技术培训材料――注塑成型

1、技术培训材料注塑成型提纲一、注塑产品常见的品质缺陷、产生的原因及处理办法缩水飞边黑点熔接线流纹气泡、料花缺胶二、常见塑料的成型方法介绍透明料的注塑成型工艺PC、PC+ABS料的注塑成型工艺TPU的注塑成型工艺PP料的注塑成型工艺三、注塑机料筒的清洗一、如何解决注塑产品存在的品质缺陷1、注塑产品存在的品质缺陷:塑料制品的成型加工过程中,由于加工设备不一,成型性能各异,原料品种繁多,加之设备的运行状态,模具的型腔结构、物料的流变性筹多种因素错综变化的影响,使得塑料的内在及外观质量经常会出现各种各样的成型缺陷。常见的外观缺陷有:缩水、飞边、黑点、流纹、熔接线、亮纹、缺胶、气泡、料花等。2、如何解决缩

2、水缩水产生的原因制件在模具中冷却时,由于制件的胶厚不一致而导致塑胶收缩不均匀而引起的凹痕。解决缩水的原理是:在制件冷却过程中,熔胶不断补充制件收缩引起的空缺。因此在正常情况下要保证熔胶补充的通道不受阻和足够的补充压力。在注塑工艺上的解决办法:(1注塑条件问题:注射量不足;提高注射压力;增加注射时间;增加保压压力或时间;提高注射速度;增加注射周期;操作原因造成的注射周期反常。(2温度问题:物料太热造成过量收缩;物料太冷造成充料压实不足;模温太高造成模壁处物料不能很快固化;模温太低造成充模不足;模子有局部过热点;改变冷却方案。(3模具问题:增大浇口;增大分流道;增大主流道;增大喷嘴孔;改进模子排气

3、;平衡充模速率;避免充模料流中断;浇口进料安排在制品厚壁部位;如果有可能,减少制品壁厚差异;模子造成的注射周期反常。(4设备问题:增大注压机的塑化容量;使注射周期正常;(5冷却条件问题:部件在模内冷却过长,避免由外往里收缩,缩短模子冷却时间;将制件在热水中冷却。3、如何解决飞边产生飞边的原因:产品溢边往往由于模子的缺陷造成,其他原因有:注射力大于锁模力、物料温度太高、排气不足、加料过量、模子上沾有异物等。如何判断产生飞边的原因:在一般情况下,采用短射的办法。即在注塑压力速度较低、不用保压的情况下注塑出制件90%的样板,检查样板是否出现飞边,如果出现,则是模具没有配好或注塑机的锁模压力不足,如果

4、没有出现,则是由于注塑条件变化而引起的飞边,比如:保压太大、注射速度太快等。常见的飞边产生的原因及解决飞边的办法模具问题:型腔和型芯未闭紧;型腔和型芯偏移;模板不平行;模板变形;模子平面落入异物;排气不足;排气孔太大;模具造成的注射周期反常。设备问题:制品的投影面积超过了注压机的最大注射面积;注压机模板安装调节不正确;模具安装不正确;锁模力不能保持恒定;注压机模板不平行;拉杆变形不均;设备造成的注射周期反常注塑条件问题:锁模力太低;注射压力太大;注射时间太长;注射全压力时间太长;注射速率太快;充模速率不等;模腔内料流中断;加料量控制太大;操作条件造成的注射周期反常。温度问题:料筒温度太高;喷嘴

5、温度太高;模温太高。设备问题:增大注压机的塑化容量;使注射周期正常;冷却条件问题:部件在模内冷却过长,避免由外往里收缩,缩短模子冷却时间;将制件在热水中冷却。如何解决飞边与缩水的矛盾降低注射速度,降低注射压力,同时增大保压压力和时间。如果这时出现缺胶现象,则需要提高成型温度。如果只是局部缩水而增压引起的飞边,则要检查缩水部位周围的胶位是否太薄,造成薄的地方容易冷却,而熔胶未能补充到缩水的部位。4、黑点产生的原因及解决办法1料管温度设定太高使熔料过热分解,则应检查料筒的温度控制器是否失控,并适当降低料筒的温度。2熔料在料筒中滞留导致局部过热分解,则应检查料筒、喷嘴及螺杆防止回流阀内有无数贮料死角

6、,并加以修理3熔料与料筒壁磨擦过热使熔料分解,对此应调整螺杆与料筒的空隙。避免过大剪切力,浇口过小或注射速度太快4模具内残留的气体由于绝热压缩而引起燃烧。使熔料过热分解。对此可适当降低注射速度并改进模具的排气口结构。5、熔接线熔接线产生的原因产品接痕通常是由于在拼缝处温度低、压力小造成。熔接线产生原因分类温度问题:料筒温度太低;喷嘴温度太低;模温太低;熔接线处模温太低;塑料熔体温度不均。注塑问题:注射压力太低:注射速度太慢。(3模具问题:拼缝处排气不良;部件排气不良;分流道太小;浇口太小;三流道进口直径太小;喷嘴孔太小;浇口离拼缝处太远,可增加辅助浇口;制品壁厚太薄,造成过早固化;型芯偏移,造

7、成单边薄;模子偏移,造成单边薄;制件在拼缝处太薄,加厚;充模速率不等;充模料流中断。6、流纹流纹的分类:1蛇流纹熔体从浇口进入模腔时,产生射流效应、表现在制品表面上就象一条蛇,因此称之为蛇流纹。2波浪纹熔体在模腔内流动不平稳,时快时慢,表现在制品表面上就象波浪一样,因此称之为流浪纹。3放射纹一般只出现在浇口附近,熔体进入模腔时产生喷射,表现在制品表面上为放射状,因此称之为放射纹。4萤光纹熔体流动产生的剪切应力使制品表面产生与萤火虫身体十分相似的光泽,因此称之为萤光纹流纹的解决办法1蛇流纹当浇口深度比模腔入口深度小很多,而且充模速率很高,熔体流动变成不稳定的射流流动时,前面的射流已凝固后面的流动

8、熔体充满模腔,这时会在制品表面出现蛇流纹。解决措施:改变工艺条件。采用降低注射速率的方法会逐渐消除射流效应,使熔体流动方式扩展流动,扩展流动会使制品具有较好的表面质量;另外提高模温和熔体温度也会消减射流效应,使熔体流动扩展流动。改变模具浇口尺寸。当浇口深度比模腔深度略小时,射流的出口膨胀作用使后面的熔体和前面流出不远的射流前缘融合,从而使射流效应表现不明显。当浇口深度等于或接近于模腔深度时,充模速率低,形成扩展流。改变模具浇口角度。使模具浇口与模具动模夹角为4o5o,这样当熔体从浇口流出时,首先会受到模腔壁的阻止,可防止蛇流纹的出现。改变模具浇口位置。将模具浇口设置在离模具模腔壁(垂直于浇口方

9、向的最近的位置,当熔体从浇口流出时,首先会受到模腔壁的阻止,也可防止射流出现,使之成为扩展流,从而避免蛇流纹的出现。2波浪纹在熔体充模过程中,新熔体流不断从内层压出,推动前锋波滞流移动,同时前锋波缘不断地受到拉伸,由于流动阻力使稍后的熔体压力上升又把前面刚形成的波纹压平前进,造成滞流堆积、从而形成制品表面波浪纹。特别在注射速率快、注塑压力小或模具结构不合理的情况下,熔体流动时进时停,PP结晶时快时慢,更易造成制品表面结晶度不一致,形成制品表面波浪纹。解决措施:改变工艺条件。采用高压低速注射,可保持熔体质熔体流动的稳定性,从而防止波浪纹的出现。提高模温。随着模温提高,熔体流动性增加,对结晶聚合物

10、来说,较高的温度有利于结晶的均匀性,从而减少波浪纹的出现。改变模腔结构。模具的结构也可以造成制品表面出现波浪纹。如模具型芯的棱角较突出,熔体流动阻力较大,会造成熔体流动不稳定,从而形成波浪纹。因此改变模具型芯的棱角,使其缓冲过渡,保持熔体流动稳定,可防止波浪纹的出现。改变制品的厚度。制品厚度不均匀会使熔体流动阻力时大时小,造成熔体流动不稳定,因此尽量将制品厚度设计为均匀厚度,也可防止波浪纹的出现。3放射纹注射率过大,熔体产生喷射时,由于熔体具有弹性,当熔体从料筒中通过模具浇口快速流向模腔时,熔体产生弹性恢复过快造成熔体破裂而产生放射纹。解决措施:改变工艺条件。采用高压低速注射,即可使弹性熔体在

11、相同流动长度上流动时间增加,弹性失效程度增加,从而减少放射纹的出现。改变模具浇口形状。增大浇口或者把浇口改为扇形,可以在熔体进入模腔之前,先使其弹性稍有恢复,避免熔体破裂。加长模具主浇道长度。在熔体进入模腔之前,先使其弹性失效,也可避免熔体破裂。设备更换为延伸喷嘴。加长熔体在进行模腔之前的流动路径,使熔体弹性失效程度增加,也可避免因熔体破裂而出现放射纹。4萤光纹熔体在模腔内流动时,靠近凝固层的分子链一端被固定在凝固层上,而另一端被邻近的分子链沿流动方向拉伸。由于靠近模腔壁的熔体流动阻力最大,流动速率最小,而模腔中心处的流动阻力最小,流动速率最大,这样在流动方向上就形成了速度梯度,因此在注射速率

12、小、注塑压力大或制品厚较薄的情况下,靠近模腔壁的熔体剪切力最强、取向度最大,高分子在流动中被拉伸表现出内应力,致使制品表面出现萤光纹。解决措施:改变工艺条件。采用中压中速注射,随着注射速率的增加,熔体在相同流支长度上冷却时间减少,其单位体积的熔体凝固相对变慢,制品内应力减弱,减少制品表面荧光纹的出现。提高模具温度。较模温可使大分子松弛加快,分子取向作用和内应力都降低,从而减少制品表面萤光纹的出现。改变模腔结构,增加制品厚度。制品厚度较大,熔体冷却较慢,应力松弛时间相对延长,取向应力会减小,从而减少荧光纹。热处理(烘箱烘烤或热水煮。热处理使大分子运动加剧,松弛时间缩短,使解取向作用加强,从而减少

13、荧光纹。7、气泡、料花产生的原因:气孔的造成是由于模腔内塑料不足,外圈塑料冷却固化,内部塑料产生收缩形成真空。多半由于吸湿性物料未干燥好,以及物料中残留单体及其他化合物而造成的。判断气孔造成的原因,只要观察塑料制品的气泡在开模时瞬时出现还是冷却后出现。如果当开模时瞬时出现,多半是物料问题,如果是冷却后出现的则属于模子或注塑条件问题影响因素:塑料含有水分和挥发物;料温太高或太低;注射压力太小;流道和浇口的尺寸太大;塑料干燥不够,含有水分;塑料有分解;注射速度太快;注射压力太小;模具排气不良;从加料端带入空气。8、缺胶产生的原因及解决办法:设备原因:料斗中断料;料斗缩颈部分或全部堵塞;加料量不够;

14、加料控制系统操作不正常;注压机塑化容量太小;设备造成的注射周期反常。注塑条件原因:注射压力太低;在注射周期中注射压力损失太大注射时间太短;注射全压时间太短;注射速率太慢;模腔内料流中断;充模速率不等;操作条件造成的注射周期反常。温度原因:提高料筒温度;提高喷嘴温度;检查毫伏计、热电偶、电阻电热圈(或远红外加热装置和加热系统;提高模温;检查模温控制装置。模具原因:流道太小;浇口太小;喷嘴孔太小;浇口位置不合理;浇口数不足;冷料穴太小;排气不足;模具造成的注射周期反常;物料原因:物料流动性太差。如何解决缺胶与飞边的矛盾提高模具温度;如果模具正常,检查注塑机的锁模压力是否异常;如果喇叭网出缺胶,则要

15、调整成型工艺,详见(二;还需要检查模具的镶件是否有变形翘起。二、常见的几种塑料的成型方法介绍透明料的注塑成型1、常用透明原料的特性透明塑料由于透光率要高,必然要求塑料制品表面质量要求严格,不能有任何斑纹、气孔、泛白、雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷,因而在整个注塑过程对原料、设备、模具、甚至产品的设计,都要十分注意和提出严格甚至特殊的要求。其次由于透明塑料多为熔点高、流动性差,因此为保证产品的表面质量,往往要在较高温度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整,使注塑料时既能充满模,又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。由于透明塑料多为熔点高、流动性差,因此为保证产品的表面质量,往往要在较高温度

16、、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整,使注塑料时既能充满模,又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。2、工艺方面应注意的问题为了减少内应力和表面质量缺陷,在注塑工艺方面应注意以下几方面的问题。1注射温度在塑料树脂不分解的前提下,宜用较高注射湿度;2注射压力:一般较高,以克服熔料粘度大的缺陷,但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形;3注射速度:在满足充模的情况下,一般宜低,最好能采用慢-快-慢多级注射;4保压时间和成型周期:在满足产品充模,不产生凹陷、气泡的情况下;宜尽量短,以尽量减低熔料在机筒停留时间;5螺杆转速和背压:在满足塑化质量的前提下,应尽量低,防止产生解降的可能;6模具温度:制品

17、的冷却好坏,对质量影响极大,所以模温一定要能精确控制其过程,有可能的话,模温宜高一些好。7由于为要防上表面质量恶化,一般注塑时尽量少用脱模剂;当用回用料时不得大于20%3、常用透明原料的注塑工艺注塑除了以上的共同问题,透明塑料亦各有一些工艺特性,现分述如下:1、PMMA粘度大,流动性稍差,因此必须高料温、高注射压力注塑才行,其中注射温度的影响大于注射压力,但注射压力提高,有利于改善产品的收缩率。注射温度范围较宽,熔融温度为160,而分解温度达270,因此料温调节范围宽,工艺性较好。故改善流动性,可从注射温度着手。冲击性差,耐磨性不好,易划花,易脆裂,故应提高模温,改善冷凝过程,去克服这些缺陷。

18、2、PC粘度大,融料温度高,流动性差,回此必须以较高温度注塑(270-320T之间,相对来说料温调节范围较窄,工艺性不如PMMA。注射压力对流动性影响较小,但因粘度大,仍要较大注射压力,相应为了防止内应力产生,保压时间要尽量短。收缩率大,尺寸稳定,但产品内应力大,易开裂,所以宜用提高温度而不是压力去改善流动性,并且从提高模具温度,改善模具结构和后处理去减少开裂的可能。当注射速度低时,浇口处易生波纹等缺陷,放射咀温度要单独控制,模具温度要高,流道、浇口阻力要小。3、PET成型温度高,且料温调节范围窄(260-300,但熔化后,流动性好,故工艺性差,且往往在射咀中要加防延流装置。机械强度及性能注射

19、后不高,必须通过拉伸工序和改性才能改善性能。模具温度准确控制,是防止翘曲。变形的重要因素,因此建议采用热流道模具。模具温度高,否则会引起表面光泽差和脱模困难。4、透明塑料件的缺陷和解决办法1、银纹:由充模和冷凝过程中,内应力各向异性影响,垂直方向产生的应力,使树脂发生流动上取向,而和非流动取向产生折光率不同而生闪光丝纹,当其扩展后,可能使产品出现裂纹。除了在注塑工艺和模具上注意外(见表,最好产品作退火处理。如PC料可加热到160以上保持3-5分钟,再自然冷却即可。2、气泡:主于树脂内的水气和其他气体排不出去,(在模具冷凝过程中或因充模不足,冷凝表面又过快冷凝而形成"真空泡"

20、。其克服方法见表。3、表面光泽差:主于模具粗糙度大,另一方面冷凝过早,使树脂不能复印模具表面的状态,所有这些都使其表面产生微小凹凸不平,而使产品失去光泽。其克服方法见表。4、震纹:是指从直浇口为中心形成的密集波纹,其原因因熔体粘度过大,前端料已在型腔冷凝,后来料又冲破此冷凝面,而使表面出现震纹。其克服方法见表。5、泛白、雾晕:主要由于在空气中灰尘落入原料之中或原料含水量太大而引起的。其克服方法见表。6、白烟、黑点:主要由于塑料在机筒内,因局部过热而使机筒树脂产生分解或变质而形成的。其克服方法见表(附页聚碳酸酯塑料聚碳酸酯的英文全称为Polycarbonate,简称PC。它是由二羟基苯或多羟基苯

21、(二元酚或多元酚通过酚分子上的碳酸酯基聚合反应而成的一类树脂。通用级PC是双酚A(2,2双(4羟基苯基丙烷的聚合物。聚碳酸酯具有较高的冲击韧性和力学性能,可以抵抗很强的外力冲击,防弹玻璃一般是由聚碳酸酯做成的,因此俗称防弹胶。聚碳酸酯吸水率低,耐蠕变性好,尺寸稳定性高。聚碳酸酯的使用温度也较宽(-100135,特别是耐低温性能好,很多制品在北方寒冷的气候下变脆不能使用,而PC因可以耐-100的温度,所以仍可以很方便的使用。但聚碳酸酯易产生内应力,耐环境应力开裂性差,故成型带嵌件的制品较困难。一、PC的工艺特性PC是属结晶性的塑料,但因结晶条件严格,结晶倾向很小,无准确的熔点,一般被认为是非结晶

22、形塑料。PC 的玻璃化温度较高,为149150,熔融温度为215225,成型温度可依分子量的大小及成型的制品的不同而控制在250320。PC的热稳定性和力学强度随分子量的增加而提高,熔融粘度也随分子量的增加而明显地加大,流动性显著降低,用于注塑成型的聚碳酸酯分子量一般为4000060000。PC的链节长,且含有苯环,分子链的刚性大,熔融粘度较聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺大得多。这对注塑充模有影响,因为流动长度随粘度的增大而缩短。PC的流动特性接近于牛顿流体,熔融粘度受剪切速率的影响小,而对温度的变化则十分敏感,因此,在注塑成型时,通过提高物料的温度比增大剪切速率有效得多。PC料一般不会因射速太快而

23、烧焦,产品中混入黄色的原因是螺杆或料筒中藏胶时间过长分解,混入制品中形成的。PC的主链含有苯环,因此刚性高,抗蠕变性能好,尺寸稳定性好,但在成型中产生的内应力不易消失,所以脱模后的制品最好进行热处理。PC的主链上因为有酯基存在,所以容易吸水分解,在高温下即使微量的水也十分敏感,常会造成降解而放出二氧化碳等气体使树脂变色而分子量急剧下降,制品性能变劣,所以原料在成型前必须充分干燥。二、PC的注塑成型工艺1、预热干燥120下干燥24小时检查原料是否合格,可采用“对空注射”,如从注塑机射咀中流出的物料为:均匀无色、光亮、无银丝、无气泡,即为合格。也可以采取试啤方法来检查原料是否合格:试啤时如产品表面

24、无料花等缺陷。2、成型温度成型温度的选择与树脂的分子量及其分布,制品的形状、壁厚、注塑机的类型有关。对于2mm以下的制品,成型温度应偏高,对于厚壁制品(10mm以上,成型温度可略低。对于光学镜片等制品,成型温度可稍高,以便获得熔融程度良好的胶体,制得的制品面型、透光性、集焦性都较好。注塑机各段成型温度按从前到后的顺序可作如下设定:炮筒射咀:280320炮筒前部:285320炮筒中部:285315炮筒后部:270300熔胶温度范围:280320建议温度:3003、模具温度:80120,建议一般情况采用904、注塑压力:78.4Mpa127Mpa(最高可达200Mpa5、注塑速度:中速至快速6、螺

25、杆转速:28rap/min7、热处理:需要时,在125135下4小时内应力的检查方法:制品浸入CCL4溶液,12分钟内未见裂纹者,应力较小。8、收缩率:0.71%热塑性聚氨酯(TPU注塑成型加工何为聚氨酯?所谓的聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称,它是由多异氰酸酯与多元醇反应而成,在分子链上含有许多重复的氨基甲酸酯基团(NHCOO。在实际合成的聚氨酯树脂中,除了氨基甲酸酯基团外,还有脲、缩二脲等基团。多元醇属长链分子,末端为羟基,称为“软链段”,多异氰酸酯称为“硬链段”。软硬链段生成的聚氨酯树脂中,氨基甲酸酯只占少数,所以称为聚氨酯未必恰当,从广义上讲,聚氨酯乃是异氰酸的加聚物。不同类型的异氰酸酯与多

26、羟基化合物反应后,生成各种结构的聚氨酯,从而获得不同性质的高分子材料,如塑料、橡胶、涂料、纤维、粘合剂等。聚氨酯橡胶聚氨酯橡胶于1940年首先在德国研制成功,1952后开始投入工业生产,而我国是从60年代中期开始研制并投入生产的。聚氨酯橡胶属于一种特种橡胶,由聚醚或聚酯与异氰酸酯反应而制得,因原料种类、反应条件及交联方法的不同而有许多品种。从化学结构上看,有聚酯型与聚醚型,从加工方法上看,有混炼型、浇注型和热塑型三种。合成聚氨酯橡胶,一般先由线型聚酯或聚醚与二异氰酸酯反应,制成低分子量的预聚体,经扩链反应,生成高分子聚合物,然后添加适当的交联剂,加热使其固化,成为硫化橡胶,这种方法称为预聚法或

27、二步法。也可以用一步法将线型聚酯或聚醚直接与二异氰酸酯、扩链剂、交联剂混合,使反应发生,生成聚氨酯橡胶。热塑性聚氨酯橡胶(TPU热塑性聚氨酯橡胶是一种(ABn型嵌段线性聚合物,A代表高分子量的聚酯或聚醚(分子量为10006000,称为长链,B代表含212个直链碳原子二醇为短链,AB链段间化学结合是用二异氰酸酯。TPU的结构与物理性质之间的关系1、链段结构TPU分子中A链段使得大分子链易于旋转,赋予聚氨酯橡胶良好的弹性,使聚合物的软化点与二级转变点下降,硬度与机械强度降低。B链段会束缚大分子链的旋转,使聚合物的软化点与二级转变点上升,硬度与机械强度提高,弹性降低。调节A与B之间的摩尔比,即可制得

28、不同机械性能的TPU。2、交联结构TPU的交联结构除一级交联外,还必须考虑由分子间的氢键形成的二级交联。聚氨酯的一级交联键与羟类橡胶的硫化结构不同,它的氨基甲酸酯基、缩二脲、脲基甲酸酯基等基团规则而间隔地排列成刚性链段,故制得的橡胶具有规则的网状结构,所以具有卓越的耐磨性能及其它的优异性能。其次,由于聚氨酯橡胶中含有很多诸如脲基或氨基甲酸酯基这类内聚能较大的基团,所以分子链间形成的氢键具有很高的强度,氢键形成的二级交联健对聚氨酯橡胶的性能也有重要影响。二级交联使得聚氨酯橡胶一方面具有热固性弹性体的特性,另一方面这种交联又没有真正地交联起来,是一种虚交联,交联的状况取决于温度。随着温度的升高,这

29、种交联逐渐减弱以至于消失,聚合物具有一定的流动性,可以进行热塑性加工。当温度降低时,这种交联又逐渐恢复并再次形成。少量的填料的加入,使分子间的距离增大,分子间形成氢键的能力减弱,强度便会急剧下降。3、基团的稳定性研究表明,聚氨酯橡胶中各基团稳定性由高到低的顺序是:酯、醚、脲、氨基甲酸酯、缩二脲,在聚氨酯橡胶的老化过程中,首先是缩二脲和脲基甲酸酯的交联键断裂,接着是氨基甲酸酯和脲键断裂,即主链断裂。聚氨酯橡胶的性能TPU的弹性模量介于橡胶与塑料之间,它的最大特点是,既具有硬度,又有弹性,这种性能是其它的橡胶与塑料所没有的。TPU分聚酯型与聚醚型两类,从物理性质进行比较,低硬度的橡胶以聚酯型的性能

30、较好,而高硬度的橡胶以聚醚型的为优。聚酯型的橡胶耐油、耐热及与金属的粘合性较好,而耐水解、耐寒及抗菌性以聚醚型的为好。1、环境特性TPU一般都具有较好的耐温性,连续长期使用的温度为8090,短时间可达到120左右。聚氨酯的耐低温性能也较好,聚酯型的聚氨酯的脆性温度为-40,而聚醚型的聚氨酯则达-70-80,但在低温下会变硬。TPU的耐油性都比较好,但耐水性却因结构的不同而异。酯形成反应可逆性所引起的TPU降解最为严重。当酯与水接触时,酸的再形成是引致分子解体的自身催化反应的原因。聚酯型的聚氨酯在空气中和湿气接触时解体的程度比完全浸在水中时更甚。这是因为浸在水中,形成的酸会不断地被冲走。而聚醚型

31、的聚氨酯耐水解性则是聚酯型聚氨酯的35倍,因醚基不会与水发生反应。水的侵入导致聚氨酯性能下降的原因有两个方面:一是侵入的水与聚氨酯中的极性基团形成氢键,使聚合物分子之间的氢键减弱,这个过程是可逆的,当干燥后物理性质又得到恢复。二是侵入的水使聚氨酯发生水解,此过程为不可逆。聚氨酯在长时间的日光照射下会变色发暗,物理性能逐渐降低。酶菌也会导致聚氨酯的降解,因此工业生产中使用的聚氨酯橡胶中都添加了防老剂、紫外线吸收剂、防酶剂等。2、机械特性拉伸强度:聚氨酯橡胶的拉伸强度较高,一般可达2842兆帕,TPU居中,约为35兆帕。伸长率:一般可达400600,最大为1000%。弹性:聚氨酯的弹性比较高,但它

32、的滞后损失也比较大,因此生热高。在多次弯曲及高速滚动的负荷条件下容易损坏。硬度:聚氨酯的硬度范围较其它的橡胶都宽,最低为邵氏硬度10,其中大多数制品具有4595的硬度。硬度高于70度时,拉伸强度和定伸强度都高于天然橡胶,中8090度时,拉伸强度、定伸强度、抗撕裂强度都相当高。撕裂强度:聚氨酯的撕裂强度较高,当试验温度升高到100110时,抗撕裂强度就与丁苯橡胶相当。耐磨性:聚氨酯的耐磨性十分优良,比天然橡胶高9倍,比丁苯橡胶高13倍,加工要求TPU具有塑料与橡胶的双重特性,正是这种独特的物理与化学特性,要求我们在模具设计、注塑成型时应特别对待。模具设计:1、流道的设计:因主流道是压力最大的地方

33、,当注塑压力解除后,主流道冷凝物因弹性膨胀而增大阻力,导致水口粘前模,因此模具设计时应尽可能地加大主流道的脱模斜度。而主流道的小端尺寸不能小于注塑机的射咀孔径,大端尺寸的增加需额外增加冷却时间,延长注塑周期,因此脱模斜度的增大主要靠缩短主流道的长度来实现。一般情况下,主流道小端直径约为2.53.0mm,大端直径为6.0mm以下,长度以不超过40mm为宜。主流道末端应设置与大端直径相等或稍大的冷井,收集冷胶与扣出水口。分流道的直径应视产品的结构及流道的长度而定,一般来讲,应不小于4.0mm。分流道采用圆形能获得较好的冷却效果。2、浇口的设计:由于TPU的流动性不好,为了避免胶体通过闸口时出现的喷

34、射及分子定向导致的横向与纵向的收缩不一致,闸口的深度与宽度尺寸应比其它的热塑性材料的闸口尺寸大些,而长度尺寸则要比普通的小,以利于胶体的通过。过长的闸口会导致充胶时胶体的喷射,影响产品的外观。能引起材料过分剪切生热的针点浇口应尽量避免使用。3、排气槽的设计:模具的排气必须充分,防止产品烧焦,特别是在胶料充填方向发生急剧变化和产品最后充填的部位尤其要注意排气的设置。排气槽的深度要根据TPU的型号加以区分,有时排气槽的深度只有0.01mm,也会在排气槽处产生披锋,这与TPU特殊的材料性质有着重要的关系。4、冷却系统的设计:模具的冷却效果要好。对于其它的热塑性材料来说,在注塑时只要产品表面的冻结层有

35、足够的强度,产品在较高的温度下就可进行顶出脱模。而对于TPU来讲,温度较高时,分子间的氢键没有恢复形成,产品的拉伸强度较低,强行顶出脱模只会导致产品变形,只有当产品在较低的温度下,氢键恢复充分,TPU具有足够的强度下才能脱模,这就要求模具的冷却效果要好。5、收缩率的确定:TPU的收缩率随所使用的TPU牌号、制品的厚度和结构、注塑时的温度与压力的不同而存在着较大的变化,其范围在0.1%2.0%之间。在进行模具设计时,不但要参考原料的收缩率的数据,还要根据制品的结构、厚度估计注塑时需要用到的注塑温度、压力进行适当的修正。对于局部胶位较厚的制品,注塑时需要的压力较大,成型后的制品的收缩率较小,需要减

36、小TPU的收缩率。而对于胶位比较均匀的、厚的制品,则要适当地增加收缩率的值。注塑加工1、原料的干燥因为水分的侵入能使TPU发生降解,当TPU的含水率超过0.2%时,不但影响产品外观,而且机械性能明显变坏,注塑出的产品弹性差,强度低。因此在注塑前应在80110的温度下干燥23小时。2、料筒的清洗注塑机料筒的清理要干净,极少的其它原料的混入都会导致产品的机械强度的降低。用ABS、PMMA、PE清洗过的料筒最好在注塑前用TPU水口料再清洗一次,用TPU水口料清除料筒中的残余物料。3、加工温度的控制TPU的加工温度对产品的最终尺寸、外观及变形具有至关重要的影响。温度要视所使用的TPU的牌号、模具设计的

37、具体情况而定,总的趋势是,要想获得小的缩水率,需要提高加工温度;而要获得大的缩水率需要降低加工温度。即使是在TPU的正常加工温度范围内,原料在料筒中停留的时间过长也会导致TPU的热降解,在注塑前应射空料筒中的残余物料。射咀温度的控制也相当重要,正常情况下应比料筒的前端温度高5左右。4、注塑速度与压力的控制较低的注塑速度与较长时间的保压会增强分子定向,虽然可能获得较小的产品尺寸,但产品变形较大,并且横向与纵向收缩差异大。大的保压压力还会导致胶体在模内过压缩,当产品脱模后尺寸比模腔的尺寸还要大的现象。5、熔胶速度和背压的控制TPU材料对剪切比较敏感,熔胶速度与背压过高产生的剪切热过大时,会导致TP

38、U的热降解,因此TPU的熔胶一般采用低或中速。如果注塑周期较长,应采用延迟熔胶功能,完成熔胶即开始进行开模,防止原料在料筒中的停留的时间过长而降解。聚丙烯塑料聚丙烯的英文全称为Polypropylene,缩写为PP,俗称百折胶。PP的熔点:160175分解温度:350一、PP料的工艺特性聚丙烯为非极性的结晶高聚物,吸水率很低,约为0.030.04%,注塑时一般不需要进行干燥,必要时可在80 100下干燥34小时。PP料的结晶能力较强,最大结晶速度的温度为120130,提高模具温度将有利于制品结晶度的增加,甚至提前脱模。基于同一理由,制品性能与模具温度存在有密切的关系。生产上经常采用的模具温度约为7090,在这种情况下,不仅有利于结晶,又有利于大分子的松驰,从而减少分子定向作用,并可降低内应力。如果模温过低,冷却速度太快,浇口过早冷凝,不仅结晶度低,密度小,而且制品内应力较大,甚至引起充模不满和制