原料为白色或带色之粒.燃烧为蓝色火焰伴有浓烈的刺激甲醛味.烧速SLOW,无烟.有优良的耐磨性和自润滑性,齿轮的首选材料.过多吸入甲醛致癌, POM+PVC产生的气体会引起爆炸,禁止此两种材料混入同一料筒里。


POM材料产品可在-40—100℃温度范围内使用性能保持不变,吸湿性在2.5‰以下可不干燥或80℃干燥2h,熔点165--175℃,成形温度175--200℃间,215℃停留会分解,240℃严重分解出甲醛损害人体和设备,结晶度高收缩率大15—25‰熔体冷却到室温体积变化为21﹪所以成形时注射量应控制在理论注射量的70﹪以下。


成形中保压力和保压时间对收缩率起决定性作用,充模中要改变其流动性既不是增加注射压力也不是提高温度,而是靠改变熔体的充模速率.同时模温提高到80℃以上对流动性也有明显改善,凝固速度极快,160℃开始凝固,因而产品表面易产生折皱、斑纹、熔接痕、要注意浇口封冻时间的选择。


POM料的产品主要以控制尺寸为主。所以对模具精度要求较高,对锁模力要求较高。壁厚最小1.0MM以上,低于0.8MM难以成型,尺寸精度与壁厚及浇口尺寸有很大关系,POM常选长方形浇口,浇口尺寸在1.0-2.0MM间,收缩率大要有相对出模角度,在有0.02MM以上排气,模温对尺寸精度的影响非常大,65-85℃是POM的最佳模温,在这一一温度下的产品尺寸变化量小。


高模温状态下冷却时间的长短对尺寸精%%度的影响显著,冷却时间长尺寸有增加趋势,反之则巨减。加工中POM的再生料反复10次使用制品性能不影响。 


聚氯乙烯PVC 

PVC属于热敏性非结晶材料,成型用的PVC中有多种添加剂,如稳定剂、增塑剂、润滑剂、填充剂等。原料通常是抽粒而得,燃烧有黄色绿边火焰,无滴下。烧速快。


有盐酸刺激味,有白烟。其成型温度窄160-195℃,不可超过210℃否则严重分解出HCL气体腐蚀设备及对人体环境有害。如果HCL含量达到0.2%时物料就会严重分解,制品变色,这种情况一旦发生要及时用PP料清洗炮筒。通常成型前无需干燥或75℃干燥2H,由于PVC是热敏性材料,所以成型中只有能用增加压力来提高充模性,常用高压低速,速度过快会引起熔体破裂。


收缩率在6‰左右。PVC成型中料筒温度的设定非常重要,首先要保证成型机的温控要灵敏,在从加料管到计量段阶梯式提高10-15℃由于PVC通过射咀时有强剪切作用,所以射咀温度必须比计量段低10-20℃以防物料分解。


所使用的螺杆有PVC专用(无止逆环),没有使也必须是双合金螺杆及料筒。螺杆的转速不可太高20-50r/min,可不用或用少量背压。由于PVC流动性较差,故制品壁厚在1.2mm以上,也要有一定的脱模斜度,流道必须有足够的冷料穴,通常为短而粗的。易溢边,有0.03mm的排气,模温常使用冻水或冷却水控制在40℃以下。 


6、聚对苯二甲酸丁二(醇)酯PBT、PET 结晶性聚合物,常用的为玻纤增强,有加阻燃剂,用途非常广泛,与PA、PC、POM、PPO、列为最常用的五大工程塑料。


PBT一般为白色或有色之粒燃烧为黄色蓝边之焰,橡胶味,烧速快,伴有黑烟及焦炭。吸水性强,成型前必须100-120℃干燥2-4h,PBT熔点225-235℃间,结晶度达40%以上,成型收缩率较大15-25‰间流动性较好,成形中首先用压力改变其流动性,成型用PBT 中常加有阻燃剂,成型温度在235-270℃间,280℃开始分解。加料段、压缩段、计量段的温度要有15-20℃的梯度。加工制品的总用料量必须控制在设备理论值的30-80%间。


否则物料极易分解。PBT流动性良好极易产生披锋及烧焦,所以必须有足够的排气,排气槽又要控制在0.025mm以下,收缩率大,制品厚度常取较薄,必须有足够的脱模斜度,浇口尺寸一般为产品厚度的2/3—3/4间较易成型,螺杆转速要低,模温对PBT成型有作用,PBT有冷凝速度极快,较低温度下也能结晶的特点,一般制品可采用冷却水冷却模具。


对那些尺寸精度要求较高,变形要小形状复杂的产品必须使用70-80℃模温或120℃以上。PBT成型完成必须对炮筒及时清洗以防物料分解后腐蚀设备。 


聚碳酸酯PC 

PC具有透明性好、尺寸稳定、刚性和柔韧性兼容的特点。密度1.16-1.26间熔融粘度极高、流动性差,本属于结晶性材料,但只能在某种特定条件下才能生成极小的晶核。所以常视为非结晶性物来设定或调整参数。


PC原料为无色透明之粒,燃烧会滴下和自动熄灭,烧速慢,橙色或黄色火焰,酸味,有黑烟及焦炭。


PC流动性极差,其流动性受温度影响最大,其次是压力,模温最小。成型中常用压力来改变其流动性,成型温度达265-330℃,340℃开始分解,收缩率在5-7‰间,加工的制品总胶量应控制在设备的70-80%间较好,设备的温控要准制品厚度一般不低于1mm,要有足够的脱模斜度,若有尖角或缺口存在极易产生内应力。


嵌金属件的胶位要大于或等于其直径,制品厚3mm以下总长250mnm以下浇品直径最小0.8mm要有0.03mm的排气,流道常取短而粗.PC成型前必须120℃干燥4-6h对针形浇口1.0mm以下厚度在5mm以上的制品必须高压高速充模,否则外观缺陷无法改善.成型中内应力的存在是PC料的一大难题,回料常以低转速配以中等背压,通常选用高料温、高模温配以较低保压的工艺。


为防止熔体破裂射出速度不可太快,常用多段射出,所得梯度也不可过大。模温常选85-120℃的高模温,一般不超过140℃。PC停止生产后必须用PP过机。 


聚苯醚PPO 

PPO为新型工程塑料,非结晶物,纯PPO不具成形加工性,所使用的PPO为改性的。化学性、尺寸稳定性极好,可在-127-120℃范围内使用制品仍保持很高的机械强度,PPO极难燃烧,沉于水。


密度1.06-1.07间燃烧有橙黄色火焰,酚味,燃烧速度特慢。PPO成型前必须120℃以上干燥4-6h所做制品总胶量必须控制在设备理论值的50-70%间才稳定,设备温控要精确,能在400℃内自由选择,螺杆的压缩比要偏大值,设备要有足够的锁模力,制品厚度不低于1.2mm,,流道与浇口一定要短而粗,浇口深度在制品厚度的3/4以上较好成形,厚薄悬殊不可过大,否则内应力会集中。


收缩率较小5-7‰,但机械强度高仍要求有脱模斜度,有纹字的斜度要更大。模具也须有0.03-0.05mm的排气。PPO成形温度在280-320℃间,350℃开始分解炮筒温度以压缩段为最高点,300℃以上停机7min必须清空炮筒内的残胶,否则料花无法改善,由于流动性极差,凝固速度极快,成形常用高压中速充模,由于极易产生内应力常选低保压和短时间。


PPO的模温控制在65-85℃可,形状复杂的可升至于100-150℃,大体积的易翘曲变形的可选冷却水控制模温。PPO停机后要及时清洗炮筒,再生料可反复10次使用制品性能基本不变。 PC、POM、PA、PPO列为四大工程塑料,PBT加上称之为五大工程塑料。 


聚砜PSU 

PSU是特殊工程塑料高的机械强度、电绝缘性及热稳定性,尺寸稳定性好,非结晶物。PSU原料为透明带琥珀色颗粒,也有各种色、透明或不透明的,燃烧为橙色焰有滴下会自动熄灭,伴有硫磺味,烧速快伴有黑烟及焦炭。PSU成形前必须120℃以上4-6h干燥。


成形温度280-350℃间360℃分解较严重,流动性与PC极相似,温度达到330℃时每提高30℃流动性增加50%,收缩率小4‰左右,流道要短而粗,制品厚度在5mm以下不易成型,射咀孔径在5mm以上。


要使用低压缩比的螺杆,要低转速回料浇口的厚度在制品厚度的1/2-2/3较好成形,极易产生内应力,厚薄要匀一,要有足够的冷料穴,排气可达0.08mm成形中常用高压低速充模,速度过高会导致熔体破裂,除了制品厚度在2mm以下用高速外其他均以中低速充模.PSU的模温一般视制品厚度而定,2-5mm用110-120℃,2mm以下5mm以上用140-150℃,制品可在160-190℃温度下脱模. 

其它还有PPS、PEI、LCP等特殊工程塑料,其成形温度在340-400℃间收缩极小1-2‰以下,模温在145℃左右。 


10、玻纤增强树脂:常用的有PA+GF、PS+GF、PP+GF、ABS+GF、PBT+GF、PC+GF、POM+GF、PPO+GF、PSU+GF、PU+GF等。


都有以下特点: 

1、机械强度高;

2、耐热性能提高;

3、受热后体积膨胀小,尺寸稳定性增加;

4、流动性差,易浮纤,缺口、接合线处强度低,成形温度要比增强前高10-30℃,常选中压、中速或高速充模。

5、产品易产生取向。收缩小但方向明显,沿料流方向小,垂直此方向大;

6、产品性能易出现波动,玻纤与树脂的不相熔性导致成形加工难,外观及机械物理性带来不良;

7、制品表观光洁度不佳,易浮纤,熔接线明显及有烧焦现象。 


加工加纤树脂的成形机必须配有高压高速充模性能,温控要精确,要有足够的锁模力,螺杆及料筒必须为双合金或耐磨型,喷嘴孔径在4mm以上,为敞开式,回料一定要低转矩。


模具要有良好的排气0.05mm左右可,厚薄不宜过大,以防翘曲,浇口、流道要求粗而短,要选用较大的脱模斜度,浇口应设在厚壁处,流道末端要有足够的冷料穴。 成形用增强树脂通常为玻纤增强,玻纤含量在10-40%间,10%以下增强效果不明显,大于40%增强性能无明显改善,常在25-30%间成形前都要干燥处理,通常选用除湿干燥机效果较好。


除成形温度要比原来增加10-30℃外,工艺都要用高压、中快速充模。模温要选用相对高模温,螺杆回转一定要低转矩,短纤维要选用较高背压,长纤维背压不可过高,以防物料分解。再生料不可使用过多以防下料不匀,机械强度不足,尺寸不稳定,停机时必须及时清洗炮筒。   


除以上还有不常用的如下: 

1、丙烯腈苯乙烯(SAN)火焰为黄色,苯乙烯苦味,烧速FAST。有黑烟及焦碳。 

2、纤维素类,火焰为黄色有火花,醋味。烧速slow,有黑烟及焦碳。 

3、聚氨基甲酸酯(pu),火焰为黄色,微弱苹果味,烧速FAST。少许黑烟。 

4、聚甲基戌烯(TPX)火焰为蓝色,没有味道烧速FAST。水般清澈。   

 除热塑性外还有热固性塑料。热固性塑料常用低熔融温度(30—130℃)高模温(140—300)℃交联固化成型。


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