PC材料特性及成型工艺.doc

一课资料网/【摘要】 浅谈 pc 材料特性及成型工艺【关键词】 聚碳酸酯;成型条件;工程塑料聚碳酸酯 (pc 树脂是一种性能优良的热塑性工程塑料,具有突出的抗冲击能力,耐蠕 变和尺寸稳定性好,耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良,是五大工程塑料中唯一具有良 好透明性的产品,也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前广泛应用于汽车、电子电 气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域,随着改性研究的不断深入,正迅 速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。一、 pc 聚碳酸酯化学和物理特性pc 是一种非晶体工程材料,具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特 性、阻燃特性以及抗污染性。 pc 的缺口伊估德冲击强度(otched izod impact stregth非 常高,并且收缩率很低,一般为 0.1%0.2%。 pc有很好的机械特性,但流动特性较差,因此 这种材料的注塑过程较困难。在选用何种品质的 pc材料时,要以产品的最终期望为基准。 如果塑件要求有较高的抗冲击性,那么就使用低流动率的 pc 材(todayhot 料;反之,可以 使用高流动率的 pc 材料,这样可以优化注塑过程。二、 pc 注塑选材pc 有很好的机械特性,但流动特性较差,因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种 品质的 pc 材料时, 要以产品的最终期望为基准。 如果塑件要求有较高的抗冲击性, 那么就使 用低流动率的 pc 材料;反之,可以使用高流动率的 pc 材料,这样可以优化注塑过程。 pc 的 最大特征是非晶型透明塑料,成型后的尺寸稳定性好,从低温到高温均能保持稳定的机械强 度, 它的拉伸与形变特性比较接近金属材料, 存在着明显的弹性极限。 因此 pc 作为结构材料 应用时的强度计算可以参照金属材料的公式, 在 pc 的开发初期曾大量用作代替金属的轻量化 透明材料。三、 pc 树脂的成型工艺pc 树脂的工艺流程比较繁琐,下面就 pc 树脂的工艺特点和流程及影响因素进行相关介 绍:(一 pc 树脂的工艺特点1、聚集态特性属于无定型非结晶性塑料,无明显熔点,熔体黏度较高。玻璃化温度 140150,熔融温度 215225,成型温度 250320。 2、在正常加工温度范围 内热稳定性较好, 300长时停留基本不分解,超过 340开始分解,粘度受剪切速率影响较 小。 3、流变性接近牛顿性液体,表观黏度受温度的影响较大,受剪切速率的影响较小,相对 分子质量的增大而增大。 pc 分子链中有苯环,所以分子链刚性大。 4、 pc 的抗蠕变性好,尺 寸稳定性好;但内应力不易消除。 5、 pc 高温下遇水易降解,成型时要求水分含量在 0.02%以下。 6、制品易开裂。(二 pc 树脂的工艺流程及影响:pc 树脂的成型工艺控制在成型加工上, 水分控制及成 型加工条件之选择是影响成型品质最重要的两个因素,兹分述如下:1、 水分控制 pc类塑胶即使用遇到非常低之水分亦会产生水解而断键、 分子量降低和物 性强度降低之现象, 因此在成型加工前应严格地控制 pc 树脂之水分在 0.02%以下, 以避免成 型品的机械强度降低或表面产生气泡、银纹等异常外观。为避免水分所产生异常之情况,聚 碳酸酯在加工前,应先经热风干燥 35h以上,温度定为 120,或者用除湿干燥机来处理水 分。 2、原料选择 为满足各种成型工艺的需求, pc 树脂有不同熔体流动速率的规格。通常熔 体流动速率介于 525g/10min都可适用于注塑成型。但是其最佳加工条件因注塑机种类、成 型品之形状以及 pc 树脂规格不同而有相当之差异,应根据实际情况加以调整。 3、注塑机选 择要点 锁模压力:以成品投影面积每 cm2*0.470.48t(或每平方寸 *35t机台大小:成品重量约为注塑机容量的 4060%为最佳,如机台以 ps 来表示容量(盎司时,需减少 10%,始 为使用 pc 之容量, (1盎司 =28.3公克 。螺杆:螺杆长度最少应有 15个直径长,其 l/d为 20:1最佳,压缩比宜 1.5:1至 30:1。螺杆前端之止流阀应采用滑动环式,其树脂流动间 隙最少应有 3.2mm 。喷嘴:尖端开口最少有 4.5mm 直径。若成品重量为 5.5kg 以上,则喷嘴 直径应为 9.5mm 以上, 另外, 尖端开口需比浇口直径少 0.51mm, 且段道愈短愈好, 约为 5mm 。 4、成型条件要点:熔融温度与模温:最佳的成型温度设定与很多因素有关,如注塑机大小, 螺杆组态、模具及成型品的设计和成型周期等。一般而言,为了让塑料渐渐在熔融,在料管 后断 /进料区设定较低的温度, 而在料管前段设定较高的温度。 但若螺杆设计不当或 l/d值过 小。逆向式的温度设定亦可。 模温方面, 高模温可提供较佳的表面外观, 残留应力也会较小, 且对较薄或较长的成型品也较填满; 而低模温则能缩短成型周期。 螺杆回转速度:在 4070rpm较佳,但需视机台与螺杆设计而调整。注射压力:根据制品壁厚程度可采取 85140kg/cm2。 背压:一般设定愈低愈好,便为求进料均匀,建议使用 314kg/cm2。注射速度:射速度浇口 设计有很大关系。使用直接浇口或边缘浇口时,为防止日晖现象和波流痕现象,则应用较慢 这射速,另外,如成品厚度在 5mm 以上,为避免气泡或凹陷慢速射出会有帮助。一般而言, 射速原则为薄者快, 厚者慢。 从注塑切换到保压, 保压要尽量低。 以免成型品发生残留应力。 而残留应力可用退火方式来解除或减轻,条件是 120130约三十分钟至一小时。四、 pc 合金的应用(一 pc /abs 合金:pc 与 abs 共混物可以综合 pc 和 abs 的优良性能, 提高 abs 的耐热 性、 抗冲击和拉伸强度, 降低 pc 成本和熔体粘度, 改善加工性能, 减少制品内应力和冲击强 度对制品厚度的敏感性。目前 pc /abs 合金发展迅速,全球产量约为 80万吨 /年左右,世界 各大公司纷纷开发推出 pc /abs 合金新品种,如阻燃、玻纤增强、电镀、耐紫外线等品种, 尤其是在汽车工业中得到广泛应用,另外还广泛应用于计算机、复印机和电子电气部件等。 (二 pc /pbt 合金:pbt 具有优异的力学性能、耐化学腐蚀及易成型等特点,将 pbt 与 pc 共混制得合金材料可以提高 pc 流动性、改善了加工性能和耐化学药品性。由于 pbt 是 结晶聚合物, 与 pc 共混时易发生相分离, 界面粘结不好, 因而其冲击韧性不理想, 通常加入 一定量弹性体以提高共混物的冲击强度。如热塑弹性体乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物的锌盐, 对 pc /pbt 共混体系起到增容增韧作用。(三 pc /pet 合金:pet 具有较好的力学性能和耐化学药品性, pc /pet 既有 pc 的刚 性和耐热性,又有 pet 的耐溶剂性,而且 pet 的加入还能改善 pc 的加工流动性。在 pc /pet 共混体系中,加入弹性体如聚丙烯酸丁酯,可以提高合金的韧性和抗冲击强度。五、结语目前关于 pc 材料的研究与开发日新月异,还有多种 pc 合金不断被开发并推向市场,可 以明显提高 pc 弯曲弹性模量、拉伸强度等;随着 pc 材料的研究不断进