【正文】 常用塑料性能及注塑工藝要因分析 Panasonic ideas for life 生產(chǎn)技術(shù)課 麥江盛 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。 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(jià)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(jiān)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(shí)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(shí)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(gè)重要的因素 ， 料溫低時(shí)會造成缺料 ， 表面無光澤 ， 銀絲紊亂 ， 溫度高時(shí)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(shí)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是無色無臭無味的透明性剛硬固體，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(shí)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(shí)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(shí)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(jì)時(shí)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(jiān)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?，離火后慢慢熄滅。 ?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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)間及高壓時(shí)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(shí)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(shí)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） PE外觀上是白色蠟狀固體，無臭無味無毒，按結(jié)晶度分，可分為低密度聚乙烯（ LDPE）、中密度聚乙烯（ MDPE）和高密度聚乙烯（ HDPE），其中 LDPE和 HDPE應(yīng)用較廣泛， PE的力學(xué)性能在塑料材料中除沖擊強(qiáng)度較高外，其它的都較低，它有優(yōu)良的耐寒性和電絕緣性，也有較好的熱穩(wěn)定性，在多活性物質(zhì)作用下會產(chǎn)生應(yīng)力開裂現(xiàn)象，是最易燃燒的塑料品種之一。 聚乙烯 （ PE）性能表 項(xiàng) 目 單 位 LDPE HDPE 密 度 g/cm3 ～ ～ 拉伸強(qiáng)度 MPa 12～ 13 22～ 24 斷裂伸長率 % ≥500 ≥50 最高連續(xù)使用溫度 ℃ 82～ 100 121 成型收縮率 % ～ ～ 熱變形溫度 () ℃ 38～ 50 60～ 80 熔融溫度 ℃ 108～ 126 126～ 137 ?聚氯乙烯 （ PVC） 聚氯乙烯樹脂是白色或淡黃色的堅(jiān)硬粉末，密度約 ，是熱穩(wěn)定性特別差的材料之一，最高連續(xù)使用溫度在 65～ 80℃ 之間，有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性和阻燃性，但 PVC一般加有多種助劑，且助劑的品種和用量對材料的性能影響很大。 PVC可分為硬 PVC和軟 PVC，硬PVC是不含增塑劑或含增塑劑不超過 5%的 PVC，而含增塑劑的 PVC中增塑劑的加入量一般很大，故稱軟 PVC。 二、注塑件缺陷、校正及預(yù)防措施 內(nèi)容： ?注塑件缺陷的概述 ?注塑件缺陷尋找 ?系統(tǒng)化的校正措施 ?注塑件缺陷的校正步驟 ?處理出錯、校正問題的對策 注塑件缺陷的概述 注塑件缺陷的概述 要解決塑件在注塑過程中發(fā)生的問題或它本身存在的缺陷 ，我們需要對聚合物 、 模具 、 注塑機(jī)及加工設(shè)備有良好認(rèn)識 ，并清楚明白整個(gè)注塑程序 。 所以 ， 大部分注塑課程把校正缺陷學(xué)習(xí)放在最后這種技術(shù)不單講求專門知識 ， 亦需要時(shí)間和耐性 。 校正模塑件缺陷要有計(jì)劃 ， 按部就班 ， “ 每次只做一個(gè)步驟 ” 。 手法必須缺陷有系統(tǒng) 、 有編輯 、 有組成 。 計(jì)劃周詳便會事倍功半 。 處理過的所有步驟都需記錄在案，說不定若干時(shí)日同一問題又再出現(xiàn)，單憑記憶不可靠的。每個(gè)模塑操作人員都要記下自己碰到的問題和解決方法。記下這些資料，其它工人便不用胡亂猜測或進(jìn)行冗長的實(shí)驗(yàn)，只要參考記錄，就可跟進(jìn)校正措施。 注塑件缺陷的概述 ?認(rèn)識聚合物 ?認(rèn)識注塑模具 認(rèn)識聚合物 ?聚合物分結(jié)晶形態(tài) /無定形態(tài) ?玻璃轉(zhuǎn)化溫度（ Tg） /熔化溫度（ Tm） ?材料性能在不同結(jié)晶度的表現(xiàn) ?注塑時(shí)候的表現(xiàn)、要求 認(rèn)識聚合物 聚合物分結(jié)晶形態(tài) /無定形態(tài) （ 12） *結(jié)晶性材料 在適當(dāng)?shù)臈l件下能產(chǎn)生某種幾何形態(tài)晶體結(jié)構(gòu)的塑料 。 例如：（ PE， PP， PA， POM， PBT） 認(rèn)識聚合物 聚合物分結(jié)晶形態(tài) /無定形態(tài) （ 22） *無定形塑料 分子形狀和分子相互排列不程晶體結(jié)構(gòu)而呈無序狀的塑料 。 例如： （ ABS，