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*常用(熱塑性)塑料主要有以下幾種:
1. 聚苯乙烯(PS)及改性聚苯乙烯(HIPS)等
2. 丙烯睛-丁二烯-苯乙烯聚合物類(ABS)
3. 聚甲醛(POM)
4. 聚乙烯(PE)
5. 聚丙烯(PP)
6. 聚氯乙烯(PVC)
7. 聚碳酸酯(PC)
8. 聚先胺(PA)A
9. 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
*各塑料的性能及啤塑工藝要求如下:
一. 聚苯乙烯(PS)及改性聚苯乙烯(HIPS)等
聚苯乙烯(PS或GPPS)即俗稱“硬膠”,屬非結晶性塑料其主要性質如下:
1. 透明,良好光澤,容易著色.
2. 溶于有機溶劑(丙酮,三氯乙烯等),便于噴油上色.
3. 成型收縮率小(0.4%左右),尺寸穩定性好.
4. 質脆不耐沖擊,表面易擦花,膠件包裝要求高.
5. 耐酸性差，遇酸、醇、油酯易應力開裂.
改性聚苯乙烯即高抗沖擊聚苯乙烯(HIPS)即俗稱之“不碎膠”,其主要性質如下:
1.在GPSS中加入適量(5-20%)丁二烯橡膠改性,從而改善了硬膠的抗沖擊性能.
2.顏色: 不透明之乳油或略顯黃色.
3.HIPS與GPPS根據需要可混合啤塑,GPPS成份越多制品表面亮澤越好,流動性能越好.例如: 組份比 HIPS:GPPS=7:3或8:2,可保持足夠強度及良好表觀質量.
4.其它主要性質同GPPS.
其它聚苯乙烯共性物主要有:
1. MBS 聚甲基丙烯酸酯—丁二烯—苯乙烯共聚物;即透明ABS.
主要性質:透明,韌性好,耐酸堿,流動性好,易于成型及著色,尺寸穩定.
2. SBS 苯乙烯與丁二烯聚合物即K料(常見有KR01,KR03).
主要性質:透明,較好彈性,方便成型.
3. AS 丙烯睛與苯乙烯聚合物即SAN料.
主要性質:提高抗沖擊力,耐腐蝕性較好,苯乙烯系中流動性最差.與其它同系塑
料兼容性不好.透明.
聚苯乙烯的成型工藝了解
GPPS成型溫度范圍大(成型溫度距降解溫度較遠);加熱流動及固化速度快,故成型周期短.在能夠流動充滿型腔前提下,料管溫度宜稍低.
速度參數:前料管溫度200℃,噴嘴后料管160℃左右.
GPPS流動性好,成型中不需要很高的啤塑壓力(70-130Mpa),壓力太高反而使半制件殘留內應力增加—尤其在噴油后膠件易開裂.
(注:改性聚苯乙烯類的流動性均稍差GPPS)
注射速度宜高些,以減弱熔痕(夾水紋),但因注射速度受注射壓力影響大,過高的速度可能會產生飛邊(披鋒)或出模時碎裂等.
適當背壓:當啤機背壓太低,螺桿轉動易卷入空氣,料管內料粒密度小,塑化效果不好.
模溫: 30-50℃.
聚苯乙烯因吸濕性小,一般成型前不需干燥,而改性聚苯乙烯需干燥處理.
溫度: 60-80 ℃, 干燥時間: 2小時.
二. 丙烯睛—丁二烯—苯乙烯共聚物類(ABS)
1. 三種組份的作用:
丙烯睛(A)—使制品表面較高硬度,提高耐磨性,耐熱性.
丁二烯(B)—加強柔順性,保持材料韌性彈性及耐沖擊強度.
苯乙烯(S)—保持良好成型性(流動性,著色性)及保持材料剛性.
(注 : 根據組份不同派生出多種規格牌號)
2.ABS具有良好電鍍性能,也是所有塑料中電鍍性能最好的.
3.因組份中丁二烯的作用,ABS較GPPS抗沖擊強度變顯著提高.
4.ABS原料淺黃色不透明,制品表面光澤℃好.
5.ABS收縮率較小,尺寸穩定性良好.
6.不耐有機溶劑,如溶于酮,醛,酯及氯化烴而形成乳濁液(ABS膠漿)
7.材料共混性能
(ABS+PVC) ~ 提高韌性,耐燃性,抗老化能力.
(APS+PC) ~ 提高抗沖擊強度,耐熱性.
ABS的成型工藝了解
1.成型加工之前需充分干燥,使含水率<0.1%. 干燥條件: 溫度85℃以上,時間3小時.
2.ABS流動性較好,易產生啤塑披鋒,注射壓力在70-100Mpa左右,不可太大.
3.料管溫度不宜超過250℃.
4.模具溫度40-80℃,外觀要求較高的產品,模溫取較高.
5.注射速度取中,低速為主;注射壓力根據制件形狀,壁厚,膠料品級選取, 一般為80-130Mpa.
6.ABS內應力檢驗以產品沒入煤油中2分鐘不出現裂紋為準.
三. 聚甲醛 (POM)
聚甲醛俗稱“賽鋼”,屬結晶性塑料,主要性質如下:
1.聚甲醛為乳白色塑料有光澤.
2.具有良好綜合力學性能,硬度,剛性較高,耐沖擊性好且具有優良的耐磨性及自潤滑性.
3.耐有機溶劑性能好,性能穩定.
4.成型后尺寸比較穩定,受濕度環境影響較小.
聚甲醛的成型工藝了解
1.聚甲醛吸濕性小(吸小率<0.5%),成型前一般不干燥或短時干燥.
2.成型溫度范圍窄,熱穩定性差,250℃以上分解出甲醛單體(熔料顏色變暗)故單憑提高溫度改善流動性有害且無效果.正常啤塑宜采用較低的料管溫度及較短的滯留時間而提高注射壓力能改善熔料的流動性及產品表面質量(熔體流動性對剪切速率較敏感)
溫度參數: 前料管190—210℃, 中料管180—205℃,后料管150—175℃.
壓力參數: 注射壓力100Mpa左右,背壓0.5Mpa.
3.模具溫度控制在80—100℃為宜(一般運熱油)
4.POM冷卻收縮率很大(2~2.5%)易出現啤塑“縮水”,故必須用延長保壓時間來補縮.
四. 聚乙烯(PE)
聚乙烯(PE)俗稱“花料”,屬結晶性塑料,共主要性質如下:
1.聚乙烯分高密度(HDPE)和低密度(LDPE)兩種,隨著密度的增高,透明減弱.
2.聚乙烯為半透明粒子,膠件外觀呈乳白色.
3.聚乙烯其柔軟性,抗沖擊性,延伸性和耐磨性,低溫韌性好.
4.常溫下不溶于任何溶劑,化學性能穩定;另一方面PE難以粘結.
5.機械強度不高,熱變形溫度低,表面易劃傷.
6.聚乙烯亦常用于吹塑制品.
聚乙烯的成型工藝了解
1.流動性好,成型溫度范圍寬,易于成型.
2.注射壓力及保壓壓力不宜太高,避免啤件內殘留有的應力而致變形及開裂. 注射壓力60~70MPa.
3.吸水性低,加工前可不必干燥處理.
4.提高料管溫度,外觀質量好,但成型收縮率大(2.0~2.5%),料管溫度太低產品易變形,(用點澆口成型更嚴重,采用多點澆口可改善翹曲).
溫度參數: 前料管溫度200-220℃,中料管180-190℃,后料管160-170℃.
5. 前后模溫度應保持一致(模溫一般為20-40℃為宜),冷卻水通道不宜距型腔表面太遠,以免局部溫差太大,使產品殘留內應力.
6.因質軟,必要時可不用行位(滑塊)而采用強行脫模方式.
五. 聚丙烯(PP)
聚丙烯俗稱“百折膠”,屬結晶性塑料.其主要性質如下:
1. 呈半透明,質輕(密度0.91),可浮于水上.
2.良好流動性及成型性,表面光澤,著色,外傷留痕優于PE.
3.高的分子量使得抗拉強度高及屈服強度(耐疲勞度高).
4.化學穩定性高,不溶于有機溶劑,噴油,燙印及粘結困難.
5.耐磨性優異,以及常溫下耐沖擊性好.
6.成型收縮率大(1.6%),尺寸較不穩定,膠件易變形及縮水.
聚丙烯的成型工藝了解
1.聚丙烯的流動性好,較低的注射壓力就能充滿型腔,壓力太高,易發生飛邊,但太低,縮水會嚴重.注射壓力一般為80-90MPa,保壓壓力取注射壓力力的80%左右,宜取較長保壓時間補縮.
2.適于快速注射,為改善排氣不良,排氣曹宜稍深取0.3mm.
3. 聚丙烯高結晶度,料管溫度高:
料管溫度參數: 前料管200-240℃,中料管170-220℃,后料管160-190℃.
因其成型溫度范圍大,易成型,實際上為減少披鋒及縮水而采用較低溫度.
4.因材料收縮率大, 為準確控制膠件尺寸,應適當延長冷卻時間.
5.模溫宜取低溫(20-40℃),模溫太高使結晶度大,分子間作用強,制品性好,光澤度好,但柔軟性,透明性差,縮水也明顯.
6.背壓以0.5MPa為宜,干粉著色工藝應適當提高背壓,以提高混煉效果.
六. 聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯屬非結晶性塑料,原料透明.主要性能如下:
1.通過添加增塑劑使材料軟硬度范圍大.
2.難燃自熄,熱穩定性差.
3.PVC溶于環己酮,本氬夫喃,二氯乙烷,噴油用軟膠開油水(含環己酮)
4.PVC溶膠塑料玩具上主要用于搪膠.
聚氯乙烯的成型工藝了解
1.軟PVC收縮率較大(1.0-2.5%),PVC性分子易吸水份,成型前需經干燥. 干燥溫度:85-90℃,時間2小時.
2.成型時料管內長期多次受熱,分解出氯乙烯單體及HCI(即降解)對模腔有腐蝕作用.所以應經常清洗模腔及機頭內部死角.另外,模腔表面常鍍硬鉻或氰化處理以抗腐性.
3.軟PVC中加入ABS,可提高韌性,硬度及機械強度.
4.因PVC成型加工溫度接近分解溫度,故應嚴格控制料管溫度,盡可能用偏低的成型溫度,同時還應盡可能縮短成型周期,以減小熔料在料管內的停留時間. 料管溫度參數:前160-170℃,中160-165℃,后140-150℃.
5.針對易分解,流動性差,模具流道和澆口盡可能粗,短,厚,以減小壓力損失及盡快充滿型腔.
注射壓力90MPa,宜采用高壓低溫注射,背壓0.5-1.5MPa.PVC產品壁厚不宜太薄,應在1.5mm以上,否則料流充腔困難.
6.注射速度不宜太快,以免熔料經過澆口時劇烈磨擦使溫度上升,容易產生縮水痕.
7.模具溫度盡可能低(30-45℃左右)以縮短成型周期及防止膠件出模變形(必要時膠件需經定型相定型).
8.為阻止冷料堵塞澆口或流入模腔,應設計較大冷料穴積存冷料.
七. 聚碳酸酯(PC)
聚碳酸酯俗稱“防彈玻璃膠”,屬結晶性塑料.其主要性質如下:
1.外觀透明,剛硬帶韌性.燃燒慢,離火后慢熄.
2.PC料耐沖擊性是塑料中最好的.
3.成型收縮率小(0.5-0.7%),成品精度高,尺寸穩定性高.
4.化學穩定性較好,但不耐堿,酮,芳香烴等有機溶劑.
5.耐疲勞強度差,對缺口敏感,耐應力開裂性顯著.
聚碳酸酯(PC)的成型工藝了解:
1.PC在高溫下即使對微量水份亦很敏感,故成型前應充分干燥,使含水率降到0.015-0.02%以下. 干燥條件:溫度110-120℃,時間8-12小時.
2.流動性差,須用高壓注塑,但注塑壓力過高會使產品殘留內應力而易開裂.
3.PC料粘度對溫度很敏感,提高溫度時,粘度有明顯下降. 啤塑溫度參數:前料管240-260℃,中260-280℃,后220-230℃. 料管溫度勿超過310℃,PC料成型提高后料管溫度對塑化有利,而一般塑料加工,料管溫度控制都是前高后低的原則.
4.模具的設計要求較高:
模具的設計盡可能使流道粗而短,彎曲部位少,用圓形截面分流道;仔細研磨拋光流道等,總之是減小流動阻力以適合其高粘度塑料的填充.另外,熔料硬易損傷模具,型腔和型芯應經熱處理淬火或經鍍硬鉻.
5.注射速度太快,易出現熔體破裂現象,在澆口周圍會有糊斑,產品表面毛糙等缺陷或因排氣不良(困氣)而使產品燒焦.
6.模溫以控制在80-100℃為宜,控制模溫目的是減小模溫及料溫的差異,降低內應力.
7.成型后為減小內應力,可采用退火處理,退火溫度: 125-135℃,退火時間2小時,自然冷卻到室溫.
八. 聚先胺(PA)
聚先胺俗稱尼龍(NYLON),屬結晶性塑料,有多品種,如尼龍6,尼龍66,尼龍1010等.其主要性質如下:
1.尼龍具有優良的韌性,耐磨性,耐疲勞性,自潤滑性和自熄性.
2.低溫性能好,沖擊強度高;并且很高抗拉強度,彈性好.
3.尼龍吸水性大,吸水后一定程度提高抗沖擊強度,但其它強度下降(如,拉伸,剛度).收縮率0.8-1.4%.
4.耐弱酸弱堿和一般溶劑,常溫下可溶于苯酚(酚可作為粘合劑),亦可溶于濃甲酸及氯化鈣的飽和甲醇溶液.
尼龍成型工藝了解
1.在注塑前需充分干燥. 干燥溫度80-90℃;干燥時間24小時.
2.尼龍料粘度低,流動性好,容易出現披鋒,壓力不宜過高,一般為60-90MPa.
3.隨料管溫度變化,收縮率波動大,.過高的料溫易出現熔料變色,質脆,銀絲等;低于熔化溫度的尼龍料很硬,會損壞模具和螺桿.料管溫度一般為220-250℃,不宜超過300℃.
4.模溫控制
尼龍是結晶性塑料,產品受模溫影響大,故對模溫控制要求高.
模溫高: 結晶度大,剛性,硬度耐磨性提高,變形小;
模溫低: 柔韌性好,伸長率高,收縮性小.
模溫控制范圍: 20-90℃
5.高速注射
尼龍料熔點高,即凝固點高(快速定型,生產效率高),為順利充模(不使熔料降到熔點下凝固).必須采用高速注射,對薄壁產品或長流距長產品尤其如此,而產品壁較厚或發生溢邊的情況下用慢速注射.高速充模所致排氣問題,應加以留意.
6.退火處理與調濕處理
退火處理: 經退火可使結晶度增大,剛性提高,不易為形和開裂.
退火條件: 高于使用溫度10-20℃,時間按產品厚℃不同,約 10-60分鐘.
調濕處理: 保持尺寸穩定,對提高韌性,改善內應力分布有好處.
調濕條件: 浸沸水或醋酸鉀溶液.
(醋酸鉀:水=1.25:100 沸點 121℃) 時間2-16小時.
九. 聚甲基丙烯酸酯(PMMA)
聚甲基丙烯酸酯,即有機玻璃,俗稱“亞加力”(Acrylis),屬非結晶性塑料.其主要性質如下:
1.透明度高,質輕不易變形,良好導旋光性.
2.PMMA難著火,能緩慢燃燒.
3.不耐醇,酮,強堿,能溶于芳香烴,氧化烴(三氧乙烷可做粘合劑).
4.容易成型,尺寸穩定.
5.耐沖擊性及表面硬度均稍差,容易擦花,故對包裝要求較高.
PMMA成型工藝了解
1.亞加力透明度高,啤塑缺陷如氣泡,流紋,雜質,黑點,銀絲等明顯暴露,故成型難度高,產品合格率低.
2.原料充分干燥
干燥不充分會發生銀絲,氣泡現象.
干燥條件: 溫度95-100℃,時間6小時,料層厚不超過30mm,且料斗應持續保溫,避免重新吸潮.
3.流動性件差,宜高壓成型,注射壓力: 80-100MPa,保壓壓力為注射壓力的80%的左右,背壓亦不宜太高.防止澆口流道的早期冷卻,適當加長注射時間,需用足夠壓力補縮.
4.注射速度
注射速度對粘度影響很大,不能太快.注射速度太高會引進塑件氣泡,燒焦,透明度差等.
5.料溫
流動性隨料管溫度提高而增大,但在能夠充滿型腔的前提下,溫度不宜太高,以減小變色,銀絲等缺陷.
溫度參數: 前料管200-230℃,中215-235℃,后料管140-160℃.
6.模溫高,產品透明度高,并減少熔合不良,尤其可減少產品內應力,且易充滿型腔,模溫一般為70-90℃.
7.模具的設計流道要簡單,流暢,闊澆口有利成型.
8.減小內應力. 熱處理溫度70-80℃(熱我或熱水緩冷,處理時間視產品壁厚而定,一般為4小時.)
9.減少啤塑黑點:
(1).保證原料潔凈(環境清潔)
(2).清潔模具(定期)
(3).機臺清潔(清潔料管前端,螺桿,噴嘴等)
10．模面保持光潔,鍍鉻抗腐蝕.為不影響產品透明度,顏色,盡少用脫模劑,而宜增大模具出模斜度,方便脫模.
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