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注塑成型原材料特性及工藝特點
來源:東莞市成茂機電科技有限公司 發(fā)布時間:2018-01-12 點擊量:3232
注塑成型加工過程中是一個涉及模具設計、模具制造、原材料特性和原材料預處理方法、成型工藝、注塑機操作等多方面因素,并與加工環(huán)境條件、制品冷卻時間、后處理工藝密切相關的復雜加工流程。
今天我們就來聊聊常見的注塑成型的原材料的性能及工藝特點:
一、ABS(超不碎膠)
1.ABS的性能:
ABS是由丁二烯、丙烯腈、和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性:丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性;丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性;苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看,ABS是非結(jié)晶性材料,具有較高的機械強度和良好“堅、韌、鋼”的綜合性能。它是無定型聚合物,ABS是一種通用型工程塑料,其品種多樣,用途廣泛,也稱“通用塑料”,(MBS稱為透明ABS),ABS易吸濕,比重為1.05g/cm3(比水略重),收縮率低(0.60% ),尺寸穩(wěn)定,易于成型加工。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設計上具有很大的靈活性,并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性,例如從中等到高等的抗沖擊性,從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS材料具有超強的易加工性,外觀特性,低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度。 ABS為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂,無毒、無味、吸水率低,具有良好的綜合物理機械性能,如優(yōu)良的電性能、耐磨性,尺寸穩(wěn)定性、耐化學性和表面光澤等,且易于加工成型。缺點是耐候性,耐熱性差,且易燃。
2.ABS的工藝特點:
a:ABS的吸濕性和濕敏性都較大,在成型加工前必須進行充分干燥和預熱(為80~90C下最少干燥2小 時),將水分含量控制在0.03%以下。
b:ABS樹脂的熔融粘度對溫度的敏感性較低(與其它無定型樹脂不同)。ABS的注射溫度雖然比PS稍 高,但不能像PS那樣有寬松的升溫范圍,不能用盲目升溫的辦法來除低其粘度,可用增加螺桿轉(zhuǎn)速或注射壓力的辦法來提高其流動性。一般加工溫度在190-235℃為宜.
c:ABS的熔融粘度屬中等,比PS、HIPS、AS均較高,需采用較高的注射壓力(500~1000bar)啤貨.
d:ABS料采用中高速度等注射速度啤貨效果較好。(除非形狀復雜、薄壁制件需用較高的注射速度),產(chǎn)品水口位易產(chǎn)生氣紋.
e:ABS成型溫度較高,其模溫一般調(diào)節(jié)在25-70℃。生產(chǎn)較大產(chǎn)品時,定模(前模)溫度一般比動模(后 模)略高5℃左右為宜。(模具溫度將影響塑件光潔度,溫度較低則導致光潔度較低)
f:ABS不宜在高溫炮筒內(nèi)停留時間過長(應小于30分鐘),否則易分解發(fā)黃。
二、PS(聚苯乙烯)
1.PS的性能:
PS為無定形聚合物,流動性好,吸水率低(小于00.2%),是一種易于成型加工的透明塑料。其制品透光率達88-92%,著色力強,硬度高。但PS制品脆性大,易產(chǎn)生內(nèi)應力開裂,耐熱性較差(60-80℃),無毒,比重1.04g\cm3左右(稍大于水)。成型收縮率(其值一般為0.004—0.007in/in),透明PS--這個名稱僅表示樹脂的透明度,而不是結(jié)晶度。(化學和物理特性: 大多數(shù)商業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機酸,但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕,并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。)
2.PS的工藝特點:
PS熔點為166℃,加工溫度一般在185-215℃為宜,熔化溫度180~280℃,對于阻燃型材料其上限為250℃,分解溫度約為290℃,故其加工溫度范圍較寬。模具溫度40~50℃,注射壓力:200~600bar,注射速度建議使用快速的注射速度,流道和澆口 可以使用所有常規(guī)類型的澆口。PS料在加工前,除非儲存不當,通常不需要干燥處理。如果需要干燥,建議干燥條件為80C、2~3小時。因PS比熱低,其制作一些模具散熱即能很快冷凝固化,其冷卻速度比一般原料要快,開模時間可早一些。其塑化時間和冷卻時間都較短,成型周期時間會減少一些;PS制品的光澤隨模溫增加而越好。
三、PE(聚乙烯)
1.PE的性能:
PE是塑料中產(chǎn)量最大的一種塑料,特點是質(zhì)軟、無毒、價廉、加工方便,耐化學性好,不易腐蝕,印刷困難。PE是一種典型的結(jié)晶型高聚物。它的種類多,常用的有LDPE(低密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯),為半透明性塑料,強度低,比重為0.94g/cm3(比水小);很低密度LLDPE樹脂(密度低于0.910g/cc,LLDPE和LDPE的密度都在0.91—0.925之間)。LDPE較軟,(俗稱軟膠)HDPE俗稱硬性軟膠,它比LDPE硬,是半結(jié)晶材料,成型后收縮率較高,在1.5%到4%之間透光性差,結(jié)晶度大,很容易發(fā)生環(huán)境應力開裂現(xiàn)象??梢酝ㄟ^使用很低流動特性的材料以減小內(nèi)部應力,從而減輕開裂現(xiàn)象,當溫度高于60℃時很容易在烴類溶劑中溶解,但其抗溶解性比LDPE還要好一些。 HDPE的高結(jié)晶度導致了它的高密度,抗張力強度,高溫扭曲溫度,粘性以及化學穩(wěn)定性。 比LDPE有更強的抗?jié)B透性。PE-HD的抗沖擊強度較低。特性主要由密度和分子量分布所控制。適用于注塑模的HDPE分子量分布很窄。對于密度為0.91~ 0.925g/cm3,我們稱之為第一類型PE-HD;對于密度為0.926~ 0.94g/cm3,稱之為第二類型HDPE;對于密度為0.94~ 0.965g/cm3,稱之為第三類型HDPE。該材料的流動特性很好,MFR為0.1到28之間。分子量越高,LDPE的流動特性越差,但是有更好的抗沖擊強度。HDPE很容易發(fā)生環(huán)境應力開裂現(xiàn)象??梢酝ㄟ^使用很低流動特性的材料以減小內(nèi)部應力,從而減輕開裂現(xiàn)象。HDPE當溫度高于60C時很容易在烴類溶劑中溶解,但其抗溶解性比LDPE還要好一些.LDPE是半結(jié)晶材料,成型后收縮率較高,在1.5%到4%之間。 LLDPE(線性低密度聚乙烯)更高的抗伸、抗穿透、抗沖擊和 抗撕裂的性能使LLDPE適于作薄膜。它的優(yōu)異的抗環(huán)境應力開裂性,抗低溫沖擊性和抗翹曲性使 LLDPE對管材、板材擠塑和所有模塑應用都有吸引力。 LLDPE最新的應用是作為地膜用于廢 渣填埋和廢液池的襯層。
2.PE的工藝特點:
PE制件最顯著的特點是成型收縮率大,易產(chǎn)生縮水和變形。PE料吸水性小,可不用干燥。PE的加工溫度范圍很寬,不易分解(分解溫度為320℃),若壓力大,制件密度高,收縮率較小。PE流動性中等,要嚴格控制加工條件,并保持模溫的恒定(40-60℃)。PE的結(jié)晶程度與成型工藝條件有關,它有較高的冷固溫度,模溫低,結(jié)晶度就低。在結(jié)晶過程,因收縮的各向異性,造成內(nèi)部應力集中,PE制件易出現(xiàn)變形和開裂。產(chǎn)品放在80℃熱水中水浴,可使壓力得到一定的松馳。成型過程中,料溫和模溫偏高一些為宜,注射壓力在保證制件質(zhì)量的前提下應量偏低,模具的冷卻特別要求迅速均勻,產(chǎn)品脫模時較燙。
四、PP(聚丙烯)
1.PP的性能:
PP為結(jié)晶型高聚物,常用塑料中PP最輕,密度僅為0.91g/cm3(比水?。Mㄓ盟芰现?,PP的耐熱性最好,其熱變形溫度為80-100℃,能在沸水中煮。PP有良好的耐應力開裂性,有很高的彎曲疲勞壽命,俗稱“百折膠”。PP的綜合性能優(yōu)于PE料。PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學性好。PP的缺點:尺寸精度低、剛性不足、耐候性差、易產(chǎn)生“銅害”,它具有后收縮現(xiàn)象,脫模后,易老化、變脆、易變形。PP一直是制造纖維的主要原料,這是因為它的著色能力、耐磨損、耐化學品性能以及有利的經(jīng)濟條件。 PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時非常脆,因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100℃)、低透明度、低光澤度、低剛性,但是有有更強的抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。
2.PP的工藝特點:
PP在熔融溫度下有較好的流動性,成型性能好,PP在加工上有兩個特點: 其一:PP熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降(受溫度影響較小); 其二:分子取向程度高而呈現(xiàn)較大的收縮率。PP的加工溫度在220~275℃,注意不要超過275℃左右較好,它有良好的熱穩(wěn)定性(分解溫度為310℃),但高溫下(270-300℃),長時間停留在炮筒中會有降解的可能。因PP的粘度隨著剪切速度的提高有明顯的降低,所以提高注射壓力和注射速度會提高其流動性,改善收縮變形和凹陷。模溫(40~80℃),建議使用50℃。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定,宜控制在30-50℃范圍內(nèi)。PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出現(xiàn)披鋒。PP在熔化過程中,要吸收大量的熔解熱(比熱較大),產(chǎn)品出模后比較燙。PP料加工時不需干燥,PP的收縮率和結(jié)晶度比PE低。注射速度通常使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷,那么應使用較高溫度下的低速注塑。
今天我們就來聊聊常見的注塑成型的原材料的性能及工藝特點:
一、ABS(超不碎膠)
1.ABS的性能:
ABS是由丁二烯、丙烯腈、和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性:丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性;丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性;苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看,ABS是非結(jié)晶性材料,具有較高的機械強度和良好“堅、韌、鋼”的綜合性能。它是無定型聚合物,ABS是一種通用型工程塑料,其品種多樣,用途廣泛,也稱“通用塑料”,(MBS稱為透明ABS),ABS易吸濕,比重為1.05g/cm3(比水略重),收縮率低(0.60% ),尺寸穩(wěn)定,易于成型加工。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設計上具有很大的靈活性,并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性,例如從中等到高等的抗沖擊性,從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS材料具有超強的易加工性,外觀特性,低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度。 ABS為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂,無毒、無味、吸水率低,具有良好的綜合物理機械性能,如優(yōu)良的電性能、耐磨性,尺寸穩(wěn)定性、耐化學性和表面光澤等,且易于加工成型。缺點是耐候性,耐熱性差,且易燃。
2.ABS的工藝特點:
a:ABS的吸濕性和濕敏性都較大,在成型加工前必須進行充分干燥和預熱(為80~90C下最少干燥2小 時),將水分含量控制在0.03%以下。
b:ABS樹脂的熔融粘度對溫度的敏感性較低(與其它無定型樹脂不同)。ABS的注射溫度雖然比PS稍 高,但不能像PS那樣有寬松的升溫范圍,不能用盲目升溫的辦法來除低其粘度,可用增加螺桿轉(zhuǎn)速或注射壓力的辦法來提高其流動性。一般加工溫度在190-235℃為宜.
c:ABS的熔融粘度屬中等,比PS、HIPS、AS均較高,需采用較高的注射壓力(500~1000bar)啤貨.
d:ABS料采用中高速度等注射速度啤貨效果較好。(除非形狀復雜、薄壁制件需用較高的注射速度),產(chǎn)品水口位易產(chǎn)生氣紋.
e:ABS成型溫度較高,其模溫一般調(diào)節(jié)在25-70℃。生產(chǎn)較大產(chǎn)品時,定模(前模)溫度一般比動模(后 模)略高5℃左右為宜。(模具溫度將影響塑件光潔度,溫度較低則導致光潔度較低)
f:ABS不宜在高溫炮筒內(nèi)停留時間過長(應小于30分鐘),否則易分解發(fā)黃。
二、PS(聚苯乙烯)
1.PS的性能:
PS為無定形聚合物,流動性好,吸水率低(小于00.2%),是一種易于成型加工的透明塑料。其制品透光率達88-92%,著色力強,硬度高。但PS制品脆性大,易產(chǎn)生內(nèi)應力開裂,耐熱性較差(60-80℃),無毒,比重1.04g\cm3左右(稍大于水)。成型收縮率(其值一般為0.004—0.007in/in),透明PS--這個名稱僅表示樹脂的透明度,而不是結(jié)晶度。(化學和物理特性: 大多數(shù)商業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機酸,但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕,并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。)
2.PS的工藝特點:
PS熔點為166℃,加工溫度一般在185-215℃為宜,熔化溫度180~280℃,對于阻燃型材料其上限為250℃,分解溫度約為290℃,故其加工溫度范圍較寬。模具溫度40~50℃,注射壓力:200~600bar,注射速度建議使用快速的注射速度,流道和澆口 可以使用所有常規(guī)類型的澆口。PS料在加工前,除非儲存不當,通常不需要干燥處理。如果需要干燥,建議干燥條件為80C、2~3小時。因PS比熱低,其制作一些模具散熱即能很快冷凝固化,其冷卻速度比一般原料要快,開模時間可早一些。其塑化時間和冷卻時間都較短,成型周期時間會減少一些;PS制品的光澤隨模溫增加而越好。
三、PE(聚乙烯)
1.PE的性能:
PE是塑料中產(chǎn)量最大的一種塑料,特點是質(zhì)軟、無毒、價廉、加工方便,耐化學性好,不易腐蝕,印刷困難。PE是一種典型的結(jié)晶型高聚物。它的種類多,常用的有LDPE(低密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯),為半透明性塑料,強度低,比重為0.94g/cm3(比水小);很低密度LLDPE樹脂(密度低于0.910g/cc,LLDPE和LDPE的密度都在0.91—0.925之間)。LDPE較軟,(俗稱軟膠)HDPE俗稱硬性軟膠,它比LDPE硬,是半結(jié)晶材料,成型后收縮率較高,在1.5%到4%之間透光性差,結(jié)晶度大,很容易發(fā)生環(huán)境應力開裂現(xiàn)象??梢酝ㄟ^使用很低流動特性的材料以減小內(nèi)部應力,從而減輕開裂現(xiàn)象,當溫度高于60℃時很容易在烴類溶劑中溶解,但其抗溶解性比LDPE還要好一些。 HDPE的高結(jié)晶度導致了它的高密度,抗張力強度,高溫扭曲溫度,粘性以及化學穩(wěn)定性。 比LDPE有更強的抗?jié)B透性。PE-HD的抗沖擊強度較低。特性主要由密度和分子量分布所控制。適用于注塑模的HDPE分子量分布很窄。對于密度為0.91~ 0.925g/cm3,我們稱之為第一類型PE-HD;對于密度為0.926~ 0.94g/cm3,稱之為第二類型HDPE;對于密度為0.94~ 0.965g/cm3,稱之為第三類型HDPE。該材料的流動特性很好,MFR為0.1到28之間。分子量越高,LDPE的流動特性越差,但是有更好的抗沖擊強度。HDPE很容易發(fā)生環(huán)境應力開裂現(xiàn)象??梢酝ㄟ^使用很低流動特性的材料以減小內(nèi)部應力,從而減輕開裂現(xiàn)象。HDPE當溫度高于60C時很容易在烴類溶劑中溶解,但其抗溶解性比LDPE還要好一些.LDPE是半結(jié)晶材料,成型后收縮率較高,在1.5%到4%之間。 LLDPE(線性低密度聚乙烯)更高的抗伸、抗穿透、抗沖擊和 抗撕裂的性能使LLDPE適于作薄膜。它的優(yōu)異的抗環(huán)境應力開裂性,抗低溫沖擊性和抗翹曲性使 LLDPE對管材、板材擠塑和所有模塑應用都有吸引力。 LLDPE最新的應用是作為地膜用于廢 渣填埋和廢液池的襯層。
2.PE的工藝特點:
PE制件最顯著的特點是成型收縮率大,易產(chǎn)生縮水和變形。PE料吸水性小,可不用干燥。PE的加工溫度范圍很寬,不易分解(分解溫度為320℃),若壓力大,制件密度高,收縮率較小。PE流動性中等,要嚴格控制加工條件,并保持模溫的恒定(40-60℃)。PE的結(jié)晶程度與成型工藝條件有關,它有較高的冷固溫度,模溫低,結(jié)晶度就低。在結(jié)晶過程,因收縮的各向異性,造成內(nèi)部應力集中,PE制件易出現(xiàn)變形和開裂。產(chǎn)品放在80℃熱水中水浴,可使壓力得到一定的松馳。成型過程中,料溫和模溫偏高一些為宜,注射壓力在保證制件質(zhì)量的前提下應量偏低,模具的冷卻特別要求迅速均勻,產(chǎn)品脫模時較燙。
四、PP(聚丙烯)
1.PP的性能:
PP為結(jié)晶型高聚物,常用塑料中PP最輕,密度僅為0.91g/cm3(比水?。Mㄓ盟芰现?,PP的耐熱性最好,其熱變形溫度為80-100℃,能在沸水中煮。PP有良好的耐應力開裂性,有很高的彎曲疲勞壽命,俗稱“百折膠”。PP的綜合性能優(yōu)于PE料。PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學性好。PP的缺點:尺寸精度低、剛性不足、耐候性差、易產(chǎn)生“銅害”,它具有后收縮現(xiàn)象,脫模后,易老化、變脆、易變形。PP一直是制造纖維的主要原料,這是因為它的著色能力、耐磨損、耐化學品性能以及有利的經(jīng)濟條件。 PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時非常脆,因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100℃)、低透明度、低光澤度、低剛性,但是有有更強的抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。
2.PP的工藝特點:
PP在熔融溫度下有較好的流動性,成型性能好,PP在加工上有兩個特點: 其一:PP熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降(受溫度影響較小); 其二:分子取向程度高而呈現(xiàn)較大的收縮率。PP的加工溫度在220~275℃,注意不要超過275℃左右較好,它有良好的熱穩(wěn)定性(分解溫度為310℃),但高溫下(270-300℃),長時間停留在炮筒中會有降解的可能。因PP的粘度隨著剪切速度的提高有明顯的降低,所以提高注射壓力和注射速度會提高其流動性,改善收縮變形和凹陷。模溫(40~80℃),建議使用50℃。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定,宜控制在30-50℃范圍內(nèi)。PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出現(xiàn)披鋒。PP在熔化過程中,要吸收大量的熔解熱(比熱較大),產(chǎn)品出模后比較燙。PP料加工時不需干燥,PP的收縮率和結(jié)晶度比PE低。注射速度通常使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷,那么應使用較高溫度下的低速注塑。
各種原材料的性能不同,也決定了工藝的不同,從而應用范圍也各不相同。
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