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        注塑知識透明塑料原料的特性及注塑工藝

        來源:塑料注塑機

        導讀: 由于塑料具有重量輕、韌性好、成型易。成本低等優點,因此在現代工業和日用產品中,越來越多用塑料代替玻璃,特別應用于光學儀器和包裝工業方面,發展尤為迅速。但是由于要求其透明性要好,耐磨件要高,抗沖擊韌件要 ...

        由于塑料具有重量輕、韌性好、成型易。成本低等優點,因此在現代工業和日用產品中,越來越多用塑料代替玻璃,特別應用于光學儀器和包裝工業方面,發展尤為迅速。

        但是由于要求其透明性要好,耐磨件要高,抗沖擊韌件要好,因此對塑料的成份,注塑整個過程的工藝,設備,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),表面質量良好,從而達到使用的要求。

        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,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,由于篇幅有限,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, 其次要有一定的強度和耐磨性,能抗沖擊,耐熱性要好,耐化學性要優, 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。

        注:(1)因品種繁多,這只是取平均值,實際不同品種數據有異。

        (2)PET數據(機械方面)為經拉伸后的數據。

        從表1數據可知PC是較理想的選擇, 但主于其原料價貴和注塑工藝較難,所以仍以選用PMMA為主,(對一般要求的制品),而RET由于要經過拉伸才能得到好的機械性能,所以多在包裝、容器中使用。

        二、透明塑料注塑過程中應注意的共同問題

        透明塑料由于透光率要高,必然要求塑料制品表面質量要求嚴格,不能有任何斑紋、氣孔、泛白、霧暈、黑點、變色、光澤不佳等缺陷,因而在整個注塑過程對原料、設備、模具、甚至產品的設計,都要十分注意和提出嚴格甚至特殊的要求。 

        其次由于透明塑料多為熔點高、流動性差,因此為保證產品的表面質量,往往要在較高溫度、注射壓力、注射速度等工藝參數作細微調整,使注塑料時既能充滿 模,又不會產生內應力而引起產品變形和開裂。

        下面就其在原料準備、對設備和模具要求、注塑工藝和產品的原料處理幾方面,談談應注意的事項。

        (一)原料的準備與干燥

        由于在塑料中含有任何一點雜質,都可能影響產品的透明度,因此和儲存、運輸、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,所以一定要干燥,并在注塑時,加料必須使用干燥料斗。

        還要注意一點的是干燥過程中,輸入的空氣最好應經過濾、除濕,以便保證不會污染原料。其干燥工藝如 表2 透明塑料的干燥工藝

        工藝

        干燥溫度(℃)

        干燥時間(h)

        料層厚度(mm)

        備注

        PMMA

        70~80

        2~4

        30~40

        采用熱風循環干燥

        PC

        120~130

        >6

        <30

        采用熱風循環干燥

        PET

        140~180

        3~4

        采用連續干燥加料裝置為佳

        (二)機筒、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,特別熱穩定性差的樹脂存在,因此在使用前、停機后都應用螺桿清洗劑清洗干凈各件,使其不得粘有雜質,當沒有螺桿清洗劑時,可用PE、PS等 樹脂清洗螺桿。

         當臨時停機時,為防止原料在高溫下 停留時間長,引起解降,應將干燥機和機筒溫度降低,如 PC、PMMA等機筒溫度都要降至 160℃以下。(料斗溫度對于 PC應降至100℃以下)

        (三)在模具設計上應注意的問題(包括產品的設計)

        為了防止出現回流動不暢,或冷卻不均造成塑料成型不良,產生表面缺陷和變質, 一般在模具設計時,應注意以下幾點。

        a)壁厚應盡量均勻一致,脫模斜度要足夠大;

        b)過渡部分應逐步。圓滑過渡,防止有尖角。銳邊產生,特別是PC產品一定不要有缺口;

        c)澆口。流道盡可能寬大、粗短,且應根據收縮冷凝過程設置澆口位置,必要時 應加冷料井;

        d)模具表面應光潔,粗糙度低(最好低于0.8);

        e)排氣孔。槽必須足夠,以及時排出空氣和熔 體中的氣 體;

        f)除 PET外, 壁厚不要太薄,一般不得小于lmm。

        (四)注塑工藝方面應注意的問題(包括注塑機的要求)

        為了減少內應力和表面質量缺陷,在注塑工藝方面應注意以下幾方面的問題。

        a)應選用專用螺桿、帶單獨溫控射咀的注塑機;

        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,但壓力太高會產生內應力造 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-快-慢多級注 射;

        e)保壓時間和成型周期:在滿足產品充模,不產生凹陷、氣泡的情況下;宜盡量短,以盡量減低熔料在機筒停留時間;

        f)螺桿轉速和背壓:在滿足塑化質量的前提下,應盡量低,防止產生解降的可 能;

        g)模具溫度:制品的冷卻好壞,對質量影響極大,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量惡化,一般注塑時盡量少用脫模劑;當用回用料時不得大于 20%。

        對于除PET外,制品都應進行后處理, 以消除內應力,PMMA應在70-80T熱風循環干燥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,才能得到良好機械性能。

        三、透明塑料的注塑成型工藝

        透明塑料的工藝特性:除了以上的共同問題,透明塑料亦各有一些工藝特 性,現分述如下:

        1、PMMA 的工藝特性

        PMMA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270℃,因此料溫調節范圍寬,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,故應提高模溫,改善冷凝過程,去克服這些缺陷。

        2、PC的工藝特性

        PC粘度大,融料溫度高,流動性差, 因此必須以較高溫度注塑(270-320T之 間),相對來說料溫調節范圍較窄,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,但產品內應力大,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 模具結構和后處理去減少開裂的可能。當注射速度低時,澆口處易生波紋等缺陷,放射咀溫度要單獨控制,模具溫度要高,流道、澆口阻力要小。

        3、PET的工藝特性

        PET成型溫度高,且料溫調節范圍窄(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。機械強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。

        模具溫度準確控制,是防止翹曲、變形的重要因素,因此建議采用熱流道模具。模具溫度高,否則會引起表面光澤差和脫模困難。

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