影響工藝條件的因素
(一)塑料的收縮率
1、塑料品種。熱塑性塑料成型過程中由于還存在結(jié)晶化引起的體積變化,內(nèi)應(yīng)力強(qiáng),凍結(jié)在塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力大,分子取向性強(qiáng)等因素,因此與熱固性塑料相比則收縮率較大,收縮率范圍寬、方向性明顯,另外成型后的收縮、退火或調(diào)濕處理后的收縮率一般也都比熱固性塑料大。
2、塑料特性。成型時(shí)熔融料與型腔表面接觸,外層立即冷卻形成低密度的固態(tài)外殼。由于塑料的導(dǎo)熱性差,使塑件內(nèi)層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態(tài)層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。另外,有無嵌件及嵌件布局、數(shù)量都直接影響料流方向、密度分布及收縮阻力大小等,所以塑件的特性對(duì)收縮大小、方向性影響較大。
3、進(jìn)料口形式、尺寸、分布。這些因素直接影響料流方向、密度分布、保壓補(bǔ)縮作用及成型時(shí)間。直接進(jìn)料口、進(jìn)料口截面大(尤其截面較厚的)則收縮小但方向性大,進(jìn)料口寬及長(zhǎng)度短的則方向性小。距進(jìn)料口近的或與料流方向平行的則收縮大。
4、成型條件。模具溫度高,熔融料冷卻慢、密度高、收縮大,尤其對(duì)結(jié)晶料則因結(jié)晶度高,體積變化大,因此收縮更大。模溫分布與塑件內(nèi)外冷卻及密度均勻性也有關(guān),直接影響到各部分收縮量大小及方向性。另外,保持壓力及時(shí)間對(duì)收縮也影響較大,壓力大、時(shí)間長(zhǎng)的則收縮小但方向性大。注射壓力高,熔融料黏度差小,層間剪切應(yīng)力小,脫模后彈性回跳大,因此收縮也可適量的減小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在成型時(shí)調(diào)整模溫、壓力、注塑速度及冷卻時(shí)間等諸因素也可適當(dāng)改變塑件收縮情況。
(二)塑料的流動(dòng)性能
1、熱塑性塑料流動(dòng)性大小,一般可從分子量大小、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線流動(dòng)長(zhǎng)度、表現(xiàn)黏度及流動(dòng)比(流程長(zhǎng)度/塑件壁厚)等一系列指數(shù)進(jìn)行分析。分子量小,分子量分布寬,分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性差,熔融指數(shù)高、螺旋線流動(dòng)長(zhǎng)度長(zhǎng)、表現(xiàn)黏度小,流動(dòng)比大的則流動(dòng)性就好,對(duì)同一品名的塑料必須檢查其說明書判斷其流動(dòng)性是否適用于注塑成型。
2、各種塑料的流動(dòng)性也因各成型因素而變,主要影響的因素有如下幾點(diǎn):
a、溫度。料溫高則流動(dòng)性增大,但不同塑料也各有差異,PS(尤其耐沖擊型及MFR值較高的)、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、PC、CA等塑料的流動(dòng)性隨溫度變化較大,對(duì)PE、POM則溫度增減對(duì)其流動(dòng)性影響較小。所以前者在成型時(shí)宜調(diào)節(jié)溫度來控制流動(dòng)性。
b、壓力。注射壓力增大則熔融料受剪切作用大,流動(dòng)性也增大,特別是PE、POM較為敏感,所以成型時(shí)宜調(diào)節(jié)注射壓力來控制流動(dòng)性。
c、模具結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)的形式、尺寸、布置,冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì),熔融料流動(dòng)阻力(如型面光潔度,料道截面厚度,型腔形狀,排氣系統(tǒng))等因素都直接影響到熔融料在型腔內(nèi)的實(shí)際流動(dòng)性,凡促使熔融料降低溫度,增加流動(dòng)性阻力的則流動(dòng)性就降低。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)所用塑料的流動(dòng)性,選用合理的結(jié)構(gòu)。成型時(shí)則也可控制料溫、模溫及注射壓力、注塑速度等因素來適當(dāng)調(diào)節(jié)充填情況以滿足成型需要。
(三)塑料的結(jié)晶 性能
熱塑性塑料按其冷凝時(shí)是否出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象可劃分為結(jié)晶型塑料與非結(jié)晶型塑料兩大類。
所謂結(jié)晶現(xiàn)象即為塑料由熔融狀態(tài)到冷凝時(shí),分子由獨(dú)立移動(dòng)、*處于無次序狀態(tài),變成分子停止自由運(yùn)動(dòng),按略微固定的位置,并有一個(gè)使分子排列成為正規(guī)模型的傾向的一種現(xiàn)象。
作為判別這兩類塑料的外觀標(biāo)準(zhǔn)可視塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般結(jié)晶性料為不透明或半透明(如POM等),無定形料為透明(如PMMA等)。但也有例外情況,如聚甲基戊烯為結(jié)晶型塑料卻有高透明性,ABS為無定形料但卻并不透明。
(四)塑料的熱敏性與水解性
熱敏性系指某些塑料對(duì)熱較為敏感,在高溫下受熱時(shí)間較長(zhǎng)或進(jìn)料口截面過小,剪切作用大時(shí),料溫增高易發(fā)生變色、降解、分解的傾向,具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料,如硬PVC、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、POM、聚三氟氯乙烯等。熱敏性塑料在分解時(shí)產(chǎn)生單體、氣體、固體等副產(chǎn)物,特別是有的分解氣體對(duì)人體、設(shè)備、模具都有刺激、腐蝕作用或毒性。因此,模具設(shè)計(jì)、選擇注塑機(jī)及成型時(shí)都應(yīng)注意,應(yīng)選用螺桿式注塑機(jī),澆注系統(tǒng)截面宜大,模具和料筒應(yīng)鍍鉻,不得有尖角滯料,必須嚴(yán)格控制成型溫度、塑料中加入穩(wěn)定劑,減弱其熱敏性能。
(五)塑料的應(yīng)力開裂及熔體破裂
有的塑料對(duì)應(yīng)力敏感,成型時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力并質(zhì)脆易裂,塑件在外力作用下或在溶劑作用下即發(fā)生開裂現(xiàn)象。為此,除了在原料內(nèi)加入添加劑提高抗開裂性外,對(duì)原料應(yīng)注意干燥,合理地選擇成型條件,以減少內(nèi)應(yīng)力和增加抗裂性。并應(yīng)選擇合理的塑件形狀,不宜設(shè)置嵌件等措施來盡量減少應(yīng)力集中。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)增大脫模斜度,選用合理的進(jìn)料口及頂出機(jī)構(gòu),成型時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)料溫、模溫、注射壓力及冷卻時(shí)間,盡量避免塑件過于冷脆時(shí)脫模,成型后塑件還宜進(jìn)行后處理提高抗開裂性,消除內(nèi)應(yīng)力并禁止與溶劑接觸。
(六)塑料的熱性能及冷卻速度
各種塑料有不同比熱容、熱傳導(dǎo)率、熱變形溫度等熱性能。比熱容高的塑料塑化時(shí)需要熱量大,應(yīng)選用塑化能力大的注塑機(jī)。熱變形溫度高的塑料冷卻時(shí)間可短,脫模早,但脫模后要防止冷卻變形。熱傳導(dǎo)率低的塑料冷卻速度慢,因此必須充分冷卻,要加強(qiáng)模具冷卻效果。熱澆道模具適用于比熱容低、熱傳導(dǎo)率高的塑料。比熱容大、熱傳導(dǎo)率低、熱變形溫度低、冷卻速度慢的塑料則不利于高速成型,必須選用適當(dāng)?shù)淖⑺軝C(jī)及加強(qiáng)模具冷卻。
(七)塑料的吸濕性
塑料中因有各種添加劑,使其對(duì)水分有不同的親疏程度,所以塑料大致可分為吸濕、黏附水分及不吸水也不易黏附水分兩種,料中含水量必須控制在允許范圍內(nèi),否則在高溫、高壓下水分變成氣體或發(fā)生水解作用,使塑料熔體起泡、流動(dòng)性下降、外觀及力學(xué)性能不良。所以吸濕性塑料必須按要求采用適當(dāng)?shù)募訜岱椒耙?guī)范進(jìn)行預(yù)熱,在使用時(shí)防止再吸濕。
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