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五大通用塑料的注塑成型工艺
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聚丙烯(PP)注塑加工工艺
塑料的处理
纯PP是半透明的象牙白色,可以染成各种颜色。PP的染色在一般注塑机上只能用色母料。在一些机器上有加强混炼作用的独立塑化元件,也可以用色粉染色。户外使用的制品,一般使用UV稳定剂和碳黑填充。再生料的使用比例不要超过15%,否则会引起强度下降和分解变色。PP注塑加工前一般不需特别的干燥处理。
注塑机选用
对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定,注射量20%-85%即可。
模具及浇口设计
模具温度50-90℃,对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5℃以上,流道直径4-7mm,针形浇口长度1-1.5mm,直径可小至0.7mm。
边形浇口长度越短越好,约为0.7mm,深度为壁厚的一半,宽度为壁厚的两倍,并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性,排气孔深0.025mm-0.038mm,厚1.5mm,要避免收缩痕,就要用大而圆的注口及圆形流道,加强筋的厚度要小(例如是壁厚的50-60%)。
均聚PP制造的产品,厚度不能超过3mm,否则会有气泡(厚壁制品只能用共聚PP)。
熔胶温度:PP的熔点为160-175℃,分解温度为350℃,但在注射加工时温度设定不能超过275℃,熔融段温度最好在240℃。
注射速度:为减少内应力及变形,应选择高速注射,但有些等级的PP和模具不适用(出现气泡、气纹)。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹,则要用低速注射和较高模温。
熔胶背压:可用5bar熔胶背压,色粉料的背压可适当调高。
注射及保压:采用较高注射压力(1500-1800bar)和保压压力(约为注射压力的80%)。大概在全行程的95%时转保压,用较长的保压时间。
制品的后处理:为防止后结晶产生的收缩变形,制品一般需经热水浸泡处理。
2
聚乙烯(PE)注塑成型工艺
PE为结晶性原料,吸湿性极小,不超过0.01%,因此在加工前无需进行干燥处理。PE分子链柔性好,键间作用力小,熔体粘性低,流动性极好,因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。
△ PE的收缩率范围大,收缩值大,方向性明显,LDPE收缩率为1.22%左右,HDPE收缩率在1.5%左右。因此容易变形翘曲,模具冷却条件对收缩率的影响很大,故应该控制好模具温度,保持冷却均匀、稳定。
△ PE的结晶能力高,模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。模温高,熔体冷却慢,塑件结晶度高,强度也就高。
△ PE的熔点不高,但比热容较大,因此塑化时仍需要消耗较多的热量,故要求塑化装置要有较大的加热功率,以便提高生产效率。
△ PE的软化温度范围较小,且熔体易氧化,因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触,以免降低塑件质量。
△ PE制件质地较软,且易脱模,因此当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。
△ PE熔体的非牛顿性不明显,剪切速率的改变对粘度的影响较小,PE熔体粘度受温度的影响也较小。
△ PE熔体的冷却速度较慢,因此必须充分冷却。模具应该有较好的冷却系统。
若PE熔体在注射时采用直接进料口进料,应增大应力和产生收缩不均匀及方向性明显的增大变形,因此应注意选择进料口参数。
△ PE的成型温度较宽,在流动状态下,温度的少许波动对注塑成型没有影响。
△ PE的热稳定性较好,一般在300度以下无明显的分解现象,对质量没什么影响。
PE的主要成型条件
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料筒温度:料筒温度主要是与PE的密度高低和熔体流动速率大小有关,另外还与注塑机的类型和性能,一级塑件的形状有关。由于PE为结晶型聚合物,在熔融时晶粒要吸收一定热量,因此料筒温度应高于它的熔点10度。度于LDPE来说,料筒温度控制在140-200℃,HDPE的料筒温度控制在220℃,料筒后部取最小值,前端取最大值。
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模具温度:模温对塑件的结晶状况有较大影响,模温高,熔体结晶度高,强度高,但收缩率也会增大。通常LDPE的模具温度控制在30℃-45℃,而HDPE的温度相应再高10-20℃。
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注塑压力:提高注塑压力有利于熔料的充模,由于PE的流动性很好,因此除薄壁细长制品外,应该精良选择较低的注射压力,一般注射压力为50-100MPa。形状简单。壁后较大的塑件,注射压力可以低些,反之则高。
3
聚氯乙烯(PVC)注塑工艺
PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数,如果此参数不当将导致材料分解的问题。PVC的流动特性相当差,其工艺范围很窄。
特别是大分子量的PVC材料更难于加工(这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。PVC的收缩率相当低,一般为0.2~0.6%。
注塑模工艺条件:
· 1、干燥处理:通常不需要干燥处理。
· 2、熔化温度:185~205℃ 模具温度:20~50℃。
· 3、注射压力:可大到1500bar 。
· 4、保压压力:可大到1000bar。
· 5、注射速度:为避免材料降解,一般要用相当地的注射速度。
· 6、流道和浇口:所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件,最好使用针尖型浇口或潜入式浇口;对于较厚的部件,最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm;扇形浇口的厚度不能小于1mm。
· 7、化学和物理特性:刚性PVC是使用最广泛的塑料材料之一。
4
聚苯乙烯(PS)注塑工艺
注塑模工艺条件:
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1、干燥处理:除非储存不当,通常不需要干燥处理。如果需要干燥,建议干燥条件为80℃、2~3小时。
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2、熔化温度:180~280℃。对于阻燃型材料其上限为250℃。
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3、模具温度:40~50℃。
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4、注射压力:200~600bar。
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5、注射速度:建议使用快速的注射速度。
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6、流道和浇口:可以使用所有常规类型的浇口。
5
ABS注塑工艺
ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。
注塑模工艺条件:
干燥处理:ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。
熔化温度:210~280℃;建议温度:245℃。
模具温度:25~70℃。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。
注射压力:500~1000bar。
注射速度:中高速度。
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