【正文】 常用塑料性能及其注塑工藝 注塑件缺陷、校正及預(yù)防措施 塑料的含意 塑料的含意：塑料是一種以合成的或天然的高分子為主要物質(zhì)，通常含有添加劑等輔助成分。廣義地說，它是一種在一定溫度和壓力下能塑造成有一定形狀，而當(dāng)解除外力后，在常溫下能保持既定形狀的高分子材料，也就是說，凡是能壓塑成型的物質(zhì)都可以稱為塑料。更確切地說，塑料是指具有以上特性的、以高分子化合物或以合成樹脂為基礎(chǔ)的一類物質(zhì)。 塑料的分類 按塑料的用途分 可分為通用塑料、工程塑料、特種工程塑料 通用塑料：一般指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價格較廉的通用塑料。如： PE、 PP、 PVC、 PS等。 工程塑料：一般指料具有良好的物理機(jī)械強(qiáng)度、在高溫、低溫度下能保持良好的力學(xué)性能，電性能、化學(xué)性能及耐熱性能、耐磨性各尺寸穩(wěn)定性等特點(diǎn)。如： ABS、PC、 PA、 POM、 PPO、 PBT。 特種工程塑料：特種工程塑料除具有工程塑料的特性外，其綜合能更高，長期使用在 150℃ 以上，還具有特殊功能和特殊用途。如：氟塑料、硅樹脂、聚醚亞胺、聚醚醚酮、液晶聚合物等。 按塑料的物理化學(xué)性能分 可分為熱塑性塑料各熱固性塑料 熱塑性塑料：在加工過程中，一般只起物理變化。即在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。 熱固性塑料：在加工過和中起化學(xué)變化，受熱時，開始被軟化而具有一定的可塑性，但隨著進(jìn)一步的加熱，樹脂開就硬化定型，若再加熱也不會變軟或改變其形狀，不溶不溶性物料的樹脂，一般稱為熱固性塑料。 表征塑料性能的幾個概念 ?拉伸強(qiáng)度：指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，對試樣施以軸向拉伸載荷，直至試樣斷裂過程中試樣所承受的最大拉伸應(yīng)力。 ?斷裂伸長率：指試樣受拉伸斷裂時，工作部分標(biāo)距（有效部分）的增量與初始值之比，以百分率表示，稱材料的斷裂伸長率，是材料韌性大小的標(biāo)志之一。 ?拉伸彈性模量：指在比例極限內(nèi)，試樣拉伸應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之比。 ?沖擊強(qiáng)度：指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，使試樣破裂時，試樣單位橫截面積所消耗的功。 ?熔體流動速率：指將熱塑性塑料試樣加入到熔融指數(shù)測定儀的料腔中，在規(guī)定溫度和壓力下從儀器下端規(guī)定直徑和長度的小孔中， 10min內(nèi)擠出的熔體質(zhì)量克數(shù)。 ?彎曲強(qiáng)度：指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下對試樣施以靜態(tài)三點(diǎn)式彎曲載荷，直至試樣斷裂過程中，試樣的最大彎曲應(yīng)力。 ?彎曲彈性模量：在比例極限內(nèi)試樣彎曲應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之比。 ?熱變形溫度：指在試樣上加一定的載荷，以指定的速度升溫，變形量達(dá)到規(guī)定值時的溫度。 ?最高連續(xù)使用溫度：材料在該溫度下仍可長時間安全工作，其性能值仍可保持不低于初始值的 50%，這樣的溫度稱為塑料的最高連續(xù)使用溫度。 我司常用原料及其性能 ?聚丙烯（ PP） PP外觀上是白色蠟狀體，密度約在 ～，與其它通用熱塑性塑料比較，有比重小、剛性好、強(qiáng)度高、耐撓曲，以及有高于 100℃ 的耐熱溫度和良好的耐化學(xué)腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，但不足的是低溫耐沖擊性較差，易老化，成型收縮率大。 ?結(jié)晶性料，吸濕性小，可能發(fā)生熔融破裂，長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解。 ?流動性極好，溢邊值 。 ?冷卻速度快，流注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢。 ?成形收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔，凹痕變形，方向性強(qiáng)。 ?注意控制成形溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時更明顯、模具溫度低于 50℃ 以下，塑件不光澤，易產(chǎn)生熔接不良，流痕，90℃ 以上時易發(fā)生翹曲，變形。 ?塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口，尖角，以避免應(yīng)力集中。 聚丙烯（ PP）性能表 項(xiàng) 目 單 位 數(shù) 值 密 度 g/cm3 ～ 拉伸強(qiáng)度 MPa 30～ 39 斷裂伸長率 % ﹥ 200 彎曲彈性模量 MPa ～ 沖擊強(qiáng)度（缺口） kJ/m2 ～ 洛氏硬度 R 95～ 105 熱變形溫度 () ℃ 100～ 116 成型收縮率 % ～ ?聚碳酸酯（ PC） 一般最有應(yīng)用價值、最重要、應(yīng)用最普遍的是雙酚 A型聚碳酸酯，它是無色透明的剛硬、堅硬固體，透明度達(dá) 90%，無臭無味、無毒，密度約 ，具有高抗沖擊性，高度的尺寸穩(wěn)定性和范圍很寬的使用溫度、良好的電絕緣性及耐熱性能，但耐開裂和耐藥品性較差。 ? 無定形塑件，熱穩(wěn)定性好，成形溫度范圍寬，超過330℃ 才呈現(xiàn)嚴(yán)重分解，分解時產(chǎn)生無毒、無腐蝕性氣體。 ? 吸濕極小，但水敏性強(qiáng)，含水量不得超過 %,加工前必須干燥處理 ,否則會出現(xiàn)銀絲 ,氣泡及強(qiáng)度下降的現(xiàn)象 . ? 流動性差 ,溢邊值為 ,流動性對溫度變化敏感冷卻速度快 . ? 成形收縮小 ,如成形條件適當(dāng) ,塑件尺寸可控制在一定的公差范圍內(nèi)塑件精度高 . ? 可能發(fā)生熔融開裂 ,易產(chǎn)生應(yīng)力集中 (內(nèi)應(yīng)力 )應(yīng)嚴(yán)格控制成形條件 ,塑件宜退火處理 ,消除內(nèi)應(yīng)力 . ? 熔融溫度高 ,粘度高 ,對于大于 200克的塑件應(yīng)用螺桿式注射機(jī)成形 ,并噴咀應(yīng)加熱 ,噴咀應(yīng)用開敞式延伸噴咀 . ? 由于粘度高 ,對剪切件用不敏感 ,冷卻速度快 ,模繞注系統(tǒng)應(yīng)以粗 ,短為原理 ,并宜設(shè)注料穴 ,進(jìn)料口宜取直接進(jìn)料口 ,圓片或扇形等截面較大的進(jìn)料口 ,但應(yīng)防止內(nèi)應(yīng)力增大 ,進(jìn)料口附近殘余應(yīng)力 ,必要時可采用調(diào)節(jié)式進(jìn)料口 ,模具宜加熱 ,模溫一般 70120℃ 為宜 .應(yīng)注意預(yù)出均勻 ,模具應(yīng)用耐磨鋼 ,并淬火 . ? 塑件壁不宜取厚，應(yīng)均勻避免有尖角，缺口及金屬嵌件造成應(yīng)力集中，脫模斜度宜取 2度以上，若有金屬嵌件應(yīng)預(yù)熱、預(yù)熱溫度一般為 110130℃ 。 ? 料筒溫度對控制塑件質(zhì)量一個重要的因素 ， 料溫低時會造成缺料 ， 表面無光澤 ， 銀絲紊亂 ， 溫度高時易溢邊 ， 出現(xiàn)銀絲暗條 ， 塑料變色有泡 ， 注射壓力不宜取低 ， 冷卻速度快 ， 但如模溫加熱則冷卻時間不宜短 。 ? 模溫對塑件的質(zhì)量影響很大 ， 薄壁塑件應(yīng)取 80100℃ ， 厚壁塑件宜取 80120℃ ， 模溫低則收縮率 ， 伸長率 、 抗沖擊溫度大 ， 抗彎 ， 抗壓 、 抗張強(qiáng)度低 ， 模溫超過 120℃ ， 塑件冷卻慢 ， 易變形粘模 ， 脫模困難 ， 成形周期長 。 聚碳酸酯（ PC）性能表 項(xiàng) 目 單 位 數(shù) 值 密 度 g/cm3 ～ 拉伸強(qiáng)度 MPa 60～ 68 斷裂伸長率 % 50～ 100 彎曲強(qiáng)度 MPa 91～ 120 沖擊強(qiáng)度（缺口） kJ/m2 45～ 60 布氏硬度 MPa 90～ 95 熱變形溫度 () ℃ 126～ 135 成型收縮率 % ～ ?聚苯乙烯（ PS） PS是無色無味和透明性剛硬固體，透光率不低于 88%～ 92%，折射率較大，密度在 ～，易燃，它 有著優(yōu)良的電絕緣性、模塑性能好、透明、容易著色、剛度好、吸濕低等優(yōu)點(diǎn)，但其性脆、耐熱性低、耐化學(xué)試劑、耐溶劑性差。 聚苯乙烯（ PS）性能表 項(xiàng) 目 單 位 數(shù) 值 密 度 g/cm3 ～ 拉伸強(qiáng)度 MPa 41～ 49 斷裂伸長率 % ～ 彎曲強(qiáng)度 MPa 62～ 76 沖擊強(qiáng)度（缺口） kJ/m2 ～ 洛氏硬度 R 65～ 80 熱變形溫度 () ℃ 70～ 98 成型收縮率 % ?丙烯腈 丁二烯 苯乙烯樹脂 （ ABS） ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物， A代表丙烯腈， B代表丁二烯， S代表苯乙烯，故 ABS能表現(xiàn)三種組分的協(xié)同性能：丙烯腈使聚合物有良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯使聚合物有良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動性。 ABS外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透明，密度在。 ? 無定形材料 ， 其品種牌號很多 ， 各品種的機(jī)電性能 ，及成形特性邊各有差異 ， 應(yīng)按品種確定成形方法及成形條件 。 ? 吸濕性強(qiáng) ， 含水量應(yīng)小于 %必須充分干燥 ,要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥 。 ? 流動性中等，溢邊值 (流動性比聚苯乙烯 ,AS差 ,但比聚碳酸脂 ,聚氯乙烯好 )。 ? 比聚苯乙烯加工困難 ,宜取高料筒溫 ,高模溫 (對耐熱 ,高沖擊和中沖擊型樹脂 ,料溫更宜取高 )料溫時物性影響較大 ,料溫高易分解 (分解溫度為 250℃ 左右 ,比聚苯乙烯易分解 )對要求精度較高塑件模溫宜取 5060℃( 要求光澤及耐熱型宜取 6080℃, 注射壓力一般用柱塞式注射機(jī)時料溫為 180230℃, 注射壓力為10001400公斤 /平方厘米，螺桿注射機(jī)則取 160220℃ ， 7001000公斤 /平方厘米。 ? 模具設(shè)計時要注意繞注系統(tǒng)對料流阻力小 ， 進(jìn)料口處外觀不良 ， 易發(fā)生熔接痕 ， 應(yīng)注意選擇進(jìn)料口位置 ， 形式 ， 頂出壓力過大或機(jī)械加工對塑件表面呈現(xiàn) “ 白色 ” 痕跡 （ 但在熱水中加熱可消失 ） 脫模斜度宜取 2度以上 。 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯樹脂 （ ABS）性能表 項(xiàng) 目 單 位 數(shù) 值 密 度 g/cm3 拉伸強(qiáng)度（極限） MPa 63 加工溫度 ℃ 180～ 260 彎曲強(qiáng)度 MPa 97 沖擊強(qiáng)度（缺口） kJ/m2 洛氏硬度 R 121 熱變形溫度 () ℃ 89 成型收縮率 % ～ ?聚酰胺 （ PA） 聚酰胺俗稱尼龍，是不會霉?fàn)€的淡黃色至琥珀色透明或半透明的固體物，現(xiàn)有品種很多，并有很好的綜合性能：耐磨、堅韌、輕量、耐化學(xué)藥品、耐熱、耐寒、易成型、自潤滑、無毒、易染色。多數(shù)聚酰胺有自熄性，但也有可燃的，燃燒緩慢，且火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷x火后慢慢熄滅。 ?結(jié)晶性料 ， 熔點(diǎn)高 ， 熔融溫度范圍較窄 ， 熔融狀態(tài)熱穩(wěn)定性差 ， 料溫超過 300℃ ， 滯留時間超過 30分鐘即為分解 。 ?較易吸濕 ， 成形前應(yīng)預(yù)熱干燥 ， 并應(yīng)防止再吸濕 ， 含水量不得超過 %， 吸濕后流動性下降 ， 易出現(xiàn)氣泡 ， 銀絲等弊端 ， 高精度塑件應(yīng)經(jīng)調(diào)濕處理 ， 處理后發(fā)生尺寸脹大 。 ?流動性極好，溢邊值一般為 ,易溢料 ,要發(fā)生 ” 流延現(xiàn)象 ” 用螺桿式注射機(jī)注射時噴咀宜用自鎖式結(jié)構(gòu) ,并應(yīng)加熱 ,螺桿應(yīng)帶止回環(huán)。 ?成形收縮率范圍大，收縮率大，方向性明顯，易發(fā)生縮孔，凹痕、變形等弊病，成形條件應(yīng)穩(wěn)定。 ? 融料冷卻速度對結(jié)晶度影響較大 ， 對塑件結(jié)構(gòu)及性能有明顯影響 ， 故應(yīng)正確控制模溫 ， 一般為 2090℃ 按壁厚而造 ， 模溫低易產(chǎn)生縮孔 ， 結(jié)晶度低等現(xiàn)象 ， 對要求伸長率高 ， 透明度高 ， 柔軟性較好的薄壁塑件宜取低 ， 對要求硬度高 ， 耐磨性好 ， 以及在使用時變形小的厚壁塑件宜取高 。 ? 成形條件對塑件成形收縮，縮孔、凹痕影響較大，料筒溫度按塑料品種，塑件形狀及注射機(jī)類型而造。柱塞式注射機(jī)宜取高，但一般不宜超過 300℃ ，受熱時間不宜超過 30分鐘，料溫高則收縮大，易出飛邊，注射壓力按注射機(jī)類型，料溫，塑件形狀尺寸，模具，注系統(tǒng)而造，注射壓力高易出飛邊，收縮小方向性強(qiáng)，注射壓力低易發(fā)生凹痕、波紋。成形周期按塑件壁厚而造，厚則取長，薄則取短，注射時間及高壓時間對塑件收縮，凹痕、變形、縮水影響較大，為了減少收縮，凹痕、縮水，一般宜取模溫低，料溫低，樹脂粘度小，注射高壓及冷卻時間長，注射壓力高的成形條件，以及采用白油作脫模劑。 ?模具繞注系統(tǒng)形式尺寸與加工聚苯乙烯時相似，但增大流道及進(jìn)料口截面尺寸可改善縮孔及凹痕現(xiàn)象，收縮率一般按壁厚而取，壁厚取大值，薄壁取小值，模具分布應(yīng)均勻，應(yīng)注意防止飛邊設(shè)置排氣措施。 ?塑件壁不宜取厚，并應(yīng)均勻，脫模斜度不宜取小，尤其對厚壁及深高塑料更應(yīng)取大。 尼龍 66 （ PA66）性能表 項(xiàng) 目 單 位 數(shù) 值 密 度 g/cm3 ～ 拉伸強(qiáng)度 MPa 77～ 84 斷裂伸長率 % 60～ 300 彎曲強(qiáng)度 MPa 56～ 97 沖擊強(qiáng)度（缺口） kJ/m2 ～ 洛氏硬度 R 120 熱變形溫度 () ℃ 104 熔 點(diǎn) ℃ 250～ 260 ?聚對苯二甲酸丁二醇酯 （ PBT） PBT是乳白色結(jié)晶型固體，密度在 ～ g/cm3之間，結(jié)晶速度快， 有良好的電性能、耐老化性和緩慢燃燒性， 未經(jīng)增強(qiáng)的 PBT的力學(xué)性能在工程塑料中無明顯的優(yōu)越性，熱變形溫度在 55～ 70℃ 之間，經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后力學(xué)性能提高幅度很大，增強(qiáng)效果超過許多工程塑料，且熱變形溫度可達(dá)到 210～ 220之間。 聚對苯二甲酸丁二醇酯 （ PBT）性能表 項(xiàng) 目 單 位 數(shù) 值 密 度 g/cm3 ～ 拉伸強(qiáng)度 MPa 56 拉伸模量 MPa 2200 彎曲強(qiáng)度 MPa 87 沖擊強(qiáng)度（缺口） kJ/m2 4 最高連續(xù)使用溫度 ℃ 120～ 140 熱變形溫度 () ℃ 58 熔融溫度 ℃ 224～ 230 ?聚乙烯 （ PE） P