【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5～ 125 14～ 6 MDPE 110～ 120 14～ 7 P P 160～ 176 14～ ? 聚苯乙烯 (PS)之所以是最容易成型加工的樹(shù)脂 ,就是因?yàn)槟芎?jiǎn)單地通過(guò)提高熔融溫度 ,或通過(guò)提高熔融樹(shù)脂注入到模具時(shí)的速度 (注射速度 )的方法來(lái)降低其樹(shù)脂粘度 .象尼龍含有官能團(tuán)的樹(shù)脂其最佳成型溫度 (實(shí)際的注射溫度 )都在熔融溫度附近 ,而且其溫度可調(diào)范圍較小 。由于活潑原子團(tuán)組成的加聚物 ,其最佳成型溫度高得多 ,溫度可調(diào)范圍大 ,通過(guò)提高注射速度的方法等都可降低其熔體粘度 ,加聚物樹(shù)脂的特性通過(guò)多級(jí)注射速度的注塑機(jī)會(huì)得到更好的發(fā)揮 . 塑料熔體粘度對(duì)剪切速率的敏感度 序號(hào) 塑 料 敏 感 度 1 ABS(最敏感 ) 對(duì)剪切的敏感度依次降低 2 P C 3 PMMA 4 PVC 5 P A 6 P P 7 P S 8 LDPE(最不敏感 ) 常用塑料改進(jìn)流動(dòng)性能的方式 序號(hào) 塑料代號(hào) 俗 名 改進(jìn)方式 1 P E 聚乙烯 提高螺桿速度 2 P P 聚丙烯 提高螺桿速度 3 P A 尼龍 (聚酰胺 ) 提高溫度 4 POM 聚甲醛 提高螺桿速度 5 P C 聚碳酸酯 提高溫度 6 P S 聚苯乙烯 兩者都行 7 ABS ─ 提高溫度 8 PVC 聚氯乙烯 提高溫度 9 PMMA 聚甲基丙酸甲酯 提高溫度 五、結(jié)晶度 ? 熱塑性樹(shù)脂固體中的分子聚集狀態(tài)有疏有密 ,可以把致密的部分稱(chēng)為結(jié)晶部分 ,而把過(guò)疏的部分稱(chēng)為非晶部分 ,大多數(shù)的聚合物都會(huì)有某種程度的結(jié)晶部分 。因此 ,我們把結(jié)晶部分的含有率稱(chēng)為結(jié)晶度 .但一般而論 ,像尼龍、熱塑性聚酯那樣具有官能基的聚合物 ,或像聚丙烯、聚乙烯等分子排列較規(guī)整的聚合物 ,它們的結(jié)晶度較高 ,而共聚物或混合的聚合物等其結(jié)晶度較低 .一般聚合物的實(shí)際結(jié)晶度比其固有的結(jié)晶度要低 ,因此 ,其結(jié)晶度可以通過(guò)熱處理或提高模溫的方法得到提高 . ? 結(jié)晶度高的聚合物其強(qiáng)度增加、伸長(zhǎng)率下降、體積減小 .塑料的結(jié)晶度越高 ,其密度就大 ,熔融溫度 (熔點(diǎn) )也越高 ,而且強(qiáng)度大 ,透明性低 ,伸長(zhǎng)率小 .可見(jiàn)結(jié)晶度和物性有著緊密的關(guān)系 ,各種樹(shù)脂在拉伸特性上的變化和該樹(shù)脂在成型加工過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)晶化的差異有關(guān) .而且結(jié)晶化的差異越大 ,聚合物其拉伸特性的變化幅度也越大 . ? 結(jié)晶性較好的聚合物會(huì)因其結(jié)晶化的進(jìn)行而產(chǎn)生體積收縮 ,進(jìn)而影響其制品的尺寸穩(wěn)定性 .因此 ,必須設(shè)法在加工時(shí)盡可能使其結(jié)晶度提高到固有的結(jié)晶度 ,以防止后收縮引起制品的尺寸穩(wěn)定性 .現(xiàn)實(shí) 上 ,為了改善制品的尺寸穩(wěn)定性 ,常在樹(shù)脂中添加一些能起結(jié)晶化的促進(jìn)劑 (成核劑 ). 六、玻璃化溫度 ? 在熱塑性樹(shù)脂中有一個(gè)玻璃化溫度 (玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn) )的現(xiàn)象 ,即 :聚合物在隨溫度增高的過(guò)程中 ,在其熔融前會(huì)在某一溫度范圍內(nèi)處于既非固體又非粘性液體的橡膠態(tài) ,我們把出現(xiàn)橡膠態(tài)度的開(kāi)始溫度稱(chēng)為其玻璃化溫度 (Tg).在這個(gè)溫度范圍里聚合物的熱膨脹會(huì)突然變大 ,而且所發(fā)生的形變和橡膠不同 ,是不可逆的形變 . ? 玻璃化溫度特性對(duì)使用聚合物制品時(shí)是非常重要的 。例如 ,把制品放置在玻璃化溫度以上的溫度條件下時(shí) ,會(huì)招致意想不到的變形 .反之 ,如果想對(duì)制品進(jìn)行改變形狀加工處理等 ,則可以在玻璃化溫度以上進(jìn)行實(shí)施 .此外 ,希望提高制品的結(jié)晶度時(shí) ,也可以在這個(gè)溫度范圍中進(jìn)行處理 . 七、蠕變及應(yīng)力松弛 ? 如果把一個(gè)由熱塑性樹(shù)脂制成的細(xì)長(zhǎng)板的一端掛上重物 ,在放置了一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間后 ,就會(huì)發(fā)現(xiàn)板的長(zhǎng)度在隨著時(shí)間一點(diǎn)一點(diǎn)地增大 ,而且即使把重物取下來(lái) ,板的長(zhǎng)度也不會(huì)再恢復(fù) ,我們把這種現(xiàn)象稱(chēng)為蠕變 . ? 如果在板的兩端加上拉應(yīng)力或者壓應(yīng)力并使之保持在一定的長(zhǎng)度 ,同樣在放置了一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間后 ,就會(huì)發(fā)現(xiàn)所加的應(yīng)力在逐漸變小甚至變?yōu)榱?,我們把這種現(xiàn)象叫做應(yīng)力松弛 . ? 當(dāng)然 ,這種現(xiàn)象在作用力施加較短的瞬間是見(jiàn)不到的 ,只有在長(zhǎng)時(shí)間受力的情況下才能發(fā)生 .這種現(xiàn)象在鋼鐵、陶瓷或熱固性樹(shù)脂中是見(jiàn)不到的 ,熱塑性樹(shù)脂之所以發(fā)生這種現(xiàn)象 ,與線(xiàn)狀巨大分子隨時(shí)間順其應(yīng)力方向滑移有關(guān) . ? 因此 ,為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生 ,就應(yīng)該增加大分子和大分子之間的橫向束縛力 .這其中的一個(gè)方法就是提高其結(jié)晶度 ,如尼龍、聚酯及聚丙烯等樹(shù)脂 ,本來(lái)其結(jié)晶度就較高 ,但為了更好地防止以上現(xiàn)象的發(fā)生 ,必須在進(jìn)行纖維加工時(shí) ,用熱處理或拉伸來(lái)最大限度地提高它們的結(jié)晶性 .另一個(gè)方法就是使用某些化學(xué)藥品 ,使之形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ,如熱固性樹(shù)脂就屬于此類(lèi) ,因其三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的束縛可以有效地防止大分子間的滑移 . ? 塑料的蠕變現(xiàn)象或應(yīng)力松弛現(xiàn)象常引起一些意外的事故 .如把一個(gè)是凹形 ,一個(gè)是凸形的兩個(gè)制品 ,強(qiáng)制壓在一個(gè)組合成“子母扣配合”的形式時(shí) ,由于是強(qiáng)制壓入 ,在接合部?jī)芍破繁厝灰謩e受到壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用 ,時(shí)間一長(zhǎng)接合部就會(huì)松動(dòng)而影響裝配品的繼續(xù)使用 .此外 ,在制品的貯存或搬運(yùn)過(guò)程中 ,必須注意不要使之受到很大的應(yīng)力 ,否則會(huì)引起制品的變形、破損等問(wèn)題 . ? 八、熱膨脹 ? 熱塑性樹(shù)脂的缺點(diǎn)之一是其熱膨脹和熱收縮比較大 ,有時(shí)會(huì)因此影響其使用 .例如 ,在其他種類(lèi)的樹(shù)脂表面上用熱塑性樹(shù)脂涂覆時(shí) ,或把金屬和熱塑性樹(shù)脂組合在一起使用時(shí) ,由于各自膨脹系數(shù)的不同 ,有時(shí)會(huì)造成彎曲、龜裂、松弛等問(wèn)題 .而且 ,把其制品作為機(jī)械零部件使用時(shí) ,也會(huì)因發(fā)生熱膨脹等引起尺寸變化 ,造成配合不良等問(wèn)題 . ? 一般各種材料都有隨溫度升高其熱膨脹系數(shù)增大的傾向 .樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)對(duì)溫度的變化及樹(shù)脂的比容 (單位質(zhì)量所具有的體積 )和溫度的關(guān)系如下圖所示 : ? 從上圖中可知 ,樹(shù)脂在一定的溫度范圍內(nèi)其熱膨脹系數(shù)是以一定的速率變化的 ,而一旦到了玻璃化溫度就會(huì)有急劇的增大 ,最后導(dǎo)致熔融 .根據(jù)對(duì)樹(shù)脂內(nèi)部的觀(guān)察 ,在低溫下保持不變的自由體積 (分子間的自由間隙 ),一旦進(jìn)入玻璃化溫度后就會(huì)隨溫度升高而急劇增大 .塑件變形加工必須在 Tg溫度以上進(jìn)行 ,正是因?yàn)樽杂审w積增大后分子易于運(yùn)動(dòng) ,所以有利于改變其形狀的加工 .熱塑性樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)一般比其他材料要大 5～ 10倍 . 九、塑料的流動(dòng)方向和熔料的冷凝過(guò)程 十、與注塑加工有關(guān)的主要塑料性能 ? 流動(dòng)性 ? 受熱后熔融狀態(tài)的塑料 ,在壓力作用下 ,充滿(mǎn)整個(gè)型腔的能力叫流動(dòng)性 ,一般用專(zhuān)業(yè)流動(dòng)性測(cè)試模具來(lái)進(jìn)行測(cè)試 . ? 同一種類(lèi)不同牌號(hào)的塑料的流動(dòng)性均不相同 ,不同結(jié)構(gòu)的塑件對(duì)塑料的流動(dòng)性提出不同的要求 ,塑料的流動(dòng)性與成型溫度和壓力等條件密切相關(guān) .通常 ,若流動(dòng)性太大 ,一方面會(huì)使熔料充填不緊密 ,造成制品的疏松 ,影響產(chǎn)品質(zhì)量 。另一方面流動(dòng)性太大 ,注塑件周邊容易出現(xiàn)披鋒 (毛邊 )粘模及噴嘴流延 ,造成水口堵塞 .而塑料的流動(dòng)性過(guò)小 ,對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜流程較長(zhǎng)的塑件 ,注塑時(shí)流動(dòng)困難 ,易出現(xiàn)缺膠、縮水等現(xiàn)象 ,產(chǎn)生大量廢品 。或必須用高壓條件注塑 ,容易造成塑件內(nèi)應(yīng)力過(guò)大 .我們要根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、大小、厚薄情況 ,選擇流動(dòng)性合適的塑料成型 . ? 吸水性及揮發(fā)物含量 ? 在熱塑性塑料中或多或少地含有水分及揮發(fā)物 ,適量的水分有增塑的作用 .如果塑料中的水份及揮發(fā)物超過(guò)一定的比例時(shí) ,則會(huì)在注塑時(shí)出現(xiàn)很多問(wèn)題 (如 :降解、發(fā)霧、強(qiáng)度降低等 ),嚴(yán)重時(shí)可產(chǎn)生氣泡 (銀紋 )、表面粗糙 ,對(duì)于透明制品透光性被破壞 (渾濁不清 )等不良現(xiàn)象 ,對(duì)精密塑件很難保證其精度 .但是絕對(duì)干燥的塑料會(huì)引起流動(dòng)性降低 ,脆性增加 ,成型時(shí)充模困難 ,也是不可使用的 ,這一點(diǎn)要特別注意 ,有的人認(rèn)為塑料干燥得越充分越好 ,這是一個(gè)錯(cuò)誤的觀(guān)念 . ? 引起塑料中水分和揮發(fā)物多的原因主要有以下三個(gè)方面 。 ? A、塑料樹(shù)脂的平均分子量低 。 ? B、塑料樹(shù)脂在生產(chǎn)時(shí)沒(méi)有得到充分的干燥 。 ? C、吸水性大的塑料因存放不當(dāng)而使之吸收了周?chē)諝庵械乃?,不同塑料有不同的干燥溫度和干燥時(shí)間的規(guī)定 . ? 收縮率 ? 產(chǎn)生收縮率的主要原因有以下三個(gè)方面 : ? A、塑料具有比金屬大得多的熱收縮 (大一個(gè)數(shù)量級(jí) ,約十倍 ). ? B、塑料制品在硬化后并非剛體 ,在脫模后塑件有一定的彈性回復(fù) . ? C、剛脫模時(shí) ,壓力開(kāi)始降低 ,但塑件仍然貼在模壁上 ,制品發(fā)生塑性變形 . ? 影響收縮率的因素有塑料的性質(zhì)成型條件模具與制品的設(shè)計(jì) .無(wú)定型塑料的收縮率小于 1%,結(jié)晶型塑料的收縮率均超過(guò) 1%,結(jié)晶性塑料注塑的制品 ,具有后收縮現(xiàn)象 ,需在冷卻 24小時(shí)后進(jìn)行測(cè)量其尺寸 ,精確度可達(dá) . 常用塑料的含水量與干燥溫度 (實(shí)例 ) 塑 料 名 稱(chēng) 允許含水分量 (%) 干 燥 溫 度 (℃) 聚 乙 烯 71 聚苯乙烯 ～ 71～ 79 纖維素塑料 最高 65～ 87 聚氯乙烯 60～ 93 聚碳酯酯 最高 121 聚 丙 烯 71～ 82 酯類(lèi)纖維塑料 76～ 87 尼 龍 ～ 71 ? 塑料的加工溫度 ? 塑料的加工溫度就是達(dá)到粘流態(tài)的溫度 ,加工溫度不是一個(gè)點(diǎn)而是一個(gè)范圍 (從熔點(diǎn)到分解溫度之間 ).在對(duì)塑料進(jìn)行熱成型時(shí)應(yīng)根據(jù)制件的大小、復(fù)雜程度、厚薄、嵌件情況、所用著色劑對(duì)溫度的耐受性、機(jī)臺(tái)性能等因素選擇適當(dāng)?shù)募庸囟?. ? 為何在注塑生產(chǎn)中溫度計(jì)所反映溫度?？筛淖?,而且同一制品 (同一模具 )放到不同機(jī)臺(tái)生產(chǎn)時(shí)所設(shè)定的溫度可能不相同 ?實(shí)際上塑料的熱成型溫度是相對(duì)固定的 ,只是由于采用的測(cè)溫方法、測(cè)溫點(diǎn)布局及溫度感應(yīng)器的性能差別才造成上述差異 .溫度指示控制儀上顯示的溫度并非料筒內(nèi)熔料的實(shí)際溫度 ,而是間接的、局部性的溫度 . 常用塑料的加工溫度范圍如下表所示 塑料名稱(chēng) 玻璃化溫度 熔點(diǎn) 加工溫度范圍 分解溫度 (空氣中 ) 聚苯乙烯 85～ 110℃ 165℃ 180～ 260℃ 260℃ ABS 90～ 120℃ 160℃ 180～ 250℃ 250℃ 高壓聚乙烯 － 125℃ 110℃ 160～ 240℃ 280℃ 低壓聚乙烯 － 125℃ 130℃ 200～ 280℃ 280℃ 聚丙烯 － 20℃ 164℃ 200～ 300℃ 300℃ 尼龍 66 50℃ 225℃ 260～ 290℃ 300℃ 尼龍 6 50℃ 265℃ 260～ 290℃ 300℃ 有機(jī)玻璃 90～ 105℃ 180℃ 180～ 250℃ 260℃ 聚碳酸酯 140～ 150℃ 250℃ 280～ 310℃ 330℃ ? 注塑成型前需了解的塑料性能 ? 每個(gè)注塑工作者在設(shè)定注塑工藝條件時(shí) ,需要徹底了解所用塑料的相關(guān)性能 ,才能科學(xué)地設(shè)定工藝條件和分析注塑生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題 . ? A、塑料的種類(lèi)、牌號(hào) (了解塑料的成份、性能時(shí)考慮的因素 )。 ? B、塑料的密度 (設(shè)定多段射膠的位置時(shí)考慮的因素 )。 ? C、塑料的吸濕性及允許水量 (設(shè)定干燥條件時(shí)考慮的因素 )。 ? D、塑料的玻璃化溫度、熔點(diǎn)、分解溫度 (設(shè)定料筒溫度時(shí)考慮的因素 )。 ? E、塑料的熔融指數(shù) FMI(設(shè)定注射壓力、背壓時(shí)考慮的因素 )。 ? F、塑料的結(jié)晶性 (設(shè)定模溫 /料溫時(shí)考慮的因素 )。 ? G、塑料容許的注射壓力范圍 (設(shè)定注射壓力時(shí)考慮的因素 )。 ? H、塑料在料筒內(nèi)容許的停留時(shí)間 (設(shè)定殘料量及停機(jī)時(shí)考慮的因素 )。 ? I、 塑料的成型收縮率 (設(shè)定模溫 /料溫 /壓力時(shí)考慮的因素 )。 ? J、塑料成型時(shí)的模具溫度范圍 (設(shè)定模溫時(shí)考慮的因素 )。 ? K、其它性能 (如 :耐化學(xué)性、熱變形溫度等 )在塑件后加工時(shí)考慮的因素 . ? 備注 :使用新材料時(shí) ,應(yīng)向供應(yīng)商索取“塑料物性表” ,以便了解上述性能 . 一些常用塑料的流長(zhǎng)比和型腔壓力 材料代號(hào) 流長(zhǎng)比 (平均 ) 型腔壓力 (Mpa) LDPE 270:1(280:1) 15～ 30 P P 250:1 20 HDPE 230:1 23～ 39 P S 210:1(200:1) 25(54) ABS 190:1 40 P A 170:1(150:1) 42 POM 150:1(145:1) 45 PMMA 130:1 30 P C 90:1 50 常用塑料的性能及工藝特點(diǎn) ? 聚 苯 乙 烯 (P S) ? 1. PS的性能 : ? PS是無(wú)定型聚合物 ,密度為 (銷(xiāo)大于水 ),稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)塑料 ,流動(dòng)性好 ,吸水率低 (小于 %),是一種易于成型加工的透明塑料 .其制品透光率達(dá) 88～ 91%,著色力強(qiáng) ,硬度高 .但 PS制品脆性較大 ,易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力開(kāi)裂 (可有煤油浸擦來(lái)檢驗(yàn) ),耐熱性較差 (60～ 80℃ ),無(wú)味無(wú)毒 . ? 2. PS的應(yīng)用 : ? 裝飾品、照明指示牌、燈罩、文具、透明玩具、日用品、廚房用品、水