PPS(聚苯硫醚)材料特性及模具設(shè)計
(一)PPS(聚苯硫醚)樹脂的特徵
PPS樹脂的zui大特徵是具有良好的耐熱性,UL的連續(xù)使用溫度也高達(dá)200~240℃。另外,具有和PTFE(4氟乙烯)相同的耐藥性,以及良好的機(jī)械特性、電氣特性、寸尺安定性,樹脂本身則具有難燃性。
射出成形條件
項 目條 件
預(yù)備乾燥140℃×3小時
汽缸溫度
(下料斗側(cè))290~300℃
No.2 300℃
No.3 310℃
No.4 ( 噴嘴側(cè))310℃
噴嘴溫度290~300℃
模具溫度150℃
射出壓力39~69MPa(400~700kgfcm2)
預(yù)備乾燥
因為PPS樹脂是吸濕性較小的樹脂,為了要使成形品有更好的外觀,建議採用140℃×3小時、120℃×5小時。但天然色若會造成變色上的問題時,則採用120℃的乾燥。
此外,碳纖維強(qiáng)化等級則建議採用140℃×6小時。
成形條件
為了要減少毛邊的產(chǎn)生,應(yīng)將汽缸的溫度設(shè)定為較高,而射出壓力則是愈小的情形下,會有更好的結(jié)果。在外觀情況良好的情形下,應(yīng)將射出速度控制在較低的速度,這樣就可以降低對毛邊的影響。加工上的注意事項
1汽缸溫度
加料斗下的汽缸溫度若太低的時候,會使汽缸及螺旋的摩耗有加大傾向。如果沒有流動性上的問題的話,應(yīng)稍為降低,則滯留變色可以減少。特別是,黑色以外的成形時,建議將溫度設(shè)定為300~310℃。
2模具溫度
PPS樹脂為zui大結(jié)晶化度約60%的結(jié)晶性塑膠。結(jié)晶化度是依存於模具溫度,若模具溫度不是130℃~150℃時,結(jié)晶化度將無法平衡。在低溫成形進(jìn)行成形並要提高結(jié)晶化度時,實施退火或是製品厚度為3mm時為170℃×3小時是一個簡單的指標(biāo)。低溫模具品會因為退火而使表面性惡化,故應(yīng)特別注意。為確保尺寸安定性,退火時,能在比使用環(huán)境溫度高出30℃的狀況下進(jìn)行。
3射出壓力
通常,能有29~98MPa的射出壓力,若為了減少毛邊,則建議採用低壓成形。
4射出速度
要得到良好的外觀的話,應(yīng)採取高速射出。但因為成形品很容易發(fā)生反翹或燒著的情形,故一般而言,只要外觀良好,採取必要以上的高速射出是不具任何意義的。
5背壓
為了計量的安定化,建議採用0~1.0MPa的背壓。若計量不安定時,則應(yīng)施加較大的背壓,約在2~2.9MPa。
6螺旋回轉(zhuǎn)數(shù)
一般而言,40~100rpm是適當(dāng)?shù)摹?00rpm以上的回轉(zhuǎn)數(shù)會導(dǎo)致玻璃纖維的切斷及樹脂的發(fā)熱,故避免。
7再生材的利用
再生材的使用雖然可能,但*再生的時候,會因為玻璃纖維的切斷等而使機(jī)械特性及耐熱性降低若干,並會產(chǎn)生色相變化。使用時,應(yīng)在再生材的比例不超過25%的範(fàn)圍內(nèi),以一定的比例進(jìn)行混合使用
此外,尚有在模具上設(shè)置斷熱板的必要。這是因為,模具各部溫調(diào)的有無(不均一性)會使製品各部份產(chǎn)生收縮差異,結(jié)果,就會導(dǎo)致尺寸精度的降低及脫模不良的情形,進(jìn)而使模具的動作發(fā)生不良的可能性。
(二)模具設(shè)計
注道、流道
以注道的錐度為2~3°、流道形狀為臺型或圓型為例。在注道及流道的先端部設(shè)置有冷料頭。為了防止脫模不良,應(yīng)對注道及流道進(jìn)行充分的研磨。
澆口
一般而言,大多使用側(cè)澆口及銷澆口,也可使用潛式澆口等。以銷澆口而言,澆口的標(biāo)準(zhǔn)直徑為0.8mm~1.2mmφ,但仍應(yīng)在考慮製品的厚度後才進(jìn)行決定。銷澆口的情形時,直徑能在1mmφ以上,但隨著澆口直徑的擴(kuò)大,會使?jié)部诘那袛嘧儾睿蕬?yīng)特別注意。
澆口的位置配置上,應(yīng)儘量避免有焊錫點或減少焊錫處數(shù)。銷澆口等時,因為有可能因為摩耗而發(fā)生澆口直徑擴(kuò)大的可能性,故應(yīng)事先考慮到更換的問題。
脫模角度
在製品脫模角度上,為了使脫模更為順利,標(biāo)準(zhǔn)的角度為1~2°。但在製品要求的精度較為嚴(yán)格時,在頂出梢的配置上應(yīng)特別注意,脫模角度應(yīng)為0.25~0.50°。
空氣孔
PPS樹脂的情形時,若氣孔的設(shè)置方式不夠充份時,則會發(fā)生製品的光澤不良、焊錫強(qiáng)度降低、缺料、製品及模具氣燃等現(xiàn)象。一般而言,應(yīng)在流動末端部設(shè)置深度5~8μm、寬度約5mm的氣孔,但可以配合製品形狀或大小來縮小其寬度。除了在流動末端部設(shè)置氣孔外,若在流道部設(shè)置氣孔的話,則不但可以減少模具流動末端部的負(fù)擔(dān),同時也可以延長模具的壽命。
在模具流動末端部等壓縮氣壓的位置,會有明顯的腐蝕現(xiàn)象,所以應(yīng)採用可以更換的入子構(gòu)造,在必要時,可以進(jìn)行更換。
模材的選擇
一般而言,鋼材中的炭素濃度(C)是塑膠模具用材質(zhì)之耐摩耗性的指標(biāo),而鋼材中的鉻濃度(Cr)則是了解耐腐蝕性的指標(biāo)。
我們都知道,PPS樹脂在溶融時,會產(chǎn)生少量的硫黃系氣體以及氯系氣體等帶有腐蝕性的氣體。另外,因為PPS樹脂被視為非強(qiáng)化材料來使用,所以會利用充填部份玻璃纖維或無機(jī)填料等來發(fā)揮其高強(qiáng)度及良好尺寸安定性等特性的材料。因此,和其他的工程塑膠相比較之下,具有高濃度的強(qiáng)化材充填量是其特徵。
由上述的觀點來看,對PPS樹脂應(yīng)選取的模具材料,應(yīng)該是兼?zhèn)淠透g性(高鉻鋼)、耐摩耗性(高炭鋼)的材料