常用塑料注塑工艺参数ppt课件

第三节常用塑料注塑工艺参数 一 热塑性塑料注塑特性1 塑料材料的聚集态 1 结晶型塑料 2 无定型塑料2 热稳定性 1 热敏性塑料 2 非热敏性塑料3 表观粘度的温度敏感性 1 表观粘度对温度敏感的塑料 2 表观粘度对温度不敏感的塑料4 吸湿性与高温水解敏感性 二 PS塑料注塑工艺特性与工艺参数的设定 1 PS为无定型塑料 熔融温度范围较宽 热稳定性较好 2 热变形温度为70 100 粘流温度为150 204 300 以上出现分解 3 PS熔体的粘度对温度的敏感性和对剪切速率的敏感性都适中 流动性好 易成型 4 PS树脂的吸水率很低 一般为0 01 0 03 成型前可不干燥 必要时 可在70 80 的循环热风中干燥2 3h 5 注塑时的料筒温度控制在180 215 范围内 喷嘴温度比料筒最高温度低10 20 6 注射压力一般控制在60 150MPa 大浇口 形状简单及厚壁制品 注射压力可选低些 约60 80MPa 7 易形成内应力并引起开裂 残余应力问题较为突出 为减小内应力 加工时往往需要较高的料温 模温 以使熔体缓慢冷却 取向的分子得到松弛 也可选择流动性高的品级 或添加流动性助剂 8 典型牌号加工参数 奇美公司PG 33 透明塑料的应力检验 PG 33加工参数 三 HIPS塑料注塑工艺特性与工艺参数的设定 1 HIPS为苯乙烯单体与聚丁二烯橡胶的接枝共聚共混物 故其基本加工特性与PS相似 但由于不饱和橡胶的存在 高温稳定性不及PS 而对内应力的敏感性比PS小得多 2 橡胶胶粒影响熔体的流动性 与PS相比熔体流动性稍差 因此 加工时的注射压力要比PS高 3 HIPS中可以掺入PS使用 随着PS掺入量的增加 熔体流动性变好 制品的刚性 表面光洁度提高 但脆性也加大 4 典型HIPS 奇美公司的POLYREX 如PH 88 高冲击级 的主要加工参数 四 ABS塑料注塑工艺特性与工艺参数的设定 1 其结构中有极性基团 所以易吸湿 加工前通常要进行干燥 以消除制品上因水份而产生的银纹及气泡等缺陷 干燥条件为 在80 90 的循环热风干燥器中干燥2 4h 2 熔体粘度适中 熔体的粘度对成型温度和注射压力都比较敏感 提高料筒温度和注射压力 熔体粘度都能明显下降 流动性增加 有利充模 3 一般成型成型加工温度在190 230 高温热稳定性不及聚苯乙烯 熔体温度一般不要超过250 4 注射压力的选取与制品的壁厚 设备的类型及树脂的品级等有关 对薄壁长流程 小浇口的制品或耐热级 阻燃级树脂 要选取较高的注射压力 为100 140MPa 对厚壁 大浇口的制品 注射压力可低些 为70 100MPa 5 在生产中 除充模有困难时采用较高的注射速率外 一般情况下宜采用中 低的注射速率 6 典型牌号LG化学公司 ABS121H ABSTR 558 ABSHF380加工参数 HT 121加工参数 HF 380加工参数 TR 558加工参数 五 聚丙烯 PP 塑料注塑工艺特性与工艺参数的设定 1 PP为非极性的结晶塑料 吸水率很低 约为0 03 0 04 注塑时一般不需进行干燥 必要时 可在80 100 下干燥1 2h即可 2 PP的熔点为165 170 最大结晶速率温度为120 130 成型温度范围较宽 为205 315 料筒温度控制在210 280 喷嘴温度可比料筒最高温度低10 30 当制品壁厚大或树脂的MFR高时 料筒温度可降低至200 230 3 PP高温加工中虽不存在水解问题 但过高的温度或过长的受热时间 会引起分子链断裂而使分子量明显降低 性能变劣 4 由于其结晶性 成型收缩率比较大 对注射成型制品 在箱孔 加强筋 附近及壁厚较大的部位 容易产生缩孔 凹痕 5 成型过程中模内冷却不充分引起的结晶不足 易造成后结晶 引起后收缩变形 6 冷却不均匀易造成结晶差异及不均匀的收缩 并且不均匀的密度变化 体积变化 和不均匀的温度变化还会诱发热残余应力 7 加入成核剂后 可大大加快结晶速度 降低温度对球晶大小的影响 减小厚壁制品由于冷却不均匀造成的结构不均匀性 由于结晶度增加 且结晶均匀 减轻了后结晶作用及成型制品的后收缩变形 六 聚乙烯 PE 塑料注塑工艺特性与工艺参数的设定 1 吸湿性小 0 01 成型前可不干燥 必要时 可在70 80 下 干燥1 2h 2 熔点 HDPE 约为130 137 LDPE 约108 115 分解温度在300 以上 LDPE的料筒温度可控制在140 180 HDPE则控制在180 220 3 熔体流动性好 粘度低 粘度的剪切敏感性强 尤其是LDPE 加工时可采用较低的注射压力 一般为60 80MPa 4 PE的注射速率选择中速或慢速 而不宜采用高速注射 因为在高速注射过程中 PE存在熔体破裂倾向 5 加工时的模温的选择与PE的密度有关 通常 LDPE的模温为35 60 HDPE为50 80 6 成型收缩率较大 1 5 3 5 在制品壁厚不均匀处 加强筋处易产生瘪痕 不均匀的冷却极易造成翘曲变形 七 RPVC注塑工艺特性与工艺参数的设定 1 RPVC是典型的热敏性塑料 经过稳定化的RPVC即使在不太高的温度下如180 如果时间很长 如40min以上 仍会导致RPVC严重分解 所以要严格控制成型温度和物料在料筒中的停留时间 RPVC的成型温度范围在160 200 之间 通常为160 190 最高不超过200 料筒温度分布通常采用阶梯式设置 喷嘴温度应比料筒末端温度低10 20 2 对要求不高的制品 成型前原料可不干燥 但原料中水分含量较高时也要进行干燥 干燥方法通常是在热风循环烘箱中 在90 100 的温度下干燥1 2 5h 3 RPVC的流动性通常较差 注塑时通常采用较高的注射压力和较低的注射速率 注射压力在90MPa以上 保压压力大多在60 80MPa 注射速率太高还会产生较多的摩擦热而使塑料烧焦 产生变色等问题 因此 成型RPVC时 可采用中等或较低的注射速率 4 模具温度一般在40 以下 最高不超过60 5 螺杆转速一般为20 50r min 螺杆转速过快会导致温升过大 导致物料分解 6 RPVC注塑中的注意问题 选用螺杆式注塑机 不能选用柱塞注塑机 要做好设备的防腐工作 所有与PVC塑料接触的部分 不充许对塑化熔体产生任何粘附或滞留 设备的温度控制系统应指标准确 反应灵敏 螺杆长径比可小些 螺杆头部呈尖头 螺杆的压缩比为2 2 5 螺杆的三段长度可分别设置为40 40 和20 选用孔径的通用喷嘴 并配有加热控温装置 掌握好清洗料筒的技术 注意温升程序 并在料筒升温过程中 应密切注意温升情况 料筒内的物料是否过热 可通过主流道料的表面是否有棕色条纹来判断 如果主流道的料有棕色条纹 则说明料筒内的塑料已过热 应立即采取措施 对料筒进行清洗 切不可继续操作 停机时 应先将料筒内的料全部排完 并用PS或PE等塑料及时清洗料筒 或加入专用的PVC停车料将料筒原来的RPVC基本过清方可停机 停机后立即在模具的型腔与流道表面等处涂油防锈 八 POM注塑工艺特性与工艺参数的设定 1 POM也是典型的热敏性塑料 240 下会严重分解 在210 下 停留时间不能超过20min 即使在190 下 停留时间最好也不能超过1h 因此注塑时 在保证物料流动性的前提下 应尽量选用较低的成型温度和较短的受热时间 2 POM具有明显的熔点 均聚POM为175 共聚POM为165 成型时 料筒温度的分布 前段190 200 中段180 190 后段150 180 喷嘴温度为170 180 对于薄壁制品 料筒温度可适当提高些 但不能超过210 3 POM吸湿性小 加工前树脂可不干燥 必要时 可在90 100 下 干燥2 4h 4 POM的熔体粘度对剪切速率敏感 因此 要提高熔体流动性 不能单用提高温度 也要从提高注射速率和注射压力着手 大浇口 厚壁短流程 小面积的制品 注射压力为40 80MPa 一般制品为100MPa左右 小浇口 薄壁长流程 大面积的制品 注射压力较高 为120 140MPa 5 模具温度通常控制在80 100 对薄壁长流程及形状复杂的制品 模温可提高至120 6 高结晶度使成型收缩率较高 2 2 8 壁厚部位易产生凹痕 缩瘪等缺陷 POM注塑中的注意事项 操作时严格控制成型工艺条件 严格控制POM的成型温度和物料在料筒内的停留时间 严格开车与停车操作 加工POM时 若料筒内存有加工温度超过POM的物料 要先用PE作为清洗料将料筒清洗干净 待温度降至POM的加工温度时 再用PE清洗一次料筒 方可投料进行成型操作 在成型过程中 如发现有严重的刺鼻甲醛味 制品上有黄棕色条纹时 表明物料已发生降解 此时应立即用对空注射的方法 将料筒内的物料排空 并用PE清洗料筒 待正常后再行加工 某些物料或添加剂 如PVC 含卤阻燃剂等 对POM有促进降解作用 必须严格分离 不允许相互混杂 注意控制模具温度与喷嘴温度 避免温度控制不当造成的物料凝固 防止产生熔接痕 聚甲醛加工参数 聚甲醛的成型收缩率 聚甲醛的后收缩 九 PC注塑工艺特性与工艺参数的设定 1 聚集态特性属于无定型塑料 Tg为149 150 Tf为215 225 成型温度为250 310 2 热稳定性较好 并随分子量的增大而提高 但PC高温下遇水易降解 成型时要求水分含量在0 02 以下 高温下水分对PC特别有害 在成型前 PC树脂必须进行充分干燥 并且应当充分注意防止干燥过的物料再吸湿 干燥效果的快速检验法 是在注塑机上采用 对空注射 3 熔体粘度高 流动性较差 其流动特性接近于牛顿流体 熔体粘度受剪切速率影响较小 而对温度的变化十分敏感 在适宜的成型加工温度范围内调节加工温度 能有效地控制PC的粘度 4 由于粘度高 注射压力较高 一般控制在80 120MPa 对于薄壁长流程 形状复杂 浇口尺寸较小的制品 为使熔体顺利 及时充模 注射压力要适当提高至120 150MPa 保压压力为80 100MPa 5 成型时 冷却固化快 为延迟物料冷凝 需控制模温为80 120 6 PC分子主链中有大量苯环 分子链的刚性大 注塑中易产生较大的内应力 使制品开裂或影响制品的尺寸稳定性 在100 以上作长时间热处理 它的刚硬性增加 内应力降低 PC的典型干燥曲线 台湾奇美典型牌号加工参数 十 PA及玻纤增强PA注塑工艺特性与工艺参数设定 1 常用品种及其熔点 品种 尼龙 66 尼龙 610 尼龙 1010 尼龙 1212 尼龙 46尼龙 6 尼龙 7 尼龙 9 尼龙 11 尼龙 12 尼龙 66 6 尼龙 66 610 尼龙 6 66 1010 尼龙 66 6 610熔点 尼龙n系列 尼龙 6215 220 尼龙 12为178 尼龙m n系列 尼龙 46295 尼龙 66255 265 尼龙 610215 223 尼龙 1010200 共缩聚尼龙 由于分子链的规整性较差 结晶性和熔点一般较低 如尼龙 6 66 1010的熔点仅为155 175 但其有较好的透明性和弹性 2 熔点高 熔化范围窄 约10 考虑到PA熔点高 热稳定性较差 故加工温度不宜太高 一般高于熔点30 左右即可 3 吸湿性大 且酰胺基易于高温水解 引起分子量严重降低 须严格干燥至含水量低于0 05 尤其是回料使用时更应严格干燥 必要时可添加 增粘剂 4 熔体粘度低 表观粘度对温度敏感 由于熔体的冷却速率快 要防止塑料堵塞喷孔 流道 浇口等 为阻止熔体逆流 螺杆头应装有止逆环 另外 为防止喷嘴处熔体的 流涎 现象 应选用自锁式喷嘴 5 注射PA时不需高的注射压力 一般选取范围为70 100MPa 通常不超过120MPa 注射速率宜略快些 这样可防止因冷却速率快而造成波纹及充模不足等问题 6 模具温度一般控制在40 90 模具温度对制品的性能影响较大 7 酰胺基在高温下对氧敏感 容易发生氧化变色 必要时可添加尼龙专用的热稳定剂 8 高结晶性 成型收缩率大 易产生结晶应力 并且明显随制品的厚度增大而增加 9 成型后制品的缓慢吸湿易引起尺寸精度的较大变化 这点也被利用来进行调湿处理 通常可在沸水或醋酸钾水溶液 醋酸钾与水的比例为1 25 1 沸点为121 中进行 10 熔体着色所适用的有机颜料品种较少 酰胺基具有还原性 加之成型温度高 尼龙吸水率 尼龙及玻纤增强尼龙成型温度 PA46安全加工温度 时间组合图 玻璃纤维增强尼龙 GF PA 工艺特性 1 GF PA中由于含大量玻纤 注塑中存在四大问题 1 流动性差 2 收缩率小 且各向异性明显 3 制品性能易出现波动 4 制品表面粗糙度数值大 2 由于流动性差 且加入玻纤后的熔体冷凝硬化快 需要比未加玻纤时提高温度约10 30 3 应采用较大的注射速率和较高的注射压力 4 由于大量玻纤引起的高粘度 增强尼龙可用通用喷嘴 5 对机筒的磨损大 6 为使增强尼龙制品有较高的强度 需要注意尽可能地保护玻纤的长度 减少玻纤损伤 从螺杆 喷嘴 浇口等装备因素到注塑工艺条件 7 玻纤增强料成型加工中最常有缺陷 浮纤 或称 玻纤外露 玻纤取向引起的各向异性 熔接痕处强度特低 纤维取向 不同厚度处的取向状况 皮 芯效应与熔接痕 前锋料遇到障碍后分流 合流 熔接 玻纤含量与熔接痕强度 十一 PMMA注塑工艺特性与工艺参数的设定 PMMA树脂俗称 压克力 国内著名商品牌号有372 实为MS 1 PMMA无定形聚合物 Tg为105 熔融温度大于160 而分解温度高达270 以上 成型的温度范围较宽 2 PMMA树脂颗粒易吸收水份 而这些水分的存在 在成型过程中由于受热挥发 导致熔体起泡 膨胀 使制品出现银丝 气泡 透明度变差 有糊斑等问题 PMMA在热风循环干燥设备上的干燥 其干燥工艺参数 温度为70 80 时间为2 4h 3 PMMA熔体粘度对温度变化比较敏感 注射温度的改变对熔体流动长度的影响要比注射压力与比注射速率明显些 更比模具温度显著得多 故在成型时改变PMMA的流动性主要是从注射温度着手 但选用高料温时易受其它工艺参数影响而给制品表面带来变色等问题 4 PMMA熔体粘度较大 流动性比较差 因此 需要较大的注射压力 通常宽浇口 易流动的厚壁制品所选取的注射压力为80 100MPa之间 而熔体流动较为困难的制品所需的压力要大于140MPa 110 140MPa则适用于大多数制品的成型 5 注塑PMMA制品时 高速注射往往会使制品的浇口周围模糊不清 从而使制品的透光性大为降低 故在一般情况下最好不要采用高速注射 6 由于透明度高是PMMA的特点 任何杂质的存在都会因光折射关系而在制品上暴露无遗 故要求在加工该材料时必须做好环境的清洁工作 7 温范围为40 60 最高不得超过80 台湾奇美典型牌号PMMA加工参数 十二 PBT的注塑工艺特性与工艺参数的设定 1 PBT是结晶型材料 具有明显的熔点 熔点约为225 左右 PBT的分解温度为280 实际生产中注射温度一般选择在240 265 之间 未增强品级用较低温度 增强品级用较高温度