塑胶成形品不良的种类与其因.doc

塑膠成形品不良的種類與其因射出成形品的塑膠制品發生不很的原因主要歸納成下列幾個要點如1成形品設計不當2成形條件的選擇不當3塑料品質不佳4射也機的品質與性能不佳5模具設計與制作不當等於是塑料在模穴內的填充冷卻與成形無法遵行射出成形的基本理論。要從制品中是缺陷去尋求不良的原因並不是很簡單的事因為有時是由於上述多種原因所造成的。如欲消除制品中的不良情形除須對射出成形的理論有糸統的了解外還必須有實作的經驗以便能迅速且有效地達成目的。制品不良的種類與原因如下所述縫合線(WELD LINE)縫合線是指融熔塑料填充過程發生會合的情形會合處因無法完全熔合而形成條紋不但影響美觀而且形成成形品的脆弱部分。產品縫合線的原因是1流動塑料的會合而會合處塑料溫度與壓力太低。會合處有空氣與揮發性物質的存在造成的縫線。收縮下陷(SUNK MARKS)收縮下陷是指成形品的表面發生凹陷現象這是由於1熔融塑料冷卻體積收縮容易發生在成品肉厚處或肉厚不均勻處。2塑料充填不夠或保壓壓力太低。塑料含有多量的濕氣與揮了物無法釋出。溢料(FLASHING)溢料是指熔融塑料在成形過程流出模線外或模具中的接合間隙中這是由於1塑料溫度太高2保壓壓力太高3鎖模力不夠4排氣糸統設計不良。氣泡與孔洞(BUBBLES AND VOIDS)氣泡與孔洞是指塑膠制品內包有空氣或氣體。其原因可能是1塑料沒有充份的干燥2排氣糸統設計不當空氣或揮發物無法充份排出3成形品外壁冷卻定形后內部仍在收縮銀條(SILVER STREAKS)銀條是指模具太冷射出速度太慢或含揮發氣體等原因在塑料的流動方向因光線的折射而呈銀條狀。流痕(FLOW MARK)流痕是指模穴的溫度太低或塑料在模穴冷卻太快造成以澆口為中心的年輪狀細紋尤其常發生在流動性不良的塑料。噴流(JETTING)噴流是指熔融塑料從澆口進入模穴時因速度太快而直接碰到澆口對面的模壁無法正常的充填模穴。減慢射也速度增加澆口斷面或提高模穴溫度可用來防止噴流現象。龜裂(CRAKING)龜裂是指成形品產生裂紋的現象這可能是2射出壓力太大2塑料溫度不均勻3塑料填充不適當3冷卻不均勻等而在成形品內部形成殘留應力。另外不均勻的頂出或外在環境的不良都會造成龜裂現象。翅曲與扭曲(WRAPING)翅曲與扭曲是指成形品因內部的殘留應力或外部的環境因素造成成形品的變形。平行部份的變形稱為翅曲對角的變形稱為扭曲。其原因不外是1成形品設計不當如肉厚形狀等。2澆口形狀數量位置等設計不當。3冷卻方法設計不當造成不均勻冷卻。4頂出時成形品溫度太高或頂出不均勻。5其它因素造成的內部殘留應力。表面光澤不佳這是指成形品失去應有的光澤而成模糊狀可能是塑料品質有問題成形條件不驪模穴表面情況不佳等因素造成的。燒焦(burning)燒焦是指樹脂因過熱而分解而改變色澤或燒焦。此種情況可能發生在射出機加熱缸或模穴內。在射出機的加熱缸內加熱缸溫度太高或塑料滯留燒焦的塑膠流入模穴內成形使成形品帶有黑茶色斑點。在模穴內的情況是因填充的速度太快或排氣不良造成塑料因摩擦而提高溫度將塑膠燒焦。褪色變色(DISCOLORATION)褪色變色是指成形品的顏色改變或退化這是由於1塑料品質不佳或受到污染2射出缸不潔3塑膠在加熱缸有不恰當的滯留或滯留時間太長。 填加劑填加劑可分為有機類與無機類形狀有1球形2中空狀3顆粒狀4板狀5棒狀6纖維狀等等於是成形加工之前或成形加工時與樹脂混合組成各種塑膠達到1增量2強化3增加機能(機械性能電氣性能熱性能光學性能加工性能)等目的。一填加劑的分類A增量填充劑(fillers)塑料因成本物性的考慮有時添加填加劑以達到增量的目的以降低塑料成本並改變物性常見的填充劑有木粉木棉等。B強化強化填充材料(reinforced fillers)強化填加材料是屬於長纖維的填加劑加入樹脂中成為通俗的復合材料(composite),可以增加強度剛性等機械性質。常見的有玻璃纖維石棉纖維以及石墨纖維等。C機械性能-耐磨耗劑(anti-wear additives)許多運動組件例如玩具中的塑膠齒輪等 為增加其耐磨耗性常填加一些耐磨耗劑例如酚樹脂聚醯胺氟樹脂等加入二硫化銅或是石墨等 耐磨耗劑來增加其制品的耐磨耗性。D電氣性能-靜電防止劑(anti-static agents)大多數塑膠導電性很弱因此在表面容易帶靜電而吸沾灰塵放電或是電擊等各種靜電現象引起火災。因此加入靜電放止劑。靜電放止劑包括1在制品外部塗佈外部用靜電放止劑惟因雨淋洗滌而喪失放電功能2預先混入塑料成形后浮於成品表面在表面與空氣中的水份作用形成離子層產生防電效果。一般常用硫酸鹽磷酸鹽磷酸脂等親水基靜電防止劑。E熱性能-熱安定劑(thermal stabilizers)樹脂在成形加工過程或是最終成形品時常因熱光與空氣的作用造成熱分解以至於變色或變質。因此通常隨樹脂的不同分別加入不同的化學藥品稱為熱安定劑。常用的有亞磷酸脂有機脂環氧化物與抗氧化劑。紫外線吸收劑(ultraviolet light absorber)陽光中紫外線的波長最短(380400MU)頻率最大有最強的能量容易使塑膠分子起熱分解。添加紫外線安定劑可以使塑膠成品能長期置於室外常用的紫外線吸收劑有碳黑二氧化鈦等。F光學性能-潤滑劑(pigments)塑膠的著色劑可分為1染料2有機顏料3無機顏料。加入樹脂中由於其吸收某特定波長的光線而呈現出各種顏色。常用的著色劑有二氧化鈦硫化鎘氣化鎘等 。g加工性能-(lubricant)樹脂在成形過程中為減少分子與分了間的摩擦或減少分子與金屬壁的磨擦發增加流動性往往添加潤滑劑。潤滑劑可分為可溶於高分子與不可溶於高分子兩大類。可溶性潤滑劑可以降低樹脂的黏度像長鏈脂肪醯胺等可以減少極性高分子間的吸引力而增加流動性。不可溶性潤滑劑像臘礦物油等可以降低樹脂與金屬壁間的磨擦而增加流動性。可塑性(Plasticity)可塑劑添加於樹脂中減少分子間吸力或增加分子間的距離使塑料流動性增加可以增加產品的形狀與復雜性。另方面因流動性良好減少內在應力(INTERNAL STRESS)減少脆性與翅曲性。例如在PVC聚合時加入不飽合脂酸或醋酸乙烯形成共聚合體使各分子間因分枝距離加大而吸引力減少塑膠物性塑膠的物性主要包括1 一般物理性質2機械性質3電氣性質4熱性質5化學性質6耐候性質7光學性質8成形性質等。一 一般物理性質A比重(specific gravity)比重的定義是物體與同溫同體積水的重量比。塑膠的比重一般是0.92.1之間隨填加劑結晶度而略有差異其中以聚丙烯最輕。B比容(specific volume)比容的定義成單位質量的體積單位是CM3/G塑膠的比容在相變化溫度處會起急劇的變化。二 機械性質外力作用於物體有關力量變破壞的性質略述如下A彈性(elasticity)彈性是物體受外力而變形解除外力后回應原形態的性質。B塑性(plasticity)塑性是指固體塑膠受到外力發生變形而不彈回的性質。C粘性(viscosity)粘性是指熔塑膠受外力引起流 動其對流動的抵抗程度。D粘彈性(viscoelasity)粘彈性是指熔解塑料具有粘性也同時具有彈性所須的應力有逐漸減少的趨勢稱為應力緩和。F 潛變(Creeping)塑膠因具粘彈特性所以在一定荷重下變形會隨時間的經過而增加此現象稱為潛變。剛度大耐熱性高的塑膠有耐潛變特性以熱固性樹脂較熱塑性樹脂耐潛變。E硬度(hardness)外力局部作用於物體抵抗磨損與變形之能力稱為硬度。G延性(ductility)塑膠受負荷而拉伸其不斷裂的性質。H韌性(toughness)塑膠受沖擊而不斷裂的性質耐隆聚縮醛等熱塑性樹脂的韌性大在低溫塑膠特別脆弱稱低溫脆性。I剛性(rigidity)塑膠受外力作用不變形的性能稱為剛性。剛性大小以剪力模數(G:kg/cm2),彈性模數(E:kg/cm2)表示J強度(strength)韌性硬度剛性彈性的總括代表稱為機械強度細分成拉伸強度壓縮強度剪力強度硬度沖擊強度耐磨耗性耐疲勞性等。拉伸強度(tensile strength)塑膠抗拒因拉伸而產生變形的能力單位kg/mm2.熱塑性樹脂通常韌高熱固性樹脂通常剛性脆性較大。壓縮強度(compress strength)塑膠的壓縮強度高於抗拉強度。熱塑性塑膠的ABS聚丙烯糸高彈性的權脂受荷時先膨脹再進一步壓縮時成扁平狀不會完全破裂。熱固性樹脂一般脆且硬會因壓縮而破裂。剪力強度(shear strength)塑膠對剪力的抗拒程度單位KG/MM2剪力強度可分為直接剪力強度扭曲剪力強度。硬度(hardness)材料對於外力刺入(penetration),刮痕(scratching)磨耗(abrasion),切斷與變形的抵抗能力稱為硬度。測定硬度的方法有1刻痕硬度法2反跳硬度法3壓入硬度法通常使用壓入硬度法來測定物體的硬度對硬性材料使用洛氏試驗法以HRC值表示對軟性材料使用勃氏試驗法以HB值表示。洛氏硬度及勃氏硬度的換算見以后附表。沖擊強度(impact strength)外力瞬間高速施加材料材料抵抗破壞的能力稱為沖擊強度由沖擊強度可以得知塑膠的韌性與脆性。一般熱塑性樹脂韌性佳其中耐隆ABS等樹脂具高韌性壓克力聚苯乙烯則較脆熱固性樹脂一般是屬於脆性材料。耐磨耗性(wear resistance)兩物體相對運動會發生磨擦若磨擦糸數大增大磨擦力使接觸面的材料逐漸消耗造成磨耗耐隆的磨擦糸數低較不易磨耗通常為運動構件。耐疲勞性(fatigue resistance)外力反復施加於材料造成材料的加速劣化破壞此現象稱為(fatigue).耐隆的耐疲勞性大承受反復彎曲負荷的壽命大。電氣性質由於塑膠的優良電氣性質所以經常作為電氣產品的組件使用於強電與弱電場合一般塑膠的電氣性質是指電阻(絕緣電阻體積電阻表面電阻)絕緣破壞強度耐電弧性損耗因素與電介質常數等。(1) 電阻(electric resistance)塑膠在電位差V下量得通過的電流I電阻R=V/I.塑膠因成品形狀電壓施加方法等不同通常有以下三種電阻表示方法。A絕緣電阻(insulation resistance)兩極間直流電壓V除以通過塑膠試片的電流I即為絕緣電阻兼有體積電阻與表面電阻單位。B體積電阻(volume resistance)兩極間直流電壓V除以塑膠試片單位體積通過的電流即為體積電阻單位*cmCC表面電阻(surface resistance)表面層電流除試片表面兩極間電壓所得的數值即為表南電阻。單位.(2) 絕緣破壞強度(DIELECTRIC STRENGTH)大部分的塑膠是電的絕緣體但是在高電位差下圖所示會造成材料熔化或炭化而破壞失去絕緣性此現象稱為絕緣破壞此電壓和為絕緣破壞電壓(BREAK DOWN-VOLTAGE).塑膠的厚度除絕緣破壞電壓即得絕緣破壞強度單位V/MM.(3) 耐電弧性(arc resistance)耐電弧性為塑膠材料抵抗高壓電作用的能力塑膠的絕緣性高但是也會因局部放電而劣化例如在繼電器或熔絲的場所易發生電弧。測試方法是將塑膠試片在12500V的電壓下通以10Ma的電流測定電弧破壞試片所須的時間即為耐電弧性單位秒。(4) 損耗因素(dissipation factor)塑膠可視為電容器施加交流電壓E在理想的情況下電壓E與電流I的相位差90度不發生電力損失。但實際上相位差比90度落后角此時tan稱為電介質正切造成電力損失W參見圖示。 W=E*Ir=EIcosKE2f-tan注E:電壓 f頻率 -電介質常數 K比例常數電力損失會生成熱升高塑膠的溫度降低絕緣性促使塑料劣化。(5) 電介質常數(dielectric constant)塑膠可視為一種電容器施加直流電壓正負電荷往兩極移動這樣塑膠會儲存能量。塑膠儲存能量除以真空中儲存的能量(沒有塑膠存在的情況)即為電介質常數。熱性質(1) 比熱(specific heat)物體單位重量升高1。C所須的熱量cal/.。C.g.(2) 熱傳導糸數(thermal conductivity)表示塑膠傳導熱量的難易程度(3) 線熱