Fortron的成型技術(shù)分析

1、Fortron的成型技術(shù)Fortron是一種全新的直鏈型PPS（聚苯硫醚/PolyphenyleneSulfide）樹脂，其結(jié)構(gòu)式如下:耐熱性、難燃性、耐藥品性及尺寸穩(wěn)定性等特性作為傳統(tǒng)PPS樹脂的一般優(yōu)點(diǎn)而廣為人知。與其相比，F(xiàn)ortron在這些特性方面有過(guò)之而無(wú)不及。而且，由于它的直鏈型高分子結(jié)構(gòu)，使其還具有下面一些優(yōu)點(diǎn)。（1）伸長(zhǎng)與沖擊強(qiáng)度大，作為傳統(tǒng)PPS樹脂缺點(diǎn)的脆性得到大幅度改善。（2）離子性雜質(zhì)少，可應(yīng)用于電氣特性要求嚴(yán)格的領(lǐng)域。（3）熱穩(wěn)定性優(yōu)良，易于成型加工。（4）熔合紋強(qiáng)度大，螺紋、壓入等二次加工性優(yōu)良。（5）顏色接近白色，可著色。這里將對(duì)Fortron的注射成型法進(jìn)行詳細(xì)

2、敘述，并對(duì)Fortron應(yīng)用時(shí)，100%發(fā)揮其高強(qiáng)度性能和尺寸精度的、合理而經(jīng)濟(jì)的方法和技術(shù)進(jìn)行介紹。1. 安全1.1安全注意事項(xiàng)1.2自然色的使用1.3成型機(jī)的停機(jī)、開機(jī)及材料切換2. 成型條件的選定標(biāo)準(zhǔn)成型條件2.1 預(yù)干燥、注射成型機(jī)2.3各種成型條件2.4再生材料的使用成型加工特性3.1流動(dòng)性3.2收縮特性成型收縮率3.2.2 后收縮率3.2.3 尺寸精度4.模具設(shè)計(jì)模具材質(zhì)拔模斜度模具溫度調(diào)節(jié)直澆口、流道4.2.5 排氣口4.2.6 肋條4.2.2 澆口4.2.3 成型品壁厚安全vFortron的安全安全成型條件成型加工特性模具設(shè)計(jì)1安全1.1 安全注意事項(xiàng)只要遵守成型行業(yè)的一般安全

3、注意事項(xiàng)，F(xiàn)ortron的成型就不會(huì)有什么危險(xiǎn)。但是，F(xiàn)ortronTM與其它塑料相比也不例外，加熱到非常高的溫度時(shí)就會(huì)分解而產(chǎn)生分解物。如果換氣不充分，有時(shí)這些分解物就會(huì)蓄積，損害衛(wèi)生安全。因此，建議您進(jìn)行切實(shí)的換氣。為了防止熱分解產(chǎn)生氣體或在料筒內(nèi)產(chǎn)生壓力，請(qǐng)勿將樹脂溫度提高到360C以上。需要長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)，務(wù)請(qǐng)全部排放岀料筒內(nèi)樹脂后，將溫度設(shè)定在280C以下。在提供粒料、驅(qū)動(dòng)螺桿之前，務(wù)請(qǐng)對(duì)料筒給予充分的加熱時(shí)間，使之至少達(dá)到300C務(wù)請(qǐng)作業(yè)者佩帶防護(hù)眼鏡（特別是置換時(shí)）。另外，裝卸熱模具等部件時(shí)，務(wù)請(qǐng)佩帶防護(hù)手套。成型中止期間，務(wù)請(qǐng)后退注射組件，以免噴嘴因與模具接觸而固化。1.2自然色

4、品種的使用使用自然色品種的樹脂時(shí)，請(qǐng)注意以下事項(xiàng)。由于自然色品種的顏色比傳統(tǒng)的玻璃纖維增強(qiáng)品種白，變色時(shí)色差明顯。特別是長(zhǎng)時(shí)間暴露在直射日光、熒光燈、水銀燈或高溫環(huán)境下，粒料及成型品均會(huì)比通常環(huán)境（未暴露在上述環(huán)境）下的色差大。所以，保存時(shí)，請(qǐng)注意避開直射日光、熒光燈、水銀燈或高溫環(huán)境的場(chǎng)所。衡，最大限度地避免中途改變成型機(jī)的容量和成型品的腔數(shù)。務(wù)請(qǐng)選擇低剪切型或標(biāo)準(zhǔn)型螺桿（高剪切型螺桿發(fā)熱大，有時(shí)造成變色。）如果使用Ni處理的螺桿、料筒及噴嘴等部件，有時(shí)會(huì)帶來(lái)樹脂的灰色類變色，建議使用Cr系處理的部件。另外，亮度高的著色品有時(shí)也會(huì)發(fā)生同樣的變色。1.3成型機(jī)的停機(jī)、開機(jī)與材料切換成型機(jī)的停機(jī)

5、保持FortronTM成型時(shí)的料筒溫度置換岀FortronTM之后，建議在FortronTM的成型溫度下以熱穩(wěn)定性好的樹脂（例如，高密度聚乙烯或市場(chǎng)銷售的丙烯酸系置換材料）進(jìn)行置換。繼續(xù)進(jìn)行FortronTM成型時(shí)，也可只進(jìn)行FortronTM置換。1.3.1 成型機(jī)的開機(jī)如果料筒內(nèi)的樹脂在Fortron"成型溫度范圍是穩(wěn)定的，則可直接升高到Fortron成型溫度，用FortronTM進(jìn)行置換。當(dāng)樹脂的成型溫度范圍與Fortron“不同時(shí)，建議您先將料筒溫度改為料筒內(nèi)樹脂的成型溫度，然后用可在Fortron的成型溫度和料筒內(nèi)樹脂的成型溫度下使用、且熱穩(wěn)定性好的樹脂（例如，高密度聚乙烯

6、，有時(shí)用聚碳酸酯等樹脂）進(jìn)行置換，最后設(shè)定到Fortron“的成型溫度進(jìn)行置換。料筒內(nèi)樹脂為FortronTM時(shí)，一般而言，可直接升高到FortronTM的成型溫度進(jìn)行置換樹脂的切換以成型機(jī)的停機(jī)與開機(jī)方法為參考，當(dāng)樹脂可直接置換FortronTM時(shí)，務(wù)請(qǐng)保持在料筒溫度下，直接進(jìn)行置換。當(dāng)樹脂不可直接置換Fortron“時(shí)，建議您用可在Fortron“的成型溫度和切換樹脂的成型溫度下使用、且熱穩(wěn)定性好的樹脂（例如，高密度聚乙烯等）進(jìn)行置換，然后將溫度設(shè)定到成型溫度。其它如果自然色品種的FortronTM長(zhǎng)時(shí)間滯留在料筒內(nèi)，有時(shí)會(huì)變色，此時(shí)需要進(jìn)行充分的置換。成型條件303?0127(1QOO)

7、1300),T富1301601S0UI3Q0MPa0329(kgrcnrr)(35)(300JCC)0min)MPa(kgf/cn?G)OLO:00>401U201QO2展2.9(30)vFortron的成型條件安全成型條件成型加工特性模具設(shè)計(jì)2成型條件的選定1.1 標(biāo)準(zhǔn)成型條件Fortron的成型條件范圍如圖2-1所示。要減少毛刺，就要偏高設(shè)定料筒溫度，降低注射壓力，這樣才能取得好效果。如果外觀良好，那么，將注射速度控制在低速，可減少其對(duì)毛刺的影響。表2-1中表示1140A1的代表性成型條件圖A1成型條件范圍輯樁設(shè)定漁度（O270逹射壓力-'注射速度最佳條件能夠成型量奸回避的條

8、科表2-11140A1的標(biāo)準(zhǔn)注射成型條件項(xiàng)目條件預(yù)備干燥140CX3小時(shí)料筒溫度No.1（料斗側(cè)）290300CNo.2300CNo.3310CNo.4（噴嘴側(cè)）310C噴嘴溫度310320C模具溫度150C注射壓力3969MPa2(400700kgf/cm)預(yù)備干燥、注射成型機(jī)雖然Fortron是吸濕小的樹脂，但是為了改善成型品的外觀，也為了防止流涎，建議您以140C、3小時(shí)或120C、5小時(shí)的條件進(jìn)行預(yù)備干燥。另外，有些品種為了防止干燥時(shí)的橋接，建議您在105C、3小時(shí)的條件進(jìn)行預(yù)備干燥。特別是對(duì)于自然色制品，為了取得更穩(wěn)定的色相，請(qǐng)使用同一個(gè)成型條件。對(duì)于碳素纖維增強(qiáng)品種(2115A1、

9、2130A1、7140A4)，預(yù)備干燥特別重要。為了避免滯留變色，要選擇一次注射量與容量相平衡的注射成型機(jī)。一般可用開式噴嘴，但為了防止流涎，最好選用閉式噴嘴。建議采用耐磨損、耐腐蝕材質(zhì)的滾筒和螺桿。通常的標(biāo)準(zhǔn)滾筒和螺桿可能會(huì)產(chǎn)生明顯的腐蝕和磨損，使用時(shí)，請(qǐng)向成型機(jī)廠家充分咨詢。1.2 各種成型條件料筒溫度如果料斗下料筒的溫度設(shè)置過(guò)低，料筒及螺桿的磨損就會(huì)趨向增大。如果流動(dòng)性沒有問(wèn)題，則偏低的溫度可減少滯留變色。特別是黑色之外的其它顏色成型品，建議您設(shè)定為300320C。1.2.1 模具溫度模具溫度對(duì)特性的影響很大。從成型品的外觀、高溫使用時(shí)的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性及耐蠕動(dòng)性方面考慮，要避免將模具

10、溫度設(shè)定在120C以下，最好設(shè)定在130C以上。1.2.2 注射壓力一般的注射壓力最好設(shè)定為2998MPa(3001000kgf/cm)，希望減少毛刺時(shí)，建議您采取低壓成型。注射速度要得到良好的外觀，就要采取高速注射，但成型品容易產(chǎn)生翹曲及燒焦。所以一般而言，如果外觀良好，則過(guò)高的注射速度沒有意義。背壓為了計(jì)量穩(wěn)定化，建議背壓設(shè)定為0I.OMpa(010kgf/cm2)取偏高的背壓，一般為2.02.9Mpa(2030kgf/cm)。為了計(jì)量穩(wěn)定化，建議背壓設(shè)定為0I.OMpa(010kgf/cm2)取偏高的背壓，一般為2.02.9Mpa(2030kgf/cm)。背壓不穩(wěn)定時(shí)，采螺桿轉(zhuǎn)數(shù)一般以4

11、0100rpm-1(rpm)為宜。200min-1(rpm)以上的轉(zhuǎn)數(shù)會(huì)導(dǎo)致玻璃纖維的斷裂或樹脂的發(fā)熱，不宜采用。料筒內(nèi)滯留FortronTM即使長(zhǎng)時(shí)間滯留在料筒內(nèi)，其粘度也不會(huì)大幅度增加。因此，可有效利用熱流道。2.4再生材料的使用可以使用再生材料。但如果使用100%的再生材料，就會(huì)因玻璃纖維的切斷而造成機(jī)械特性及耐熱性的降低，色相也會(huì)產(chǎn)生變化。使用時(shí)，建議采取一定的再生材料比例，不要超過(guò)25%?；旌?140A1再生材料時(shí)的物性保持率請(qǐng)見表2-2，1140A13次使用100%再生材料時(shí)的物性保持率請(qǐng)見表2-3。表2-2混合FortronTM1140A1再生材料時(shí)的物性保持率項(xiàng)目物性保持率（再

12、生材料混合率（%0305070100拉伸強(qiáng)度10099989796拉伸伸長(zhǎng)100103102102104彎曲強(qiáng)度10099979897彎曲彈性率10010210099100懸臂梁沖擊強(qiáng)度缺口側(cè)100103979990反缺口側(cè)100991009597色相變化（E）1.82MPa（18.6kgf/cm2）彎曲應(yīng)力”-2.23.03.55.0色相變化不用保持率，而用E表示。表2-3FortronTM1140A13次使用100%再生TM材料時(shí)的物性保持率項(xiàng)目保持率（%）粉碎再生粒料拉伸強(qiáng)度8278拉伸伸長(zhǎng)10097拉伸彈性率90-彎曲強(qiáng)度8785彎曲彈性率9489懸臂梁沖擊強(qiáng)度缺口側(cè)7251反缺口側(cè)8

13、475負(fù)荷松弛溫度*9797色相變化（EL/+（Aaf+（Ab!13.8-熔融指數(shù)-220收縮率（流動(dòng)方向）-135成型加工特性vFortron的加工特性安全成型條件成型加工特性模具設(shè)計(jì)流動(dòng)性成型收縮后收縮尺寸精度3成型加工特性3.1 流動(dòng)性圖圖注射壓力Is的流動(dòng)長(zhǎng)74MP0(750kgr/cmJ)49MPat500kgt/cmi)Uff:Sig模具i*度：】50匸90WPa(i.oookgf'cm1.0JS度(mm)表3-1Fortron的流動(dòng)性比較0220A91130A61140A11140A61140A611140A621.71.71.01.41.71.21140A641140m

14、1150A66165A46165A66465A62-0.81.40.91.11.66565A62115A12130A13130A16345A47140A40.71.70.91.71.71.3將1140A1作為1.0時(shí)的流動(dòng)長(zhǎng)注射壓力：74MPa(750kg/cm2)成型品厚度:2.0mm模具溫度:150C(但是6565A6為100C)收縮特性321 成型收縮率Fortron的成型收縮率非常準(zhǔn)確(見圖26-1)，可以說(shuō)它是極為適合精密成型的材料(見圖3-2、3-3、26-1)(1)側(cè)澆口時(shí)試片：80X80mm平板澆口尺寸:邊長(zhǎng)乂厚=4X2料筒溫度:310C模具溫度:150C圖3-2114CA1的

15、成型收縮率0.86070SO注射壓力(MPa)500600700800900iiltE力(kgtcm:)、*垂直流動(dòng)石R190試片：80冥aOXZtovn平扳澆口尺寸：MXZt:310C門50匸漣口髓眾口4wX2t80圖436165A4的成型收編率fFj._fjE垂亶:>£苗弄向k-一KiL1it動(dòng)育向1,00.80,60,40,250CO708090注射壓力(MPa)成型品理:紉E淺口：髓漢口料筒隘度：310t模具黒度：150匸500600700600900注射壓力kgLCrrf)漢口側(cè)澆口4wX21/30./澳口尺寸試片庫(kù)庚(mm)試片庫(kù)庚(mm)注射壓力:SSMPafyo

16、OkgVcm漁口：楠湧口：3100樓鼻*度:150C0-2鍛】關(guān)藍(lán)號(hào)翻慣試片厚度連口2t4WX21Stfiw>3l416X31£30丿i/勁/m或垂豪濂動(dòng)方甸_L(7&D表3-2Fortron的成型收縮率一覽品種注射壓力MPa(kgf/cm2)成型收縮率(%)流動(dòng)方向垂直流動(dòng)方向0220A969(700)1.51.61130A649(500)0.40.91140A169(700)0.30.81140A649(500)0.30.71140A6139(400)0.30.71140A6269(700)0.30.81140A6449(500)0.30.71140T1169(70

17、0)0.20.71150A659(600)0.30.66165A469(700)0.20.66165A659(600)0.20.56465A6239(400)0.40.86565A688(900)0.20.42115A159(600)0.20.52130A188(900)0.10.53130A149(500)0.41.06345A449(500)0.30.77140A488（900）0.10.5成型品：80X80x2tmm平板澆口:側(cè)澆口(澆口尺寸邊長(zhǎng)乂厚=4X2)料筒溫度310C模具溫度150C（但是6565A6為100C）表中記入的是代表值。使用模具時(shí)，因壁厚、側(cè)澆口尺寸、成型條件等因素而

18、變化,需要注意(2)點(diǎn)澆口時(shí)圖3-4、3-5表示了點(diǎn)澆口時(shí)Fortron1140A1、6165A4的成型收縮率。用點(diǎn)澆口成型平板時(shí)，其成型收縮率為流動(dòng)方向與垂直流動(dòng)方向的平均值。試片：50X50mm澆口位置:中央1點(diǎn)料筒溫度:310C模具溫度:150C圖3訐1U031的成型收縮率(貳)辱燈為靜也平梅4006008001,000注射壓力（kgffenr試片:50x50mm平板澆口也竇:中央1點(diǎn)料簡(jiǎn)*度:310X：:i«nc400600WOLOGO注射壓力kgf/cm,)(30陽(yáng)粵彗副璽3.2 收縮特性后收縮率Fortron后將150C模具溫度下成型的試片以各退火溫度進(jìn)行處理，由此得到的

19、收縮率如圖3-6、3-7所示。Fortron的后收縮率極小，可以說(shuō)它是適合精密成型的材料。S3-6114CA1的后收縮率遇火溫度CC):-冊(cè)瘠娶IIPASlMfc片模具;1度門命匸遇火時(shí)間：2h1流動(dòng)育向Lj*一,十1i方向*-1&0£00220240遇火遷度m遽動(dòng)方向ASTMU片322 尺寸精度6165A4的尺寸精度如表3-3所示。6165A4的成型尺寸偏差小，若用波動(dòng)系數(shù)來(lái)表示，則日波動(dòng)系數(shù)為0.027%、全年的季節(jié)間日波動(dòng)系數(shù)為0.030%，可取得尺寸精度好的成型品。表3-36165A4的尺寸精度試片：50X50X3,1©點(diǎn)澆口試驗(yàn)?zāi)暝略粁(mm)(T(mm)

20、3(T/xx100連續(xù)3日內(nèi)3(T/xx100年數(shù)據(jù)88.08.1049.7660.0040.0241149.7660.0030.0170.0241249.7690.0040.025全年波動(dòng)量88.11.1749.7690.0040.0261849.7660.0040.0250.0281949.7650.0040.02549.766g0.01589.02.2749.7650.0060.0362849.7620.0070.0430.0362949.7630.0040.0263(T/xx10089.05.2949.7660.0050.0290.030(%)3049.7670.0040.0220.0273149.7680.0050.029日內(nèi)波動(dòng)平均>>0.027>>模具設(shè)計(jì)vFortron的模具設(shè)計(jì)安全成型條件成型加工特性模具設(shè)計(jì)4模具設(shè)計(jì)4.1模具材質(zhì)與模具溫度調(diào)節(jié)模具材質(zhì)由于FortronTM含