改性PP板状制品的注射成型

1、收稿日期:2002-10-30。作者简介:刘志刚,32岁,工程师。1992年毕业于南京理工大学,现从事塑料成型加工技术工作。改性PP 板状制品的注射成型刘志刚宗绪涛杨云波(牡丹江石油化工厂,157009摘要:介绍了改性PP 板状制品的注射成型技术,探讨了如何通过调整注射温度、压力、时间等工艺参数及改善模具条件,减少收缩凹陷、翘曲变形、熔接痕等成型缺陷,确定了最佳工艺条件,取得良好效果。关键词:注射成型收缩凹陷翘曲变形熔接痕改性聚丙烯改性PP 桌面是牡丹江石油化工厂新近开发的高级休闲桌,原材料为改性PP 家具专用料,为板状制品,外形尺寸(L bh ,mm 1100×700×7

2、,重量约5.5kg 。注塑成型时,制品表面质量不佳,主要存在翘曲变形、熔接痕、收缩凹陷等缺陷。笔者在注射成型理论的基础上,结合实践经验,通过调整注塑工艺参数及改善模具条件,确定了使PP 方桌表面质量良好的最佳工艺条件。1试验部分1.1原材料采用牡丹江石油化工厂生产的聚丙烯为基体树脂,加入滑石粉、增韧剂经双螺杆挤出机共混制得改性聚丙烯,其主要性能指标见表1,同时根据制品颜色要求,混配色母粒或色粉备用。表1改性PP 的主要性能项目数值洛氏硬度(R 86熔体流动速率/g Izod 冲击强度(缺口(23/(J m-164断裂伸长率,%85拉伸强度/MPa 31弯曲强度/MPa471.2实验设备注塑机,

3、VL1500WP 型,美国MILACRON 公司;模具,长方形休闲桌面;模温控制器,M KR 型,张家港乐余塑料机械厂;冰水机,20ST30WD 型,广州恒星;机械手,TW -1800FM 型,日本ST AR 公司。1.3预热干燥预热干燥目的是降低物料(特别是色母粒或色粉水分,可防止成型后制品出现气泡和银纹等缺陷。干燥为料斗干燥,70下1h 。1.4主要工艺参数主要工艺参数见表2。表2主要工艺参数项目工艺参数项目工艺参数料筒温度/一段230,二段220,三段210,四段200注射速度/cm s -1一段25,二段15,三段30,四段20喷嘴温度/220注射时间/s 20模温/50增压时间/s

4、10注射压力/MPa 65保压时间/s 一段5,二段5增压压力/MPa 55冷却时间/s 60保压压力/MPa一段50,二段402分析与讨论从成型缺陷产生的原因分析,改性PP 因其结晶度较高,注塑过程中,结晶性高分子沿流动方向取向,导致流动方向与垂直于流动方向收缩不一,产生翘曲变形。同时由于模具采用多浇口结构,在模具中流动的熔体渐冷后汇合时产生熔接痕。收缩凹陷是由于制品存在加强肋,因壁厚不均而导致收缩不均的结果。而其中任何一种缺陷的产生都是各种工艺参数和模具条件综合作用的结果,必须在确定了缺陷生成的主要原因后才能确定改变某一条件,但这种改变可能会加重其他成型缺陷,因此注射成型时必须综合考虑整个

5、制品的性能、表面质量,合理选择温度、压力、时间等工艺参数及模具条件。61现代塑料加工应用Modern Plastics Processing and Applications 第15卷第2期2.1温度2.1.1料温的影响提高料温有利于塑化并降低熔体粘度及流动阻力,浇口冻结速度减慢,补缩作用增大(收缩率降低。同时料温升高后,料流前端的温度也会相应升高,有利于减轻熔接痕。但料温过高,制品的冷却时间、脱模后的翘曲变形会延长或增大,如果冷却不及时还会使模具过热。综合考虑原材料改性PP的特性,料温取210230为宜,同时根据成型理论,各段温度应有差别。2.1.2模温的影响提高模温虽可改善充模情况,减轻熔

6、接痕,但由于原材料PP为结晶性树脂,模温高,结晶度大,收缩率大,导致收缩凹陷和翘曲变形增大,因此必须控制在适当范围内,在充分考虑制品后结晶所带来的影响下,根据实际操作经验,模温采用50为宜,用模温控制器精确控制。2.2压力2.2.1注射压力的影响注射压力对收缩凹陷有明显的影响。注射压力大,制品产生的负收缩(指脱模后制品体积膨胀现象就越大,负收缩与其他收缩抵消,降低了制品的收缩,而且增大注射压力还可提高熔接痕强度。但注塑压力过大,熔体流动取向过大,成型后因制品收缩不一而产生翘曲。因此根据原材料特点(流动性好和模具结构(多浇口、中等壁厚,采用一定的总注射时间通过程序控制注射压力,即根据制品成型、模

7、具温度情况确定总注射时间(注射时间和增压时间,然后进行分段控制,通过实验确定了注射压力最佳范围为5565MPa。2.2.2增压力和保压力的影响增压即压实阶段,增压力应略低于注射压力,时间可较短。保压力大,可增加补料量,从而减小了收缩凹陷,但也使制品残余应力增大。因此为改善制品质量,应采用分段、逐级下降的保压力,第一段取注射压力的80%,第二段取注塑压力的60%,这样既加强了补缩,又避免了过度保压,减少了残余应力1。2.3时间2.3.1注射时间(注射速度的影响注射速度与注射时间成反比,合理缩短注射时间、提高注射速度,料流汇合处的温度将明显升高,熔接痕相应减轻,同时因熔体流程较长,宜采用快速注射。

8、但一方面注射速度提高,会使结晶和取向作用加强,收缩率增大;另一方面注射速度过大,模腔内气体来不及排出,反而会加重熔接痕,严重的甚至会灼伤制品。因此注射速度应根据熔体在模腔中的充模过程及模具浇注系统的情况分级注射,生产时将注射速度分为四级,第一级快速、二级低速、三级高速、四级中速2。2.3.2保压时间的影响延长保压时间可增加补料量,但保压时间只要延续到浇口冻结即可。可在确定保压力和注塑温度等工艺条件后,先用较短的保压时间成型,脱模后检测制品质量,逐次延长保压时间直至制品质量不再增大为止。2.3.3冷却时间的影响冷却时间以制品脱模时有一定刚度,不得因顶出或温度过高而发生翘曲变形为原则。一般来讲,冷

9、却时间越长,收缩率越小,变形越小。但冷却时间过长,物料在料筒停留时间增加,易使料筒內熔体变色、分解,且降低生产率。在实际生产中可将制品适当冷却后,取出立即放入冷却水槽中急冷,降低制品结晶度,有利于减小收缩凹陷,提高生产率。2.4浇口和喷嘴孔原模具使用6个点浇口进料,浇口截面直径设计为1mm,浇口冻结过快,不利于补缩,过小的截面积又极易使高速流动的熔体温度升高,使物料中不耐热色母粒或色粉变色,影响产品质量。而浇口过大,又不利于浇口冻结,生产周期长。综合以上因素,增大浇口截面直径为3mm。同时经反复试验,确定通用式喷嘴孔直径为7mm。试验结果表明,制品的增压力和保压力补缩作用明显增强,收缩凹陷减小

10、,熔接痕明显减轻。2.5其他条件2.5.1加强肋使加强肋的转角处壁厚过渡均匀(肋的根部倒圆角,可减小收缩不均,减轻收缩凹陷。2.5.2精确控制模温一定要精确控制模温,波动要小,同时凸、凹模要分设冷却水路,减少冷却水入口和出口的温差,以控制模温的均匀程度,避免制品各处的收缩率出现较大的差异,减小因收缩不均而引起的翘曲变形。另外,凹凸模可分别用不同模温控制器控制,有意识的利用凹凸模温差来控制翘曲变形量。2.5.3顶出及排气模具采用二次顶出,先用适当气压通过气动将制品吹出凸模,然后液压顶出制品,比较好的解决了71工业技术农用薄型茂金属聚乙烯棚膜的开发与应用靳树伟刘建福王明显张牙润金宏云付艳梅(玉溪市

11、旭日塑料有限责任公司,653100摘要:以mLLDPE/LDPE 共混树脂为主要原料,采用有膜泡内冷装置的3层共挤复合宽幅吹膜机组和6911/B215耐老化体系生产的薄型茂金属聚乙烯棚膜具有优异的综合力学性能和耐老化性能,应用效果良好。关键词:茂金属线型低密度聚乙烯低密度聚乙烯共混吹塑棚膜2000年以来,采用茂金属线型低密度聚乙烯(mLLDPE 与低密度聚乙烯(LDPE 共混树脂,研究开发了薄型(厚度0.04mm 或0.06mm 高强度、耐老化茂金属聚乙烯棚膜,经云南各地用户覆盖大、中棚应用表明,该膜效果良好。现已批量生产,扩大应用。收稿日期:2002-10-04。作者简介:靳树伟,男,工程师

12、,1989年毕业于常州轻工业学校塑料加工专业。曾获玉溪市科技进步奖2项,发表论文4篇。因顶出不均或顶出力过大产生的翘曲变形。同时用机械手自动取模,可防止手动取模造成的变形。为使模腔内气体在充模时顺利排出,可在制品产生熔接痕的部位开设排气槽,以减轻熔接痕。3结论按上述工艺条件进行调试,生产出的板状制品表面光滑,无明显的熔接痕,无明显凹陷,制品尺寸稳定,收缩率控制在0.9%左右,翘曲变形量在2mm/m 以内,装配正常,符合质量要求。参考文献1申长雨等.塑料注射成型加工工艺.工程塑料应用,1999,27(7:282曹宏深,赵仲治主编.塑料成型工艺与模具设计.北京:机械工业THE INJECTION

13、MOLDING OF MODIFIEDPP PLATE 2L IKE ARTICL ELiu Zhigang Z ong Xutao Yang Yunbo (Mudanjiang Petrochemical Factory ,157009ABSTRACTThis paper introduces the injection molding technology of modified PP plate 2like article ,discusses that how to reduce the shrinkage depression ,warp deformation ,weld line and other molding defects through the adjust 2ment of injection molding parameters including temperature ,pressure and time ,as well as improvement of the conditions of mould .The optimum process conditions we