fortron的成型技术分析

Fortron的成型技术序Fortron是一种全新的直链型PPS（聚苯硫醚/Polyphenylene Sulfide）树脂，其结构式如下：耐热性、难燃性、耐药品性及尺寸稳定性等特性作为传统PPS树脂的一般优点而广为人知。与其相比，Fortron在这些特性方面有过之而无不及。而且，由于它的直链型高分子结构，使其还具有下面一些优点。（1） 伸长与冲击强度大，作为传统PPS树脂缺点的脆性得到大幅度改善。（2） 离子性杂质少，可应用于电气特性要求严格的领域。（3） 热稳定性优良，易于成型加工。（4） 熔合纹强度大，螺纹、压入等二次加工性优良。（5） 颜色接近白色，可着色。这里将对Fortron的注射成型法进行详细叙述，并对Fortron应用时，100发挥其高强度性能和尺寸精度的、合理而经济的方法和技术进行介绍。1. 安全1.1 安全注意事项1.2 自然色的使用1.3 成型机的停机、开机及材料切换2. 成型条件的选定2.1 标准成型条件2.2 预干燥、注射成型机2.3 各种成型条件2.4 再生材料的使用3. 成型加工特性3.1 流动性3.2 收缩特性3.2.1 成型收缩率3.2.2 后收缩率3.2.3 尺寸精度4. 模具设计4.1.1 模具材质4.1.2 模具温度调节4.2.1 直浇口、流道4.2.2 浇口4.2.3 成型品壁厚4.2.4 拔模斜度4.2.5 排气口4.2.6 肋条安全Fortron的安全安全成型条件成型加工特性模具设计1安全 1.1安全注意事项 只要遵守成型行业的一般安全注意事项，FortronTM的成型就不会有什么危险。但是，Fortron TM与其它塑料相比也不例外，加热到非常高的温度时就会分解而产生分解物。如果换气不充分，有时这些分解物就会蓄积，损害卫生安全。因此，建议您进行切实的换气。 为了防止热分解产生气体或在料筒内产生压力，请勿将树脂温度提高到360以上。 需要长时间停机时，务请全部排放出料筒内树脂后，将温度设定在280以下。 在提供粒料、驱动螺杆之前，务请对料筒给予充分的加热时间，使之至少达到300。 务请作业者佩带防护眼镜（特别是置换时）。另外，装卸热模具等部件时，务请佩带防护手套。成型中止期间，务请后退注射组件，以免喷嘴因与模具接触而固化。 1.2 自然色品种的使用 使用自然色品种的树脂时，请注意以下事项。 由于自然色品种的颜色比传统的玻璃纤维增强品种白，变色时色差明显。 特别是长时间暴露在直射日光、荧光灯、水银灯或高温环境下，粒料及成型品均会比通常环境（未暴露在上述环境）下的色差大。所以，保存时，请注意避开直射日光、荧光灯、水银灯或高温环境的场所。 为了控制成型变色，务请将预备干燥温度设为一定，考虑成型机内滞留方面的容量平衡，最大限度地避免中途改变成型机的容量和成型品的腔数。 务请选择低剪切型或标准型螺杆（高剪切型螺杆发热大，有时造成变色。） 如果使用Ni处理的螺杆、料筒及喷嘴等部件，有时会带来树脂的灰色类变色，建议使用Cr系处理的部件。 另外，亮度高的着色品有时也会发生同样的变色。 1.3 成型机的停机、开机与材料切换 1.3.1成型机的停机 保持Fortron TM成型时的料筒温度置换出Fortron TM之后，建议在FortronTM的成型温度下以热稳定性好的树脂（例如，高密度聚乙烯或市场销售的丙烯酸系置换材料）进行置换。继续进行FortronTM成型时，也可只进行FortronTM置换。 1.3.2成型机的开机 如果料筒内的树脂在Fortron TM成型温度范围是稳定的，则可直接升高到FortronTM成型温度，用Fortron TM进行置换。 当树脂的成型温度范围与FortronTM不同时，建议您先将料筒温度改为料筒内树脂的成型温度，然后用可在FortronTM的成型温度和料筒内树脂的成型温度下使用、且热稳定性好的树脂（例如，高密度聚乙烯，有时用聚碳酸酯等树脂）进行置换，最后设定到Fortron TM的成型温度进行置换。 料筒内树脂为FortronTM时，一般而言，可直接升高到FortronTM的成型温度进行置换。 1.3.3 树脂的切换 以成型机的停机与开机方法为参考，当树脂可直接置换FortronTM时，务请保持在料筒温度下，直接进行置换。 当树脂不可直接置换FortronTM时，建议您用可在Fortron TM的成型温度和切换树脂的成型温度下使用、且热稳定性好的树脂（例如，高密度聚乙烯等）进行置换，然后将温度设定到成型温度。 1.3.4 其它 如果自然色品种的Fortron TM长时间滞留在料筒内，有时会变色，此时需要进行充分的置换。 成型条件Fortron的成型条件安全成型条件成型加工特性模具设计2成型条件的选定 2.1标准成型条件 Fortron的成型条件范围如图2-1所示。要减少毛刺，就要偏高设定料筒温度，降低注射压力，这样才能取得好效果。如果外观良好，那么，将注射速度控制在低速，可减少其对毛刺的影响。表2-1中表示1140A1的代表性成型条件表2-1 1140A1的标准注射成型条件项目条件预备干燥1403小时料筒温度No.1 （料斗侧）290300No.2300No.3310No.4 （喷嘴侧）310喷嘴温度310320模具温度150注射压力3969MPa（400700kgf/cm2） 2.2预备干燥、注射成型机 虽然FortronTM是吸湿小的树脂，但是为了改善成型品的外观，也为了防止流涎，建议您以140、3小时或120、5小时的条件进行预备干燥。 另外，有些品种为了防止干燥时的桥接，建议您在105、3小时的条件进行预备干燥。特别是对于自然色制品，为了取得更稳定的色相，请使用同一个成型条件。 对于碳素纤维增强品种（2115A1、2130A1、7140A4），预备干燥特别重要。 为了避免滞留变色，要选择一次注射量与容量相平衡的注射成型机。 一般可用开式喷嘴，但为了防止流涎，最好选用闭式喷嘴。建议采用耐磨损、耐腐蚀材质的滚筒和螺杆。通常的标准滚筒和螺杆可能会产生明显的腐蚀和磨损，使用时，请向成型机厂家充分咨询。 2.3各种成型条件2.3.1料筒温度 如果料斗下料筒的温度设置过低，料筒及螺杆的磨损就会趋向增大。 如果流动性没有问题，则偏低的温度可减少滞留变色。特别是黑色之外的其它颜色成型品，建议您设定为300320。 2.3.2模具温度模具温度对特性的影响很大。 从成型品的外观、高温使用时的尺寸稳定性、耐热性及耐蠕动性方面考虑，要避免将模具温度设定在120以下，最好设定在130以上。 2.3.3注射压力一般的注射压力最好设定为2998MPa（3001000kgf/cm2），希望减少毛刺时，建议您采取低压成型。 2.3.4注射速度要得到良好的外观，就要采取高速注射，但成型品容易产生翘曲及烧焦。所以一般而言，如果外观良好，则过高的注射速度没有意义。2.3.5背压为了计量稳定化，建议背压设定为01.0Mpa（010 kgf/cm2）。背压不稳定时，采取偏高的背压，一般为2.02.9 Mpa（2030 kgf/cm 2）。 2.3.6螺杆转数一般以40100rpm -1（rpm）为宜。200min -1（rpm）以上的转数会导致玻璃纤维的断裂或树脂的发热，不宜采用。 2.3.7料筒内滞留 FortronTM即使长时间滞留在料筒内，其粘度也不会大幅度增加。因此，可有效利用热流道。 2.4再生材料的使用 可以使用再生材料。但如果使用100的再生材料，就会因玻璃纤维的切断而造成机械特性及耐热性的降低，色相也会产生变化。使用时，建议采取一定的再生材料比例，不要超过25。混合1140A1再生材料时的物性保持率请见表2-2，1140A1 3次使用100再生材料时的物性保持率请见表2-3。 表2-2 混合FortronTM 1140A1再生材料时的物性保持率项目物性保持率 （%）再生材料混合率（%）0305070100拉伸强度10099989796拉伸伸长100103102102104弯曲强度10099979897弯曲弹性率10010210099100悬臂梁冲击强度缺口侧100103979990反缺口侧100991009597色相变化 （E）*-2.23.03.55.0* 色相变化不用保持率，而用E表示。表2-3 Fortron TM1140A1 3次使用100再生TM 材料时的物性保持率项目保持率 （%）粉碎再生粒料拉伸强度8278拉伸伸长10097拉伸弹性率90-弯曲强度8785弯曲弹性率9489悬臂梁冲击强度 缺口侧7251反缺口侧8475负荷松弛温度*9797色相变化（E）*13.8-熔融指数-220收缩率 （流动方向）-135*1.82MPa (18.6kgf/cm2) 弯曲应力*色相变化不用保持率，而用E表示。成型加工特性Fortron的加工特性 安全成型条件成型加工特性模具设计流动性成型收缩后收缩尺寸精度3成型加工特性 3.1流动性 表3-1 Fortron的流动性比较0220A91130A61140A11140A61140A611140A621.71.71.01.41.71.21140A641140T111150A66165A46165A66465A62-0.81.40.91.11.66565A62115A12130A13130A16345A47140A40.71.70.91.71.71.3将1140A1作为1.0时的流动长注射压力: 74MPa (750kg/cm2)成型品厚度: 2.0mm模具温度: 150 (但是6565A6为100）3.2收缩特性 3.2.1成型收缩率 Fortron的成型收缩率非常准确（见图26-1），可以说它是极为适合精密成型的材料（见图3-2、3-3、26-1）（1）侧浇口时 试片：8080mm平板浇口尺寸：边长厚42料筒温度：310模具温度：150表 3-2 Fortron的成型收缩率一览 品种注射压力 MPa (kgf/cm2)成型收缩率(%)流动方向垂直流动方向0220A969 (700)1.51.61130A649 (500)0.40.91140A169 (700)0.30.81140A649 (500)0.30.71140A6139 (400)0.30.71140A6269 (700)0.30.81140A6449 (500)0.30.71140T1169 (700)0.20.71150A659 (600)0.30.66165A469 (700)0.20.66165A659 (600)0.20.56465A6239 (400)0.40.86565A688 (900)0.20.42115A159 (600)0.20.52130A188 (900)0.10.53130A149 (500)0.41.06345A449 (500)0.30.77140A488 (900)0.10.5成型品： 80802tmm平板浇口： 侧浇口 (浇口尺寸 边长厚42)料筒温度： 310模具温度： 150 (但是6565A6为100)表中记入的是代表值。使用模具时，因壁厚、侧浇口尺寸、成型条件等因素而变化，需要注意。（2）点浇口时图3-4、3-5表示了点浇口时Fortron1140A1、6165A4的成型收缩率。用点浇口成型平板时，其成型收缩率为流动方向与垂直流动方向的平均值。 试片：5050mm浇口位置：中央1点料筒温度：310模具温度：1503.2收缩特性 3.2.2后收缩率将150模具温度下成型的试片以各退火温度进行处理，由此得到的Fortron后收缩率如图3-6、3-7所示。Fortron的后收缩率极小，可以说它是适合精密成型的材料。 3.2.3尺寸精度6165A4的尺寸精度如表3-3所示。6165A4的成型尺寸偏差小，若用波动系数来表示，则日波动系数为0.027、全年的季节间日波动系数为0.030，可取得尺寸精度好的成型品。 表 3-3 6165A4的尺寸精度试验 年月日(mm) (mm)3 / x 100连续3日内3 / x 100年数据88. 08. 1049.7660.0040.0240.024全年波动量49.7660.0153 / x 1000.030(%)1149.7660.0030.0171249.7690.0040.02588. 11. 1749.7690.0040.0260.0281849.7660.0040.0251949.7650.0040.02589. 02. 2749.7650.0060.0360.0362849.7620.0070.0432949.7630.0040.02689. 05. 2949.7660.0050.0290.0273049.7670.0040.0223149.7680.0050.029日内波动平均0.027试片 ： 50503， 1点浇口 模具设计Fortron的模具设计安全成型条件成型加工特性模具设计4模具设计 4.1模具材质与模具温度调节 4.1.1模具材质 由于FortronTM含有许多玻璃纤维等充填材料，需要考虑模具的磨损问题。另外，成型时产生极微量的腐蚀性气体时，还需要考虑耐磨损性和耐腐蚀性兼备的模具材料。作为FortronTM的模具材料，建议使用S