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1、FBT 常用塑料树脂 赴双林公司的认识和体会 塑料是以高分子树脂为基础原料,加入(或不加入)各种塑料助剂、增强材料和填料,在一定温度、压力下,加工塑制成型或交联固化成型,得到的固体制品或材料。塑料按合成树脂的受热行为分热塑性和热固性两类;按应用功能分通用塑料、工程塑料和功能塑料。FBT使用的是热塑性工程塑料。塑料有如下特性:质量轻;耐化学腐蚀性好;电绝缘性能优异;消声和隔热作用优良;成型加工方便等。一、FBT 常用塑料型号 外壳 PPO:高压骨架 PPO:Px9406-701 SE1GFN2-780 PBT:SE1GFN2-GY5503 VSR4150-7001 G702V PDR4908-7
2、001 低压骨架与支架 PBT:电位器 PPO:420SE0-1001 540Z CN7030NN PBT:301-G30 PDR4908-7001 CN7030LB 二、主要生产厂家:1.美国 GE 公司 5.日本帝人公司 2.日本 GE 公司 6.日本旭化成工业公司 3.德国 BASF 公司 7.日本东丽公司 4.美国杜邦公司 8.北京化工研究院 三、塑料主要成型参数 1.注塑温度的控制 塑料熔融温度主要影响加工性能,其次影响制品表面质量和色泽。料温应保证塑料塑化良好,能顺利注射充模又不引起降解。如果塑化温度过低,塑化不均匀、制件表面将起波浪痕,色泽暗淡。如果塑化温度过高,将有局部因分解而
3、气化,轻则表面“起霜”,重则出现银纹、起泡,甚至脆裂。熔融温度最好比充满模腔需要的温度再提高20-30。这样,不但能保证塑件的机械强度等性能,而且制件表面光泽、色泽均匀一致。料温的鉴别方法是在低压、低速下对空注射观察,适宜的料温应使喷出来的熔料刚劲有力,不带泡、不卷曲、光亮连续。2.注射压力的控制 注射压力的高低直接影响制件的质量。注射压力和设备、模具以及制件的形状、大小有关。一般而言,当注射压力过低时,塑料进入型腔缓慢,紧贴金属壁面的那一层塑料由于温度急速下降而使粘度增高,并很快向流动轴心波及,使塑料流动通道在很短时间内变得十分狭窄,大大削弱进入模腔的压力,结果制件表面出现波纹、缺料和气泡。
4、当注射压力过高时,熔料充模过快。在浇口附近以湍流形式进入而发生“自由喷射”,裹夹空气带入制件,在制件表面呈现“云雾斑”或“闪金光”等缺陷。同时压力过于偏高,塑件在高压下冷凝得快,残余应力高,制件强度降低,注射时飞边也容易出现。此外在较高压力常规生产对机器和模具的磨耗较大。3.注射速度的控制 低速充模的优点是流速平稳,制件尺寸比较稳定、波动较小,而且因料流剪切速度减小,制件内应力低,并使制件内外各向应力趋向一致。低速充模有助于避免缩孔和凹陷的产生。缺点是当充模时间延续较长时,容易使制件出现分层和熔接痕,不但影响外观,而且使机械强度大大降低。高速注射时,容易形成“自由喷射”,使塑料分解,同时在流道
5、、浇口等狭窄处所受的摩擦力及剪切力大,使局部区域温度过高,制件泛黄。更甚者,由于型腔内空气来不及排出,急剧压缩下产生更大的热而使制件烧焦。过高速的充模也增加了由内应力引起的翘曲和厚件沿接缝线开裂的倾向。四、FBT 塑料主要型号的性能 单位 VSR4150 PDR4908 420SE0 物理性能:比重 1.47 1.60 1.60 吸水率(24 小时)%0.07 0.07 0.06 模具收缩率 E-3 3-5 1-3 3-5 玻纤增强%15 30 30 机械性能:拉伸强度(断裂点)Mpa 87 107 117 弯曲强度 Mpa 129 176 冲击强度(缺口)J/m 59 108 64 热性能:
6、热变形温度 210 215 215 线膨胀系数 1/E-5 4.0 3.0 2.5 电气性能:阻燃性(UL94)V-0 V-0 V-0 介电强度 kv/mm 30 26 22 单位 SE1GFN2 Px9406 物理性能:比重 1.23 1.11 吸水率(24 小时)%0.06 0.06 模具收缩率 E-3 2-5 5-7 玻纤增强%20 0 机械性能:拉伸强度(屈服点)Mpa 107 75 弯曲强度 Mpa 152 112 冲击强度(缺口)J/m 107 160 热性能:热变形温度 137 133 线膨胀系数 1/E-5 3.6 电气性能:阻燃性(UL94)V-1 V-0 介电强度 kv/m
7、m 25 26 五、PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)PBT 是美国 Celanese 公司在 1967年进行开发研究,1970首先实现工业化生产。PBT的机械性能和热性能一般,目前使用的大部分是经过玻璃纤维增强改性的品种,改性 PBT 综合性能优良,因而发展迅速。70 年代美国 Celanese 公司、GE 公司及德国 BASF 公司先后投入生产。我国 80 年代初,北京化工研究院和上海涤纶厂研制成功并投入生产。1.性能 PBT 具有优良的抗化学性和耐油性,对有机溶剂具有很强的耐应力开裂性,但不耐强酸、强碱及苯酚类化学药品。FRPBT 耐热性优良,热变形温度可达成 210-220,长期使用温度达
8、140。另外 PBT 在高温下及长期热老化后,还显示很高的机械强度保持率。FRPBT 机械强度高,在长时间高负荷下的变形小,其拉伸强度、弯曲强度及抗蠕变性能随温度的变化小。PBT 吸水率低,在较高的温度和湿度下其电性能的变化很小,能保持良好的介电性能。PBT 缺点是对缺口冲击敏感。2.成型特性 a.流动性 PBT 具有良好的成型流动性,因此可制得厚度较薄的制品。当料温在 250-270范围内物料充满型腔所需的注射压力并不很大,显示了 PBT 优良的流动性。b.成型收缩率 用玻璃纤维增强的 PBT 在成型时,成型收缩率存在各向异性。大型电位器壳体变形较大即与该特性有关。c.吸水率 PBT 是整个
9、工程塑料中吸水率最低的品种之一,因此 PBT 因吸水而导致制品尺寸的变化也极小。d.回收次数 PBT 在成型加工过程中的回收再生物料,由于热老化和玻璃纤维的重复切断,机械性能会有明显的下降,回收次数越多,下降情况越严重。如在新鲜物料中加入 20-30%回收再生物料,则对其制品性能影响不大,有利于降低成本。3.成型工艺 a.干燥条件:空气中为 120、3-6 小时 b.料筒温度:PBT 的熔融温度为 220-225,最适宜的料筒温度为 230-260。c.模具温度:未增强 PBT60左右,增强 PBT80左右。六、PPO(聚苯醚)PPO 是美国 GE 公司在 1964年开发成功的热塑性工程塑料,
10、具有优良的电性能,耐水蒸气性能及尺寸稳定性,但其缺点是熔融流动性差,成型困难。为此,GE公司在 1966年成功地通过与苯乙烯共混的方法研制出改性聚苯醚(MPPO)。MPPO 除耐热性比 PPO 有所下降外,其余 PPO 所具有的优良性能均能保持,而熔融流动性却得到大幅度改善,成型加工性能优良。1.性能 MPPO相对密度小、线膨胀系数低、耐水解性优良、吸湿性低,因而尺寸稳定性优良。MPPO机械性能与 PC 较为接近,机械强度较高,刚性大,耐蠕变性优良。MPPO介电性能非常优异,介电常数和介电损耗在整个工程塑料中是最小的,而且几乎不受温度、湿度和频率的影响。MPPO阻燃性能优良,属自熄性材料。缺点
11、:MPPO 在受力情况下,矿物油及酮类、酯类溶剂会使其产生应力开裂。2.成型特性 PPO 作为非结晶性塑料,具有优良的尺寸稳定性,但和聚碳酸酯(PC)一样,容易发生应力开裂现象。PPO 成型收缩率很小,在不同的成型条件下基本保持不变,对成型精密制品十分有利。聚苯醚的吸湿性低,通常物料不经干燥就能进行成型加工。但如果物料的熔融造粒采用侵水冷却,或物料包装不好,如不进行预干燥,制件表面易形成银丝和产生气泡。注射成型的塑料可反复使用三次,机械性能无明显的下降。3.成型工艺 a.干燥 注射成型前,物料一般不需要预干燥,长期在潮湿环境储存的物料则需进行干燥。干燥条件为 105-110 2-4小时。b.料
12、筒温度 料筒温度应根据制品大小及不同形状,控制在 270-310的范围内。c.模具温度:模具温度应根据制品厚度、料筒温度而定,一般在 100-150的范围内。超过 150,容易引起气泡并延长成型周期;低于100,会产生较高的残余应力以及使制品产生充模不足和分层脱皮等缺点。七、分承包方塑料件实际成型参数(以 04 高压骨架为例)1.宁波双林集团公司 注塑机型号:HTF-150 干燥温度:95-110 干燥时间:8小时 料筒温度:喷嘴 3005 一段 2955/二段 2905/三段 2905/四段 2805 注射参数:注射压力 805bar 注射速度(805)%保压压力(无)保压速度(无)2.慈溪
13、新万电子有限公司 注塑机型号:HTF-150 干燥温度:105 干燥时间:8小时 料筒温度:喷嘴 2905 一段 2885/二段 2835/三段 2805/四段 2805 注射参数:注射压力 1065bar 注射速度(905)%保压压力 305bar 保压速度(205)%八、材料的选用 选择塑料材料时,主要参照因素有:制件的机械性能和电气性能、制件的结构形状和精度以及制件的使用环境,材料的物理性能和热性能以及成型工艺性等。以我公司设计的清洁宝用齿轮泵为例,齿轮常用的材料有尼龙、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)等,普通齿轮一般均采用该类材料。齿轮泵的齿轮套和齿轮最初采用的也为聚甲醛,型号为 POM500P。塑件制出样品后发现如下问题:一是由于塑料收缩变形,造成齿轮套平面度达不到要求,齿轮泵密封性较差。二是齿轮泵的介质为水液体,装配好的齿轮泵试用一段时间后发现齿轮吸水膨胀卡死,经反复调整注塑工艺也无法达到使用。通过材料对比发现聚甲醛的收缩率较大(2%),同时吸湿率也较大(0.32%),无法满足高精度制件的要求。现改用聚苯硫醚(PPS),问题基本得到解决。该种材料的收缩率为 0.15-0.30%、吸湿率为 0.01%。由此可见塑料的选用是非常重要的。以上文中涉及的技术参数仅作参考,勿作评判依据。王玉军 2001年 4月 29 日
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