几种常用塑料注塑工艺参数的确定.ppt
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1、关于几种常用塑料注塑工艺参关于几种常用塑料注塑工艺参数的确定数的确定现在学习的是第1页,共99页一、聚乙烯(PE)n n聚乙烯具有脂肪烃长链,是结晶型高聚物。在分子结构内部,有结聚乙烯具有脂肪烃长链,是结晶型高聚物。在分子结构内部,有结晶部分(含晶相晶部分(含晶相565695%95%),有无定形部分(即非结晶)。),有无定形部分(即非结晶)。n n低压聚乙烯,密度高,晶相含量为低压聚乙烯,密度高,晶相含量为747495%95%,硬度高,韧性大,硬度高,韧性大,抗张强度高,耐冲击强度及断裂强度低。抗张强度高,耐冲击强度及断裂强度低。n n高压聚乙烯,密度低,晶相含量仅为高压聚乙烯,密度低,晶相含
2、量仅为565665%65%,因而耐冲击强,因而耐冲击强度及断裂强度高。度及断裂强度高。现在学习的是第2页,共99页一、聚乙烯(PE)聚乙烯链规整柔顺,容易结晶,只有在熔融状态下它才是无定形状态。其熔体一经聚乙烯链规整柔顺,容易结晶,只有在熔融状态下它才是无定形状态。其熔体一经冷却即出现结晶,冷却速度快,结晶度低。这在成型加工制品时值得注意,因为不同冷却即出现结晶,冷却速度快,结晶度低。这在成型加工制品时值得注意,因为不同的模具温度(如模具温度低,则冷却速度快)会带来聚乙烯制品的不同结晶度,最后的模具温度(如模具温度低,则冷却速度快)会带来聚乙烯制品的不同结晶度,最后影响到制品收缩率。结晶快,收
3、缩率小。相反,模具温度高,因结晶时间长而使收缩影响到制品收缩率。结晶快,收缩率小。相反,模具温度高,因结晶时间长而使收缩率增大。高压聚乙烯收缩率为率增大。高压聚乙烯收缩率为1.51.55%5%,低压聚乙烯为,低压聚乙烯为2.52.56.0%6.0%。收缩率大是聚乙烯制品的显著特点。刚成型加工的制品,虽然结晶程度不收缩率大是聚乙烯制品的显著特点。刚成型加工的制品,虽然结晶程度不一定很高,但随着时间的推延(主要在一定很高,但随着时间的推延(主要在7272小时内)结晶度会不断增高,直至达小时内)结晶度会不断增高,直至达到一种平衡状态。到一种平衡状态。现在学习的是第3页,共99页一、聚乙烯(PE)n
4、n在塑料模具设计时,通常对收缩量预留了补偿尺寸,但由于制件形在塑料模具设计时,通常对收缩量预留了补偿尺寸,但由于制件形状、大小、厚度不一,定型后各个方向的收缩程度都不尽相同,收状、大小、厚度不一,定型后各个方向的收缩程度都不尽相同,收缩可能导致制件变形和翘曲。缩可能导致制件变形和翘曲。n n所以要控制好生产条件。如选择高的注射压力、可以降低收缩率,所以要控制好生产条件。如选择高的注射压力、可以降低收缩率,加上恰当调正加料量、成型温度、模具温度等,就可以使收缩率加上恰当调正加料量、成型温度、模具温度等,就可以使收缩率降低和使收缩程度固定化。降低和使收缩程度固定化。n n一般说来,注射压力为一般说
5、来,注射压力为68.668.6137.2Mpa137.2Mpa。成型温度范围:低压。成型温度范围:低压聚乙烯为聚乙烯为150150310310,高压聚乙烯为,高压聚乙烯为120120280280,温度超过,温度超过300300时,收缩率会增大。模具温度也应相对恒定:低压聚乙烯为时,收缩率会增大。模具温度也应相对恒定:低压聚乙烯为50508080,高压聚乙烯为,高压聚乙烯为40406060。现在学习的是第4页,共99页一、聚乙烯(PE)n n聚乙烯松驰时间短。只要选择的操作条件适当,其制品残留应力是较小的。如果在成形时造成某些缺陷,将全导致制件断裂,即所谓环境应力开裂。将制件放在热水(80)浸泡
6、,可以使制件内压力得到一定的松弛。现在学习的是第5页,共99页一、聚乙烯(PE)n n此外,在原料存放或成形加工时应避免与脂肪烃、芳香烃、矿物油、酯类等化学药品接触,这些物品会造成制聚乙烯制品的压力开裂。n n聚乙烯在空气中有被氧化的倾向,温度升高氧化越趋严重,所以,在加工时务必注意使熔融聚乙烯尽可能少地与空气接触,以免发生聚乙烯大分子降解。现在学习的是第6页,共99页聚乙烯注塑成型工艺条件聚乙烯注塑成型工艺条件工艺条件LDPEHDPE机筒温度机筒温度/后部后部 中部中部 前部前部喷嘴温度喷嘴温度/模具温度模具温度/注射压力注射压力/MPa/MPa注射时间注射时间/s/s冷却时间冷却时间/s/
7、s螺杆转速螺杆转速/RPM/RPM14014016016016016017017017017020020017017018018030304 40 050501001001515606015156060808018018019019018018023023014014016016015015018018030306 60 07070100100151560601515606030306060现在学习的是第7页,共99页二、聚丙烯(PP)n n温度和剪切对聚丙烯的流动特性很敏感。提高熔体温度和增大剪切速率都可以降低熔融粘度。n n聚丙烯熔点比较高,注射温度在200300,温度过低,引起分子取向,
8、导致变形,降低冲击强度,严重影响制件质量。再者,聚丙烯比热比聚苯乙烯高,在熔触时要吸收大量的熔解热,因此在注射机内聚丙烯的加料容量只能为聚苯乙烯的70%。现在学习的是第8页,共99页二、聚丙烯(PP)n n在注射厚壁制品时,须采取有效的冷却方式,否则冷却在注射厚壁制品时,须采取有效的冷却方式,否则冷却不充分,会由于型芯与模腔之间的温差而造成制品翘曲。不充分,会由于型芯与模腔之间的温差而造成制品翘曲。n n在实际操作中,推荐控制的料温为200200250。因料。因料流方向和垂直料流方向之间收缩率的差异随熔体温度增加流方向和垂直料流方向之间收缩率的差异随熔体温度增加而减少,所以适当提高料温对减少收
9、缩差异,从而减少制而减少,所以适当提高料温对减少收缩差异,从而减少制件度形是有利的。对注塑大型结构复杂、薄壁制件,也应件度形是有利的。对注塑大型结构复杂、薄壁制件,也应适当提高料温以尽量降低粘度,增加充模能力,避免在充适当提高料温以尽量降低粘度,增加充模能力,避免在充模过程过早冷固。模过程过早冷固。n n聚丙烯热光稳光性也有限度,在聚丙烯热光稳光性也有限度,在270270300300以上的高温下长时间停留会有热降解的可能。所以在注塑机容量比起制件重量大得较多的场合,料筒温度应控制在220左右为好。左右为好。现在学习的是第9页,共99页二、聚丙烯(PP)n n在分析聚丙烯制件出现收缩变型和凹陷原
10、因时,不难发现主要在在分析聚丙烯制件出现收缩变型和凹陷原因时,不难发现主要在于注射压力或注射速度不足。聚丙烯的收缩率的大小主要取决于于注射压力或注射速度不足。聚丙烯的收缩率的大小主要取决于注射压力、注射温度、模具温度、加入的模料及有无成核剂等。注射压力、注射温度、模具温度、加入的模料及有无成核剂等。n n一般地说,凡能降低结晶生长速度的因素将有于减小收缩率。例如,模具温度越低,熔体越容易冷却,收一般地说,凡能降低结晶生长速度的因素将有于减小收缩率。例如,模具温度越低,熔体越容易冷却,收缩率就越小;提高熔体温度也可以降低收缩率。这可能是由于熔体温度越高,大分子链的无序性程序也越缩率就越小;提高熔
11、体温度也可以降低收缩率。这可能是由于熔体温度越高,大分子链的无序性程序也越高,因此不容易结晶,收缩率就低。而当熔体温度的结晶熔触温度(高,因此不容易结晶,收缩率就低。而当熔体温度的结晶熔触温度(120125120125)高得不太多的时候,某个)高得不太多的时候,某个分子的有序性是可能存在的,这样的有序区将成为晶核生成的中心,因而在冷却时,结晶进行得也分子的有序性是可能存在的,这样的有序区将成为晶核生成的中心,因而在冷却时,结晶进行得也越快,所以收缩率就大。越快,所以收缩率就大。现在学习的是第10页,共99页二、聚丙烯(PP)n n在聚丙烯塑料中加入成核剂可以用在快速成形中,或使成型周期缩短。加
12、入成核剂对于改进成形品的刚性,透明性也是有效的。n n在调整聚丙烯成型加工条件时,要注意各变量间存在着互相干扰的现象。例如,过低的料温配上过高的注射压力,将使料流方向和垂直料流方向之间收缩率的差异增大;又如有时为了减少飞边,对较高的料温采取偏低的注射压力,结果高温下的大收缩又造成了低压下的大收缩。现在学习的是第11页,共99页二、聚丙烯(PP)n n推荐的模具温度为3050,只有为获取好的表现质量或在模具结构复杂的薄壁制件时,才使用高的模温(5090)。但收缩率随之增大了。模温过低或冷却不均,将增大制件的残留应力,出模后容易发生翘曲变形。n n聚丙烯的收缩,8595在成型加工后的24小时内出现
13、,要经过大约一周时间收缩才大体完成。如果出模后将制件泡在沸水中1015分钟,可以因应力造成的尺寸变化基本固定下来。现在学习的是第12页,共99页二、聚丙烯(PP)n n聚丙烯的熔体在压力作用下有比较强的穿越能力,容易产生飞边毛刺,在生产中要特别注意模具的维护。n n聚丙烯对氧很敏感,因此加工过程中加热时间应尽可能地缩短。另外,聚丙烯对铜较敏感,易老化。在聚丙烯中所添加的抗氧剂,大多数对铜起不到防老化的作用。如果以聚丙烯作为电器绝缘材料,有铜嵌件或包覆铜导线,必须注意选择适当的抗氧剂,以避免由于铜的存在而抵消了抗氧剂的作用。据有关资料称,使用1的以5050:5050混合的烷基酚和硫代二丙酸双十二
14、烷混合的烷基酚和硫代二丙酸双十二烷体系。则比通常使用的抗氧剂体系效果要好。体系。则比通常使用的抗氧剂体系效果要好。现在学习的是第13页,共99页工艺条件PP机筒温度机筒温度/后部后部 中部中部 前部前部喷喷嘴温度嘴温度/模具温度模具温度/注射注射压压力力/MPa/MPa注射注射时间时间/s/s冷却冷却时间时间/s/s螺杆螺杆转转速速/RPM/RPM1601601801801801802002002002002302301801801901902020606070701001002020606020209 90 080 x,则是204号无色透明材料。现在学习的是第29页,共99页五、有机玻璃(P
15、MMA)n n聚合物粒料吸附有水汽(0.3%以上),实验资料称:浸以上),实验资料称:浸入水中入水中2424小时,吸收水分0.35%,48小时则高达小时则高达2%2%。成型加工前务必干燥,干燥温度需低于颗粒软化点10-15%,干燥时间4646小时,加工前水分含量就0.65%0.65%,以免在成型时形成汽泡。对于光学件创应在以免在成型时形成汽泡。对于光学件创应在8090随,随,真空干燥箱内烘真空干燥箱内烘68小时,水份含量应小时,水份含量应0.03%。n n在加工温度下有机玻璃分子熔融粘度比PSPS、PEPE等都高等都高很多,所以注射压力要高一些,其熔体粘度随温度升高而很多,所以注射压力要高一些
16、,其熔体粘度随温度升高而下降,它对温度的敏感性比其它热塑性塑料要高。一般注下降,它对温度的敏感性比其它热塑性塑料要高。一般注射压力控制在射压力控制在120130Mpa,注射温度为,注射温度为170240170240。这些。这些参数具体地要视供应商提供的资料而定。参数具体地要视供应商提供的资料而定。现在学习的是第30页,共99页五、有机玻璃(PMMA)n n注射速度可用快速,但为避免内应力的产生,宜用多级注射速度。如慢快慢等。厚壁件或要求高的,慢等。厚壁件或要求高的,建议慢速。建议慢速。n n由于聚合物是无定形的,成形加工时在制件内部残留内应力。为减少内应力,模具应加热。模具温度为6060808
17、0。对于厚壁件和光学件可采用高模温。对于厚壁件和光学件可采用高模温(707090 90 )低料温(例如200 200 ,有时可为,有时可为190 或更低一些),低注射速度。即所谓“一高两低一高两低”操作法。若拥有能对注射压力,注射速度实行多级控制,且因时间切换多级保压压力,则将十分优质高产。现在学习的是第31页,共99页五、有机玻璃(PMMA)n n制品最好进行热处理,以加速应力松驰,达到消除内应力的目的。n n有机玻璃的热稳定性不太高,在高温下停留时间过长会造成降解。降解会导致塑件产生气泡,烁斑,严重者则产生黑斑纹。所以要尽量减少熔体在料筒内停留时间。此外,背压不可太大,以减少过度的剪切和降
18、解。浇口要开得足够大,并最好开在塑件最厚部位。使赋型压力能充分传递。现在学习的是第32页,共99页五、有机玻璃(PMMA)n n在有机玻璃塑件生产中,有一个十分主要问题是文明生产问题。尤其是北方,空气干燥,风消大,除了厂房封闭要严密外,设备,厂地,库房一定要清洁。贮定、包装、烘箱、注射机、上料系统等各个环节均之严格管理。有的企业实行用“SS”法管理车间是值得学习和推广的。n n有机玻璃易划伤,必须单件塑料袋包装。切忌用PVC 薄膜作包装。现在学习的是第33页,共99页工艺条件PMMA机筒温度机筒温度/后部后部 中部中部 前部前部喷嘴温度喷嘴温度/模具温度模具温度/注射压力注射压力/MPa/MP
19、a保压压力保压压力/MPa/MPa注射时间注射时间/s/s保压时间保压时间/s/s冷却时间冷却时间/s/s螺杆转速螺杆转速/RPM/RPM180180200200190190230230180180210210180180200200404080808080120120404060600 05 5202040402020404040406060PMMA的注塑成型工艺现在学习的是第34页,共99页六、聚碳酸酯(PC)n n聚碳酸酯的熔融粘度较高,从熔融状态的流变性来看,接近于牛顿型流体。因此聚碳酸酯熔体粘度随温度变化较随压力变化敏感性强。随温度升高有明显下降。在成形加工中,调温度比调节压力更为重
20、要。现在学习的是第35页,共99页PC工艺特性工艺特性n n熔体黏度对温度的敏感性大n n无明显熔点,熔体黏度大n n高温下树脂容易水解n n制品容易开裂现在学习的是第36页,共99页PC成型设备成型设备n n螺杆:通常选用单头全螺纹、带有止逆环的渐变压缩螺杆,压缩比23n n控温仪表的指示要达到400n n使用特殊设计的喷嘴,以减少流涎现象现在学习的是第37页,共99页PC制品与模具制品与模具n n制品的成型收缩率0.50.7%n n制品的脱模斜度为50 1n n流动比为100:1,壁厚设计:1.55mmn n尽可能少使用金属嵌件n n开设深度小于0.03mm的排气槽n n为了得到透明性较好
21、的制品,模具型腔的表面粗糙度越小越好n n模具应有加热控制现在学习的是第38页,共99页PC原料准备原料准备n n注意分子量大,成型困难。n nPC的平衡吸水率为0.3,成型中水分的允许含量为0.02%,最好在0.015%以下,原料需要进行干燥处理n nPC树脂最好用真空干燥,温度110120 ,1024小时。现在学习的是第39页,共99页PC成型工艺成型工艺n n注射温度:270320n n注射压力:80120MPan n注射速度:采用多级注射速度,中速或慢速充模n n模具温度:100120n n螺杆转速:防止螺杆的负荷过大,一般3060RPM现在学习的是第40页,共99页PC注意事项注意事
22、项n n尽量少使用脱模剂n n再生料的使用,不超过3次,不超过20%n n料筒清理n n制品的后处理现在学习的是第41页,共99页聚碳酸酯(PC)n nPCPC由于熔融粘度大,流动性差,冷却速度快,对于薄壁、由于熔融粘度大,流动性差,冷却速度快,对于薄壁、外形复杂、型芯多的制件,采用高料温(外形复杂、型芯多的制件,采用高料温(300 300 )高模塑压力,快速加工的方法来成型。并通过提高模具温度的办法来降低成形中制件内部产生的残余应力。n n对于一般PC件应尽量采用低压慢速高模温,这里提出件应尽量采用低压慢速高模温,这里提出的的“三高一快(即高料温,高压力,高模温,快速注射)”和和“两高一低一
23、慢(即高料温,高模温,低压力,慢速注射)”两种操作模式,是相对而言的。实际操作中要根据PCPC的制备方式和供应商提供的资料在试模时,用试凑法来酌定,来量化。现在学习的是第42页,共99页聚碳酸酯(PC)n n对于厚壁制品的成型加工中,要特别注意“保压保压”的调整,普通注射机只能通过时间来调整。长的保压时的调整,普通注射机只能通过时间来调整。长的保压时间,可以使制品密实,尺寸趋于稳定,不易形成真空泡。间,可以使制品密实,尺寸趋于稳定,不易形成真空泡。n n某些制品属结构件,常采用金属嵌件,这些嵌件在使用某些制品属结构件,常采用金属嵌件,这些嵌件在使用时,应进行预热。预热温度同模具温度下限。预热的
24、目时,应进行预热。预热温度同模具温度下限。预热的目的,是为避免金属和塑料冷却时的收储差异太大,这种的,是为避免金属和塑料冷却时的收储差异太大,这种差异程已导致制件的应力开裂。差异程已导致制件的应力开裂。n n对于厚壁件、复杂结构件以及带金属嵌件的制品,注塑对于厚壁件、复杂结构件以及带金属嵌件的制品,注塑完成后应进行退火处理,退火温度完成后应进行退火处理,退火温度110,81010小时。小时。现在学习的是第43页,共99页聚碳酸酯(PC)制品内应力检查方法;制品内应力检查方法;1 1偏振光检验偏振光检验2 2溶剂浸渍法溶剂浸渍法将制件浸入苯、四氯化碳、环已烷、乙醇、甲醇等溶剂内,按制件将制件浸入
25、苯、四氯化碳、环已烷、乙醇、甲醇等溶剂内,按制件发生龟裂所用的时间来判断应力的大小,时间愈长应力愈小。一发生龟裂所用的时间来判断应力的大小,时间愈长应力愈小。一般如果浸渍般如果浸渍5 51515秒开裂,说明应力很大,如果超过秒开裂,说明应力很大,如果超过1 12 2分钟分钟还未开裂,说明应力很小,该制品不会出问题。还未开裂,说明应力很小,该制品不会出问题。3 3TNPTNP试验试验溶液组成及配比:甲苯溶液组成及配比:甲苯+正丙醇正丙醇=1:3=1:3溶液温度:溶液温度:22223 3 将制件浸入该溶液中将制件浸入该溶液中3 3分钟,不龟裂,说明应力很小,若龟裂说明应分钟,不龟裂,说明应力很小,
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