注塑工藝要考慮因素
一跷跪、收縮率
熱塑性塑料成型收縮的形式及計算如前所述万俗,影響熱塑性塑料成型收縮的因素如下:
1. 塑料品種熱塑性塑料成型過程中由于還存在結(jié)晶化形起的體積變化康二,內(nèi)應(yīng)力強(qiáng)嫡纠,凍結(jié)在塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力大懒叛,分子取向性強(qiáng)等因素丸冕,因此與熱固性塑料相比則收縮率較大,收縮率范圍寬薛窥、方向性明顯胖烛,另外成型后的。
2. 塑件特性成型時熔融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態(tài)外殼诅迷。由于塑料的導(dǎo)熱性差佩番,使塑件內(nèi)層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態(tài)層。所以壁厚罢杉、冷卻慢趟畏、高密度層厚的則收縮大。另外滩租,有無嵌件及嵌件布局赋秀、數(shù)量都直接影響料流方向,密度分布及收縮阻力大小等律想,所以塑件的特性對收縮大小猎莲、方向性影響較大。
3. 進(jìn)料口形式技即、尺寸著洼、分布這些因素直接影響料流方向、密度分布、保壓補(bǔ)縮作用及成型時間身笤。直接進(jìn)料口豹悬、進(jìn)料口截面大(尤其截面較厚的)則收縮小但方向性大,進(jìn)料口寬及長度短的則方向性小展鸡。距進(jìn)料口近的或與料流方向平行的則收縮大屿衅。
4. 成型條件模具溫度高,熔融料冷卻慢莹弊、密度高涤久、收縮大,尤其對結(jié)晶料則因結(jié)晶度高忍弛,體積變化大响迂,故收縮更大。模溫分布與塑件內(nèi)外冷卻及密度均勻性也有關(guān)细疚,直接影響到各部分收縮量大小及方向性蔗彤。另外,保持壓力及時間對收縮也影響較大疯兼,壓力大然遏、時間長的則收縮小但方向性大。
注塑壓力高吧彪,熔融料粘度差小待侵,層間剪切應(yīng)力小,脫模后彈性回跳大姨裸,故收縮也可適量的減小秧倾,料溫高、收縮大傀缩,但方向性小那先。因此在成型時調(diào)整模溫、壓力赡艰、注塑速度及冷卻時間等諸因素也可適當(dāng)改變塑件收縮情況售淡。
模具設(shè)計時根據(jù)各種塑料的收縮范圍,塑件壁厚慷垮、形狀勋又,進(jìn)料口形式尺寸及分布情況,按經(jīng)驗確定塑件各部位的收縮率换帜,再來計算型腔尺寸楔壤。
二、流動性
流動性分為三類:
①流動性好 PA惯驼、PE蹲嚣、PS递瑰、PP、CA隙畜、聚(4)甲基戍烯;
②流動性中等 聚苯乙烯系列樹脂(如ABS抖部、AS)、PMMA议惰、POM慎颗、聚苯醚;
③流動性差 PC、硬PVC言询、聚苯醚俯萎、聚砜、聚芳砜运杭、氟塑料夫啊。
熱塑性塑料流動性大小,一般可從分子量大小辆憔、熔融指數(shù)撇眯、阿基米德螺旋線流動長度、表現(xiàn)粘度及流動比(流程長度/塑件壁厚)等一系列指數(shù)進(jìn)行分析虱咧。
分子量小熊榛,分子量分布寬,分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性差腕巡,熔融指數(shù)高来候、螺流動長度長、表現(xiàn)粘度小逸雹,流動比大的則流動性就好,對同一品名的塑料必須檢查其說明書判斷其流動性是否適用于注塑成型云挟。
三梆砸、結(jié)晶性
熱塑性塑料按其冷凝時無出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象可劃分為結(jié)晶型塑料與非結(jié)晶型(又稱無定形)塑料兩大類。
所謂結(jié)晶現(xiàn)象即為塑料由熔融狀態(tài)到冷凝時园欣,分子由獨立移動帖世,完全處于無次序狀態(tài),變成分子停止自由運動沸枯,按略微固定的位置日矫,并有一個使分子排列成為正規(guī)模型的傾向的一種現(xiàn)象。
作為判別這兩類塑料的外觀標(biāo)準(zhǔn)可視塑料的厚壁塑件的透明性而定绑榴,一般結(jié)晶性料為不透明或半透明(如POM等)哪轿,無定形料為透明(如PMMA等)。
但也有例外情況翔怎,如聚(4)甲基戍烯為結(jié)晶型塑料卻有高透明性窃诉,ABS為無定形料但卻并不透明杨耙。
四、熱敏性塑料及易水解塑料
1. 熱敏性系指某些塑料對熱較為敏感飘痛,在高溫下受熱時間較長或進(jìn)料口截面過小珊膜,剪切作用大時,料溫增高易發(fā)生變色宣脉、降解车柠,分解的傾向,具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料塑猖。
如硬PVC竹祷、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物萌庆,POM溶褪,聚三氟氯乙烯等。熱敏性塑料在分解時產(chǎn)生單體践险、氣體猿妈、固體等副產(chǎn)物,特別是有的分解氣體對人體巍虫、設(shè)備彭则、模具都有刺激、腐蝕作用或毒性占遥。
因此俯抖,模具設(shè)計、選擇注塑機(jī)及成型時都應(yīng)注意瓦胎,應(yīng)選用螺桿式注塑機(jī)芬萍,澆注系統(tǒng)截面宜大,模具和料筒應(yīng)鍍鉻搔啊,不得有*角滯料柬祠,必須嚴(yán)格控制成型溫度、塑料中加入穩(wěn)定劑负芋,減弱其熱敏性能漫蛔。
2. 有的塑料(如PC)即使含有少量水分,但在高溫旧蛾、高壓下也會發(fā)生分解莽龟,這種性能稱為易水解性,對此必須預(yù)先加熱干燥锨天。
五毯盈、應(yīng)力開裂及熔體破裂
1. 有的塑料對應(yīng)力敏感,成型時易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力并質(zhì)脆易裂病袄,塑件在外力作用下或在溶劑作用下即發(fā)生開裂現(xiàn)象奶镶。
為此迟赃,除了在原料內(nèi)加入添加劑提高開抗裂性外,對原料應(yīng)注意干燥厂镇,合理的選擇成型條件纤壁,以減少內(nèi)應(yīng)力和增加抗裂性。并應(yīng)選擇合理的塑件形狀捺信,不宜設(shè)置嵌件等措施來盡量減少應(yīng)力集中酌媒。
模具設(shè)計時應(yīng)增大脫模斜度,選用合理的進(jìn)料口及頂出機(jī)構(gòu)迄靠,成型時應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)料溫秒咨、模溫、注塑壓力及冷卻時間掌挚,盡量避免塑件過于冷脆時脫模雨席,成型后塑件還宜進(jìn)行后處理提高抗開裂性,消除內(nèi)應(yīng)力并禁止與溶劑接觸吠式。
2. 當(dāng)一定融熔體流動速率的聚合物熔體陡厘,在恒溫下通過噴嘴孔時其流速超過某值后,熔體表面發(fā)生明顯橫向裂紋稱為熔體破裂特占,有損塑件外觀及物性糙置。
故在選用熔體流動速率高的聚合物等,應(yīng)增大噴嘴是目、澆道谤饭、進(jìn)料口截面,減少注塑速度懊纳,提高料溫揉抵。
六、熱性能及冷卻速度
1. 各種塑料有不同比熱嗤疯、熱傳導(dǎo)率冤今、熱變形溫度等熱性能。比熱高的塑化時需要熱量大身弊,應(yīng)選用塑化能力大的注塑機(jī)。熱變形溫度高塑料的冷卻時間可短列敲,脫模早阱佛,但脫模后要防止冷卻變形。
熱傳導(dǎo)率低的塑料冷卻速度慢(如離子聚合物等冷卻速度極慢)戴而,故必須充分冷卻凑术,要加強(qiáng)模具冷卻效果。熱澆道模具適用于比熱低所意,熱傳導(dǎo)率高的塑料淮逊。比熱大催首、熱傳導(dǎo)率低,熱變形溫度低泄鹏、冷卻速度慢的塑料則不利于高速成型郎任,必須選用適當(dāng)?shù)淖⑺軝C(jī)及加強(qiáng)模具冷卻。
2. 各種塑料按其種類特性及塑件形狀备籽,要求必須保持適當(dāng)?shù)睦鋮s速度舶治。所以模具必須按成型要求設(shè)置加熱和冷卻系統(tǒng),以保持一定模溫车猬。當(dāng)料溫使模溫升高時應(yīng)予冷卻霉猛,以防止塑件脫模后變形,縮短成型周期珠闰,降低結(jié)晶度惜浅。
當(dāng)塑料余熱不足以使模具保持一定溫度時,則模具應(yīng)設(shè)有加熱系統(tǒng)伏嗜,使模具保持在一定溫度坛悉,以控制冷卻速度,保證流動性阅仔,改善填充條件或用以控制塑件使其緩慢冷卻吹散,防止厚壁塑件內(nèi)外冷卻不勻及提高結(jié)晶度等。
對流動性好八酒,成型面積大空民、料溫不勻的則按塑件成型情況有時需加熱或冷卻交替使用或局部加熱與冷卻并用。為此模具應(yīng)設(shè)有相應(yīng)的冷卻或加熱系統(tǒng)羞迷。
七界轩、吸濕性
塑料中因有各種添加劑,使其對水分有不同的親疏程度衔瓮,所以塑料大致可分為吸濕浊猾、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的兩種,料中含水量必須控制在允許范圍內(nèi)热鞍,不然在高溫葫慎、高壓下水分變成氣體或發(fā)生水解作用,使樹脂起泡薇宠、流動性下降偷办、外觀及力學(xué)性能不良。
所以吸濕性塑料必須按要求采用適當(dāng)?shù)募訜岱椒耙?guī)范進(jìn)行預(yù)熱澄港,在使用時防止再吸濕椒涯。