塑l料材料与成型工艺

塑料材料与成型工艺目

录一.常用塑胶材料及特性二.注塑成型工艺一、常用塑胶材料及特性塑胶是用各种化学原料经过各式化学反应而制成,故其种类繁多,性质不一,但大部分具有下列共同性质:重量轻——铁的比重是7.8,铝为2.6,而塑胶的比重只有0.9-2之间坚固耐用——一般塑胶皆有长久的耐用性,尤其是玻璃纤维强化塑胶(FRP)更是强韧无比电绝缘性优越——塑胶味电之不良导体耐腐蚀性强——耐水,耐油,耐酸,耐化学药品,而且不会生锈成型容易,生产率高——具有加热软化的性质,极易成型,且成形方法简单并可做大量生产原料丰富,价格低廉——原料取得容易,可增加广泛用途色彩鲜明,着色容易——光泽、透明、半透性良好,色彩清明,适当加入着色剂即可改变其色泽51.ABS原料的特性与成型重点塑料ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PB,PAN,PS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。6ABS原料的特性:ABS是由三种不同基化学原料所聚合而成的塑胶.三种原料各有其优异性.A:能耐化学腐蚀,且有一定的表面硬度;B:使原料呈现橡胶韧性,可耐冲击;S:使原料呈现容易加工成型之特性.ABS可混合其它原料改善物性,加工性.例如配加PVC可改善低温时的强度;配加PC可改善成型流动性,低温冲击特性,也可以提升热变形温度.ABS流动特性极低,但流动性可随温度的上升而改善.增高原料温度即可.但需考虑热稳定性,太热色泽易改变,物性降低.ABS可添加阻燃剂、补强剂成型.7ABS成型注意事项:ABS为中度吸湿的原料,所以成型前必须彻底干燥,不然极易有银丝的发生.水分含量在0.1%以下,干燥温度80-85℃两个小时。料管温度设定在200-240℃之间.过低易使成品内应力过高,过高又易产生毛边、缩水、变色等不良。模具温度设定在40-80℃之间,一般使用普通水冷却,大型对象也有使用冷冻水冷却,缩短成型周期。背压设定1-20kg/cm²之间,依需要设定高低,如有气体介入过多产生银丝或有缩水问题,可利用背压。e.ABS可添加阻燃剂成型,成型时要注意料温的控制,在170-190℃之间.成型后需使用未加阻燃剂的材料成型几次,以避免释出之阻燃剂腐蚀模具及料管组。f.加玻纤的原料一般是在10%-30%之间,没有防火性,可增加机械性、表面硬度、磨耗性,但需注意分子配向性,在刘翔较强垂直方向较弱,易因收缩不同而引起变形现象。g.生产当中已在料头处发生拉丝的现象,易形成外观上的不良,可将射嘴及头段温度降低,松退拉长点可解决拉丝现象。2.PMMA(亚克力)的特性与成型重点PMMA属于非结晶性的普通塑胶,其透明度93%,耐气候性,表面硬度三者在所有塑胶中是最优秀的.表面具有不被划伤之特性,电绝缘性高,易带静电粘附灰尘。常用PMMA材料分为如下三类:a.板状品:押出成型用,常用于广告招牌,飞机防风玻璃等。b.粒状品:品种大致分为耐热型、一般用、高流动型.耐热型用于汽车灯盖,高流动型用于形状复杂,肉厚较薄不易成型的产品,但耐热性低。c.特殊性质的亚克力:难燃性,耐磨耗性,耐冲击性。

PMMA成型重点:成品重量,必须在料管容量70%以下成型,如超出需换大一级的机台,因此料硬度高、粘度高、油压马达通常需要加大一级驱动扭矩才够。原料在料管内流动的阻力要小,压力损失要少.射嘴孔径可加大,料管可电镀0.03-0.04mm来增加硬度及表面光滑度以获得较小的阻力。PMMA流动性不如ABS,需增大射出压力及速度变化来成型,易发生凹陷及内部气泡处均为温度难降压力难传达的地方。d.当有缩水或真空泡发生,其他条件无法解决时,可加背压5-20kg/cm²来解决.但背压过高会造成原料过热以及驱动困难。e.原料如在加热的料管内停留时间过长易产生过多的气体,有时会因其体的阻力而使螺杆不易转动,可利用不断的射出与松退来排除气体。f.肉厚成品如冷却缩短不会变形的话可利用温水浸泡徐徐冷却,使表皮与中心温差不致过大,防止缩水真空泡的发生。g.当成品存有残留应力时接触到溶剂成品强度会降低.为消除应力可用热模生产,料温提高,射出压力则可降低.如用压缩成型则内应力几乎不存在。3.PVC的特性与成型重点PVC特性:PVC为普通非结晶性塑胶,耐电压极高为极佳的电绝缘物;耐水性好,在曝露试验中不易劣化.耐热型差,在70℃附近就回软化;在-5℃失去软性脆化.原料预热带有酸性易腐蚀料管及螺杆,故在生产完需停机时要用其他原材料清洗来保养料管组.PVC的区别与分类:PVC加入安定剂加热混炼成型,在常温成为硬质PVC,用于生产硬质水管,容器,外壳及其他日用品。PVC加入可塑剂则成为软质PVC,常用于生产手提袋,雨衣,袋子,各种薄膜以及绝缘带等产品.可塑剂属于油性添加越多就越软。

PVC成型重点:PVC是热敏性原材,料温设定需在200℃以下,在料管内滞留时间不宜过长。PVC热传导性很差,在加热过程中当外围部分已经过热时中间人处于冷凝状态,所以在停机前一定要清洗掉,避免下次加热时原料过热分解。成型温度范围与热分解温度很接近,温度过高易变色.如在料管内加热时间过长可采用溶胶延迟装置,以缩短胶料在料管内加热时间。PVC流动性极差,射出时原料较不烫手就很快固化。生产时排风设施要做好,其分解产生的气体带有毒性。4.POM的特性与成型重点POM俗称塑胶钢,为高结晶性工程塑料.具有优秀的机械、物理性质和良好的成型加工性,在各行各业被广泛使用.很多金属制品都在被其开发代替。POM的特性:具有高度的耐疲劳性及优良的弹性回复性具有优越的耐摩擦、耐磨耗性.表面硬度高具有高度的尺寸稳定性,不吸湿及水,耐电气绝缘性佳具有良好的流动性及光泽良好的成型表面有润滑性.针对以上的优点POM还具有如下缺点:比重很高,1.42g/cm³,加入玻纤后可达到1.5g/cm³。POM结晶化度高,当加配阻燃剂或者补强剂时其结晶部分会发生混乱,与添加剂混合型不佳。成型收缩极高,需注意成型后的变形及尺寸精度。耐候性不佳,必须使用紫外线吸收剂才可。POM成型重点:POM本身吸湿性低,成型时可不必干燥.原料长期放在低温场所也无须干燥;但放置场所为高温时则需要以80℃*1h加以干燥。料管温度管控180-200℃最适合成型,原料在料管内滞留不可超过20min,否则易发生过火现象,也会有甲醛气体挥发。模具温度以60-80℃为宜.模具表面镜面处理时可提高到120℃。若以低模温成型其收缩量会较小,但易发生成品的后结晶造成变形或者尺寸的后收缩。POM成型后放置30min左右就可以冷却到室内相近的温度,通常两天后尺寸就可以稳定下来。为消除成品内应力必须实施退火处理来解决长期在高温下而发生的破裂、变形及尺寸不稳定问题.一般在2-3mm的成品在温度145-150℃需30min,退火后可试验将成品浸在30%盐酸液30min观察裂纹状况。5.聚苯乙烯（PS）特点及成型工艺聚苯乙烯是一种重要的热塑性树脂，由单体苯丙烯加聚制得。聚苯丙烯是世界上第三大塑料品种，聚苯丙烯薄膜，薄片，泡沫塑料在包装工业有着广泛的应用。聚苯乙烯是无色，无味，无臭，表面光滑，透明的无定型热塑性塑料。透明度可高达92%，仅次于有机玻璃。聚苯乙烯不易燃，燃烧时发出带烟的火焰。以小棒敲打聚苯乙烯会发出金属声。

PS的物理性能——力学性能聚苯乙烯是一种含不同分子量，链长度，链结构的混合物。相对密度为1.05，折光率为1.59。聚苯乙烯的吸水性小，抗水性强，在常温下，虽长期与潮湿空气接触，但他们完全不吸水，形状也不发生变化。但水蒸气可以通过它的薄片，在热性能方面，聚苯乙烯的马丁难热性不低于80℃，在玻璃化温度以上变成高弹性状态。聚苯乙烯的导热系数和热容量低，热膨胀系数高，超过金属。聚苯乙烯的力学性能在一定范围内取决于分子量，低分子量的聚合物脆，随着分子量的增加，抗张强度增加，脆性减小，软化温度升高，当聚合度到达一定程度以后，力学性能就很少有变化。温度对聚苯乙烯的抗张强度和伸长率的影响比较大，温度上升使抗张强度下降，伸长率达到80％后开始猛烈增加。高分子聚苯乙烯能承受较大的弯曲应力，但冲击强度很低，表面硬度小，易擦毛，以此与苯乙烯很脆。

PS的用途聚苯乙烯是聚合树脂中应用最广的一种,耐水,化学药品稳定性高,透明无色,加工便利,印刷性能好,所以在包装工业广泛应用。聚苯乙烯在包装上主要加工成薄膜,用于蔬菜水果的包装,还可加工成透明的包装容器,容器盖,小盘;由于聚苯乙烯纯度高,适应于真空镀铝,还可加工成蒸馏容器。二、注塑成型工艺

1.注塑成型原理将粒状或粉状的塑料加入到注射机的料斗，在注射机内塑料受热熔融并使之保持流动状态，然后在一定压力下注入闭合的模具，经冷却定型后，熔融的塑料就固化成为所需的塑件。2.注塑成型工艺过程

(1)成型前准备原料外观检验及工艺性能测定：包括塑料色泽、粒度及均匀性、流动性（熔体指数、粘度）热稳定性及收缩率的检验。塑料预热和干燥：除去物料中过多的水分和挥发物，以防止成型后塑件表面有缺陷或发生降解，影响塑料制件的外观和内在质量。物料干燥的方法：小批量生产，采用烘箱干燥；大批量生产，采用沸腾干燥或真空干燥。料筒清洗：当改变产品、更换原料及颜色时均需清洗料筒。嵌件预热：减少物料和嵌件的温度差，降低嵌件周围塑料的收缩应力，保证塑件质量。

脱模剂的选用：常用脱模剂包括硬脂酸锌、液态石蜡和硅油。(2)注射过程加料：将粒状或粉状塑料加入注射机的料斗。塑化：通过注射机加热装置的加热，使得螺杆中的塑料原料熔融，成为具有良好的可塑性的塑料熔体。充模：塑化好的塑料熔体在注射机柱塞或螺杆的推动作用下，以一定的压力和速度经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模具型腔。保压补缩：从熔体充满型腔后，在注射机柱塞或螺杆推动下，熔体仍然保持压力进行补料，使料筒中的熔料继续进入型腔，以补充型腔中塑料的收缩需要，并且可以防止熔体倒流。浇口冻结后的冷却：经过一段时间使型腔内的熔融塑料凝固成固体，确保当脱模时塑件有足够的刚度，不致产生翘曲或变形。

脱模：塑件冷却到一定的温度,推出机构将塑件推出模外。(3)塑件后处理后处理原因及作用：由于塑化不均匀或由于塑料在型腔内的结晶、取向和冷却不均匀；或由于金属嵌件的影响或由于塑件的二次加工不当等原因，塑件内部不可避免地存在一些内应力，从而导致塑件在使用过程中产生变形或开裂，因此，应该设法消除。

3.注射成型的优缺点优点：成型周期短、生产效率高、易实现自动化能成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件产品质量稳定适应范围广缺点：注塑设备价格较高；注塑模具结构复杂；生产成