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      透明塑料產品注塑分析
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      時間: 2018-12-05 17:28 瀏覽量: 245

      透明塑料產品注塑分析

      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, 耐磨性要高,抗沖擊韌性要好,因此對塑料的成份,注塑整個過程的工藝,設備。模具等,都要做出大量工作,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-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,耐熱件要好,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。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PPT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,往往要在機筒溫度、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。 

      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:

      • 干燥

      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。

      • 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) 

      • 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:

      1. 壁厚應盡量均勻一致,脫模斜度要 足夠大;

      2. 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;

      3. 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;

      4. 模具表面應光潔,粗糙度低(最好低于0.8);

      5. 排氣孔。槽必須足夠,以及時排出空氣和熔體中的氣 體;

      6. 除 PET外, 壁厚不要 太薄,一般不得小于lmm。 

      • 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:

      1. 應選用專用螺桿、帶單獨溫控射咀的注塑機; 

      2. 注射溫度在塑料樹脂不分解的前提下,宜用較高注射溫度;

      3. 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; 

      4. 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; 

      5. 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,以盡量減少熔料在機筒停留時間; 

      6. 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; 

      7. 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。 


      • 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70-80℃熱風循環干燥4小時; PC應在清潔空氣、甘油。 液體石蠟等加熱 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,熔料溫度高,流動性差,因此必須以較高溫度注塑(270-320℃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,放射嘴溫度要單獨控制,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,且往往在射嘴中要加防延流裝置。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。模具溫度要高,否則會引起表面光澤差和脫模的困難。


      四、透明塑料件的缺陷和解決辦法 

      其缺陷大概有以下幾項:

      • 銀紋

      由充模和冷凝過程中,內應力各向異性影響,垂直方向產生的應力,使樹脂發生流動上取向,而和非流動取向產生折光率不同而生閃光絲紋,當其擴展后,可能使產品出現裂紋。 除了在注塑工藝和模具上注意外,最好產品作退火處理。如PC料可加熱到 160℃以上保持 3-5分鐘,再自然 冷卻即可。 

      • 氣泡

      主于樹脂內的水氣和其他氣體排不出去,(在模具冷凝 過程中)或因充模不足,冷凝表面又過快冷凝而形成真空泡。

      • 表面光澤差

      主于模具粗糙度大,另一方面冷凝過早,使樹脂不能復印模具表面的狀態,所有這些都使其表面產生微小凹凸不平,而使產品失去光澤。

      •  震紋

      是指從直澆口為中心形成的密集波紋,其原因,因熔體粘度過大,前端料已在型腔冷凝,后來料又沖破此冷凝面,而使表面出現震紋。

      • 泛白霧暈

      主要由于在空氣中灰塵落入原料之中或原料含水量太大而引起的。

      • 白煙黑點

      主要由于塑料在機筒內,因局部過熱而使機筒樹脂產生分解或變質而形成的。


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