結(jié)晶型塑料的注射成型
結(jié)晶型塑料的結(jié)晶度與結(jié)晶形態(tài)影響到制品的物理、機(jī)械性能。若成型時(shí)的冷卻速度慢,有利于結(jié)晶的進(jìn)行,可以提高結(jié)晶度。因此,要得到機(jī)械性能優(yōu)良與表面光澤好的制品對(duì)于模溫的控制是極為重要的。為了讓冷卻速度緩慢,以便充分地結(jié)晶,必須提高模具溫度,但不可避免地會(huì)使成型周期延長(zhǎng)。結(jié)晶型塑料在其熔點(diǎn)附近時(shí)的比容(cm
3/g)變化較大。所有材料在冷卻時(shí)都有一定程度地收縮,一般說(shuō)來(lái)結(jié)晶型塑料具有比非結(jié)晶型塑料成型收縮率大的特點(diǎn)。因此,其制品易產(chǎn)生變形、且其厚壁制品易產(chǎn)生凹痕,即大制件有可能發(fā)生翹曲,在較厚部分形成凹痕。總之,不僅應(yīng)考慮到模具溫度的高低,而且也要注意到制品各部分必須均勻地冷卻凝固(或均勻地結(jié)晶),這兩點(diǎn)非常重要。
表為各種塑料成型材料的一般成型條件。
表 常用塑料材料的注射成型條件
(a)結(jié)晶型塑料 |
塑料名稱 成型條件 | 高密度 聚乙烯 | 聚丙烯 | 聚酰胺 | 聚甲醛 |
尼龍6 | 尼龍66 | 均聚物 | 共聚物 |
料筒溫度/℃ | 210~280 | 200~270 | 210~260 | 140~300 | 180~200 | 180~210 |
樹脂溫度/℃ | 210~290 | 210~280 | 220~300 | 250~310 | 190~210 | 190~220 |
模具溫度/℃ | 30~90 | 30~100 | 60~80 | 60~80 | 80~120 | 80~120 |
注射壓力/MPa | 50~150 | 40~100 | 70~160 | 60~150 | 80~110 | 60~150 |
(b)非結(jié)晶型塑料 |
塑料名稱 成型條件 | 聚苯乙烯 (通用級(jí)) | ABS樹脂 | 聚甲基丙烯酸甲酯 | 聚碳酸酯 | 改性PPO(Noryl) | 硬聚氯乙烯 |
料筒溫度/℃ | 180~240 | 200~280 | 180~220 | 260~310 | 240~280 | 165~185 |
樹脂溫度/℃ | 190~200 | 200~240 | 200~230 | 280~320 | 250~300 | 175~195 |
模具溫度/℃ | 30~80 | 40~80 | 40~90 | 85~120 | 65~100 | 40~60 |
注射壓力/MPa | 40~130 | 80~150 | 70~150 | 80~150 | 85~140 | 100~150 |
[注1] 均為未填充玻璃纖維等的非增強(qiáng)塑料的數(shù)據(jù);
[注2] 樹脂溫度*是指在料筒內(nèi)的樹脂溫度,一般都比料筒溫度高,即表示從噴嘴向空中注射的熔融樹脂溫度。
(1)聚乙烯
聚乙烯一般在成型時(shí)的流動(dòng)性良好。幾乎可不必為其熱穩(wěn)定性擔(dān)心。然而,它的分子取向性強(qiáng),所以制品易產(chǎn)生變形。
高密度聚乙烯具有敏銳的結(jié)晶溫度。一般來(lái)說(shuō),要求較高的注射壓力與注射速度。尤其是對(duì)于厚壁制品,注射速度相當(dāng)重要,它可以改善制品的表面光澤,并防止制品翹曲及降低成型收縮率。
(2)聚丙烯
聚丙烯有很多地方與聚乙烯相似,如圖6所示,其流動(dòng)性正比于料筒溫度,但因在280℃左右時(shí),樹脂開始老化,故要求溫度控制在270℃以下為宜。其分子的取向性較強(qiáng),若在較低溫度成型時(shí),由于其分子取向,易產(chǎn)生翹曲、扭曲等變形,故必須注意控制溫度。
各種尼龍的熔點(diǎn)成型溫度
品 種 | 熔點(diǎn)/℃ | 成型溫度/℃ |
尼龍6 | 215 | 220~300 |
尼龍66 | 255 | 260~320 |
尼龍610 | 213 | 220~300 |
尼龍12 | 177 | 185~300 |
(3)聚酰胺(尼龍)
聚酰胺粘度隨溫度的變化極為敏感.它與其它熱塑性塑料不同,尼龍的熔點(diǎn)比較明顯(表7所示)。聚酰胺在其熔點(diǎn)上成型,所以其成型溫度必須比一般材料要高。關(guān)于尼龍的結(jié)晶度與模具溫度之間的關(guān)系如圖8所示。
由于尼龍吸濕性較大,故須預(yù)先充分干燥。然而,若在90℃以上干燥便會(huì)變色,須加注意。
(4)聚甲醛
聚甲醛(POM)有均聚物與共聚物,均為流動(dòng)性不太好的樹脂。此類樹脂易發(fā)生熱分解,必須注意控制成型時(shí)的溫度。共聚甲醛比均聚甲醛的熱穩(wěn)定性好(圖9),它可以在稍高的溫度條件下成型加工,但此材料在料筒內(nèi)停留的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),否則,會(huì)發(fā)生熱分解使制品色澤發(fā)黃。
(5)PBT樹脂
PBT樹脂(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)與PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)均屬于飽和聚酯(熱塑性聚酯)。PBT樹脂的特點(diǎn)是熔體粘度極低,成型性良好。因它結(jié)晶迅速,故凝固快。
PBT與PET樹脂實(shí)際一般多采用玻璃纖維增強(qiáng)提高性能。在此,僅介紹非增強(qiáng)樹脂基材的成型要點(diǎn)。其加熱料筒一般為230~270℃(阻燃級(jí)為250℃)。模具溫度為40~90℃,盡管在較低的模溫也能成型,但為得到表面光澤的制品,宜采用較高的模溫。注射壓力范圍為50~130 MPa。因樹脂凝固迅速,所以注射速度宜快,使制品外觀良好與有利于提高性能。此外,由于吸濕的樹脂熔融時(shí),會(huì)發(fā)生遇水分解的后果,因而使制品變脆,所以在加工前須進(jìn)行樹脂預(yù)干燥。