塑l料材料與成型工藝

塑料材料與成型工藝目

錄一.常用塑膠材料及特性二.注塑成型工藝一、常用塑膠材料及特性塑膠是用各種化學(xué)原料經(jīng)過各式化學(xué)反應(yīng)而制成,故其種類繁多,性質(zhì)不一,但大部分具有下列共同性質(zhì):重量輕——鐵的比重是7.8,鋁為2.6,而塑膠的比重只有0.9-2之間堅固耐用——一般塑膠皆有長久的耐用性,尤其是玻璃纖維強化塑膠(FRP)更是強韌無比電絕緣性優(yōu)越——塑膠味電之不良導(dǎo)體耐腐蝕性強——耐水,耐油,耐酸,耐化學(xué)藥品,而且不會生銹成型容易,生產(chǎn)率高——具有加熱軟化的性質(zhì),極易成型,且成形方法簡單并可做大量生產(chǎn)原料豐富,價格低廉——原料取得容易,可增加廣泛用途色彩鮮明,著色容易——光澤、透明、半透性良好,色彩清明,適當(dāng)加入著色劑即可改變其色澤51.ABS原料的特性與成型重點塑料ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大,應(yīng)用最廣泛的聚合物,它將PB,PAN,PS的各種性能有機地統(tǒng)一起來,兼具韌,硬,剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。6ABS原料的特性:ABS是由三種不同基化學(xué)原料所聚合而成的塑膠.三種原料各有其優(yōu)異性.A:能耐化學(xué)腐蝕,且有一定的表面硬度;B:使原料呈現(xiàn)橡膠韌性,可耐沖擊;S:使原料呈現(xiàn)容易加工成型之特性.ABS可混合其它原料改善物性,加工性.例如配加PVC可改善低溫時的強度;配加PC可改善成型流動性,低溫沖擊特性,也可以提升熱變形溫度.ABS流動特性極低,但流動性可隨溫度的上升而改善.增高原料溫度即可.但需考慮熱穩(wěn)定性,太熱色澤易改變,物性降低.ABS可添加阻燃劑、補強劑成型.7ABS成型注意事項:ABS為中度吸濕的原料,所以成型前必須徹底干燥,不然極易有銀絲的發(fā)生.水分含量在0.1%以下,干燥溫度80-85℃兩個小時。料管溫度設(shè)定在200-240℃之間.過低易使成品內(nèi)應(yīng)力過高,過高又易產(chǎn)生毛邊、縮水、變色等不良。模具溫度設(shè)定在40-80℃之間,一般使用普通水冷卻,大型對象也有使用冷凍水冷卻,縮短成型周期。背壓設(shè)定1-20kg/cm2之間,依需要設(shè)定高低,如有氣體介入過多產(chǎn)生銀絲或有縮水問題,可利用背壓。e.ABS可添加阻燃劑成型,成型時要注意料溫的控制,在170-190℃之間.成型后需使用未加阻燃劑的材料成型幾次,以避免釋出之阻燃劑腐蝕模具及料管組。f.加玻纖的原料一般是在10%-30%之間,沒有防火性,可增加機械性、表面硬度、磨耗性,但需注意分子配向性,在劉翔較強垂直方向較弱,易因收縮不同而引起變形現(xiàn)象。g.生產(chǎn)當(dāng)中已在料頭處發(fā)生拉絲的現(xiàn)象,易形成外觀上的不良,可將射嘴及頭段溫度降低,松退拉長點可解決拉絲現(xiàn)象。2.PMMA(亞克力)的特性與成型重點PMMA屬于非結(jié)晶性的普通塑膠,其透明度93%,耐氣候性,表面硬度三者在所有塑膠中是最優(yōu)秀的.表面具有不被劃傷之特性,電絕緣性高,易帶靜電粘附灰塵。常用PMMA材料分為如下三類:a.板狀品:押出成型用,常用于廣告招牌,飛機防風(fēng)玻璃等。b.粒狀品:品種大致分為耐熱型、一般用、高流動型.耐熱型用于汽車燈蓋,高流動型用于形狀復(fù)雜,肉厚較薄不易成型的產(chǎn)品,但耐熱性低。c.特殊性質(zhì)的亞克力:難燃性,耐磨耗性,耐沖擊性。

PMMA成型重點:成品重量,必須在料管容量70%以下成型,如超出需換大一級的機臺,因此料硬度高、粘度高、油壓馬達(dá)通常需要加大一級驅(qū)動扭矩才夠。原料在料管內(nèi)流動的阻力要小,壓力損失要少.射嘴孔徑可加大,料管可電鍍0.03-0.04mm來增加硬度及表面光滑度以獲得較小的阻力。PMMA流動性不如ABS,需增大射出壓力及速度變化來成型,易發(fā)生凹陷及內(nèi)部氣泡處均為溫度難降壓力難傳達(dá)的地方。d.當(dāng)有縮水或真空泡發(fā)生,其他條件無法解決時,可加背壓5-20kg/cm2來解決.但背壓過高會造成原料過熱以及驅(qū)動困難。e.原料如在加熱的料管內(nèi)停留時間過長易產(chǎn)生過多的氣體,有時會因其體的阻力而使螺桿不易轉(zhuǎn)動,可利用不斷的射出與松退來排除氣體。f.肉厚成品如冷卻縮短不會變形的話可利用溫水浸泡徐徐冷卻,使表皮與中心溫差不致過大,防止縮水真空泡的發(fā)生。g.當(dāng)成品存有殘留應(yīng)力時接觸到溶劑成品強度會降低.為消除應(yīng)力可用熱模生產(chǎn),料溫提高,射出壓力則可降低.如用壓縮成型則內(nèi)應(yīng)力幾乎不存在。3.PVC的特性與成型重點PVC特性:PVC為普通非結(jié)晶性塑膠,耐電壓極高為極佳的電絕緣物;耐水性好,在曝露試驗中不易劣化.耐熱型差,在70℃附近就回軟化;在-5℃失去軟性脆化.原料預(yù)熱帶有酸性易腐蝕料管及螺桿,故在生產(chǎn)完需停機時要用其他原材料清洗來保養(yǎng)料管組.PVC的區(qū)別與分類:PVC加入安定劑加熱混煉成型,在常溫成為硬質(zhì)PVC,用于生產(chǎn)硬質(zhì)水管,容器,外殼及其他日用品。PVC加入可塑劑則成為軟質(zhì)PVC,常用于生產(chǎn)手提袋,雨衣,袋子,各種薄膜以及絕緣帶等產(chǎn)品.可塑劑屬于油性添加越多就越軟。

PVC成型重點:PVC是熱敏性原材,料溫設(shè)定需在200℃以下,在料管內(nèi)滯留時間不宜過長。PVC熱傳導(dǎo)性很差,在加熱過程中當(dāng)外圍部分已經(jīng)過熱時中間人處于冷凝狀態(tài),所以在停機前一定要清洗掉,避免下次加熱時原料過熱分解。成型溫度范圍與熱分解溫度很接近,溫度過高易變色.如在料管內(nèi)加熱時間過長可采用溶膠延遲裝置,以縮短膠料在料管內(nèi)加熱時間。PVC流動性極差,射出時原料較不燙手就很快固化。生產(chǎn)時排風(fēng)設(shè)施要做好,其分解產(chǎn)生的氣體帶有毒性。4.POM的特性與成型重點POM俗稱塑膠鋼,為高結(jié)晶性工程塑料.具有優(yōu)秀的機械、物理性質(zhì)和良好的成型加工性,在各行各業(yè)被廣泛使用.很多金屬制品都在被其開發(fā)代替。POM的特性:具有高度的耐疲勞性及優(yōu)良的彈性回復(fù)性具有優(yōu)越的耐摩擦、耐磨耗性.表面硬度高具有高度的尺寸穩(wěn)定性,不吸濕及水,耐電氣絕緣性佳具有良好的流動性及光澤良好的成型表面有潤滑性.針對以上的優(yōu)點POM還具有如下缺點:比重很高,1.42g/cm3,加入玻纖后可達(dá)到1.5g/cm3。POM結(jié)晶化度高,當(dāng)加配阻燃劑或者補強劑時其結(jié)晶部分會發(fā)生混亂,與添加劑混合型不佳。成型收縮極高,需注意成型后的變形及尺寸精度。耐候性不佳,必須使用紫外線吸收劑才可。POM成型重點:POM本身吸濕性低,成型時可不必干燥.原料長期放在低溫場所也無須干燥;但放置場所為高溫時則需要以80℃*1h加以干燥。料管溫度管控180-200℃最適合成型,原料在料管內(nèi)滯留不可超過20min,否則易發(fā)生過火現(xiàn)象,也會有甲醛氣體揮發(fā)。模具溫度以60-80℃為宜.模具表面鏡面處理時可提高到120℃。若以低模溫成型其收縮量會較小,但易發(fā)生成品的后結(jié)晶造成變形或者尺寸的后收縮。POM成型后放置30min左右就可以冷卻到室內(nèi)相近的溫度,通常兩天后尺寸就可以穩(wěn)定下來。為消除成品內(nèi)應(yīng)力必須實施退火處理來解決長期在高溫下而發(fā)生的破裂、變形及尺寸不穩(wěn)定問題.一般在2-3mm的成品在溫度145-150℃需30min,退火后可試驗將成品浸在30%鹽酸液30min觀察裂紋狀況。5.聚苯乙烯（PS）特點及成型工藝聚苯乙烯是一種重要的熱塑性樹脂，由單體苯丙烯加聚制得。聚苯丙烯是世界上第三大塑料品種，聚苯丙烯薄膜，薄片，泡沫塑料在包裝工業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。聚苯乙烯是無色，無味，無臭，表面光滑，透明的無定型熱塑性塑料。透明度可高達(dá)92%，僅次于有機玻璃。聚苯乙烯不易燃，燃燒時發(fā)出帶煙的火焰。以小棒敲打聚苯乙烯會發(fā)出金屬聲。

PS的物理性能——力學(xué)性能聚苯乙烯是一種含不同分子量，鏈長度，鏈結(jié)構(gòu)的混合物。相對密度為1.05，折光率為1.59。聚苯乙烯的吸水性小，抗水性強，在常溫下，雖長期與潮濕空氣接觸，但他們完全不吸水，形狀也不發(fā)生變化。但水蒸氣可以通過它的薄片，在熱性能方面，聚苯乙烯的馬丁難熱性不低于80℃，在玻璃化溫度以上變成高彈性狀態(tài)。聚苯乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量低，熱膨脹系數(shù)高，超過金屬。聚苯乙烯的力學(xué)性能在一定范圍內(nèi)取決于分子量，低分子量的聚合物脆，隨著分子量的增加，抗張強度增加，脆性減小，軟化溫度升高，當(dāng)聚合度到達(dá)一定程度以后，力學(xué)性能就很少有變化。溫度對聚苯乙烯的抗張強度和伸長率的影響比較大，溫度上升使抗張強度下降，伸長率達(dá)到80％后開始猛烈增加。高分子聚苯乙烯能承受較大的彎曲應(yīng)力，但沖擊強度很低，表面硬度小，易擦毛，以此與苯乙烯很脆。

PS的用途聚苯乙烯是聚合樹脂中應(yīng)用最廣的一種,耐水,化學(xué)藥品穩(wěn)定性高,透明無色,加工便利,印刷性能好,所以在包裝工業(yè)廣泛應(yīng)用。聚苯乙烯在包裝上主要加工成薄膜,用于蔬菜水果的包裝,還可加工成透明的包裝容器,容器蓋,小盤;由于聚苯乙烯純度高,適應(yīng)于真空鍍鋁,還可加工成蒸餾容器。二、注塑成型工藝

1.注塑成型原理將粒狀或粉狀的塑料加入到注射機的料斗，在注射機內(nèi)塑料受熱熔融并使之保持流動狀態(tài)，然后在一定壓力下注入閉合的模具，經(jīng)冷卻定型后，熔融的塑料就固化成為所需的塑件。2.注塑成型工藝過程

(1)成型前準(zhǔn)備原料外觀檢驗及工藝性能測定：包括塑料色澤、粒度及均勻性、流動性（熔體指數(shù)、粘度）熱穩(wěn)定性及收縮率的檢驗。塑料預(yù)熱和干燥：除去物料中過多的水分和揮發(fā)物，以防止成型后塑件表面有缺陷或發(fā)生降解，影響塑料制件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量。物料干燥的方法：小批量生產(chǎn)，采用烘箱干燥；大批量生產(chǎn)，采用沸騰干燥或真空干燥。料筒清洗：當(dāng)改變產(chǎn)品、更換原料及顏色時均需清洗料筒。嵌件預(yù)熱：減少物料和嵌件的溫度差，降低嵌件周圍塑料的收縮應(yīng)力，保證塑件質(zhì)量。

脫模劑的選用：常用脫模劑包括硬脂酸鋅、液態(tài)石蠟和硅油。(2)注射過程加料：將粒狀或粉狀塑料加入注射機的料斗。塑化：通過注射機加熱裝置的加熱，使得螺桿中的塑料原料熔融，成為具有良好的可塑性的塑料熔體。充模：塑化好的塑料熔體在注射機柱塞或螺桿的推動作用下，以一定的壓力和速度經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入并充滿模具型腔。保壓補縮：從熔體充滿型腔后，在注射機柱塞或螺桿推動下，熔體仍然保持壓力進行補料，使料筒中的熔料繼續(xù)進入型腔，以補充型腔中塑料的收縮需要，并且可以防止熔體倒流。澆口凍結(jié)后的冷卻：經(jīng)過一段時間使型腔內(nèi)的熔融塑料凝固成固體，確保當(dāng)脫模時塑件有足夠的剛度，不致產(chǎn)生翹曲或變形。

脫模：塑件冷卻到一定的溫度,推出機構(gòu)將塑件推出模外。(3)塑件后處理后處理原因及作用：由于塑化不均勻或由于塑料在型腔內(nèi)的結(jié)晶、取向和冷卻不均勻；或由于金屬嵌件的影響或由于塑件的二次加工不當(dāng)?shù)仍?，塑件?nèi)部不可避免地存在一些內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致塑件在使用過程中產(chǎn)生變形或開裂，因此，應(yīng)該設(shè)法消除。

3.注射成型的優(yōu)缺點優(yōu)點：成型周期短、生產(chǎn)效率高、易實現(xiàn)自動化能成型形狀復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定適應(yīng)范圍廣缺點：注塑設(shè)備價格較高；注塑模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜；生產(chǎn)成