new聚碳酸酯PC注塑成型工艺的研究

1、摘 要在整个顶岗实习的过程中，深深的体会到这个行业领域之大。而模具的制造及整体结构，都必须一丝不苟的完成。在不同结构的模具，使用不同的材料，也是需要充分的考虑。聚碳酸酯需求增长迅速，聚碳酸酯广泛应用于笔记本电脑、手机、光学媒体、汽车、安全玻璃、灯具等领域。相对于斯洛模具有限公司的模具而言，主要是以汽车零件、家电零件的模具为主。而在注塑成型过程当中，不同型号的模具，使用的注塑条件不同，使用的材料及冷却方式也不同，以下介绍聚碳酸酯（PC）在注塑成型过程中的工艺研究。第一章 引言（将这部分好好整理一下，内容太乱先写PC所有的性能特点，再写它主要应用在那些领域，用作那些制品） 聚碳酸酯是在分子主链中含

2、有高分子化合物的总称。其为无色无味或黄色透明粒状，无毒无味。作为工程塑料，它的性能优异，不仅透明度高，冲击韧性好，耐蠕变性优于聚酰胺、聚甲醛，而且使用温度范围宽。可在-40140范围内使用，制品的尺寸精度高。聚碳酸酯加工特性好，广泛应用于国民经济各部门。由于PC材料的透明性和耐高温性，使它在食品行业中可用于制造杯子、餐具、水壶、婴儿奶瓶和冷水瓶乃至微波炉容器等；聚碳酸酯在建筑行业上的应用仅次于PVC而处在第二位；此外，聚碳酸酯还用在其他一些产品如：医疗器械、眼镜、储物柜、玩具、便携式工具、照相器材和运动装备，特别低温条件下，要求抗冲击强度比较高的场合更是聚碳酸酯大显身手的领域。第二章 工艺特性

3、 PC的分子结构既有柔性又有刚性的无定性聚合物。因此，具有许多的优良工程性质。分子链简单、规整。但由于苯环的存在，虽然它是结晶聚合物，但很难结晶，所以聚碳酸酯为无定形聚合物。链节较长，苯环使键段运动较为困难，所以聚碳酸酯玻璃化温度较高为149，熔融温度在220230之间，分解温度为330。熔体黏度高。提高温度，熔体的 黏度则会下降，对温度比较敏感。熔融黏度随相对分子量的提高而明显增加。两者关系见表1。表1 聚碳酸酯熔融黏度与相对分子量的关系平均相对分子量熔融黏度/Pa*s平均相对分子量熔融黏度/Pa*s2500027000300005809401450330004000030007200聚碳酸

4、酯有明显的吸湿倾向，熔体黏度又高，只要有微量水分都会使制品产生银纹等缺陷，冲击强度则会大大的下降。水分还能促进其其降解。相对分子质量随着加热温度的提高，加热时间的延长而下降。 聚碳酸酯的黏度范围，从低黏度、中黏度到高黏度、超高黏度都可以注射成型。而相对分子量介于2.2-3.8万的，也可用玻璃纤维增强改性。聚碳酸酯的相对分子量用熔体支书间接表示。聚碳酸酯经反复注射，熔体指数的变化极大，会变小，不会出现显著的热降解，但是性能会变差。见表2。表2 聚碳酸酯经加热和多次注射后的熔体指数的变化条件熔体指数/g(10min)热作用后260，25min0.71 反复注射10次39.4聚碳酸酯的成型收缩率较小

5、，介于0.350.5之间。第三章 成型设备由于聚碳酸酯的熔体温度很高，熔体的黏度较大，因此较聚苯乙烯等热塑料需要更多的质量用于树脂的塑化，所以对于成型高于200的大型制件，最好采用螺杆式注射机为佳。这是由于螺杆式注射机塑化量大，注射压力损失小，温度均匀，制品取向和内应力大大减小等优点。3.1 螺杆通常螺杆为单头全螺纹，等距渐变式、带止逆环的压缩型螺杆。螺杆长径比15-20，压缩比2-3。3.2 喷嘴加工聚碳酸酯可以选择的喷嘴有普通敞口延伸式和针阀自锁式喷嘴嘴。但是多选择普通敞口延伸式，因为PC熔体黏度高、流动性差，通常不会产生“流涎”现象。敞口式喷嘴的特点是：结构简单，制造维修方便，能增加注射

6、射程，注射压力损失小，即能适应薄壁短流程，也能满足薄壁流程制品的加工。在选定喷嘴的同时，也相应决定喷孔直径和喷嘴电热圈功率，这些参数与注射机的规格直接有关，就普通敞口延伸式喷嘴，其大致关系见表3表3 普通敞口延伸式喷嘴和喷嘴电热圈功率关系表注射成型机规格/喷嘴孔直径/mm电热圈功率/W20602004005001000346810-100150200第四章 产品与模具的结构特点4.1产品壁厚壁厚多为1-3mm，一般不超过6mm表4 壁厚与流动极限的关系壁厚/mm流长比2.3-31.22.25.290：150：180：1110：1熔体粘度低、注射压力大、模具温度高及充模速度快时，极限流动长度都增

7、大：制品厚度减小，宽度增加时，极限流动长度则会下降。4.2 脱模斜度 聚碳酸酯的收缩率偏小，则脱模斜度一般在501°。4.3 嵌件 聚碳酸酯的分子链刚性较强，则尽量不使用金属嵌件，确实需要使用时，嵌件的周围的厚度则应大于嵌件的直径。4.4 制品的缺口、锐角聚碳酸酯对缺口、锐角较为敏感，而在产品的设计上则应尽量避免锐角、缺口的应用，如果有锐角或者倒角时，倒角的圆弧半径（R）不小于1.5mm。其制品的壁厚则应尽量均匀一致，或者采用的工艺的方法使用不均匀的壁厚趋势于均匀。4.5 流道 聚碳酸酯的熔体黏度高，熔体冷却速度快，模具的流道则应该选择短而粗。这是为了减小料流在模具流道中的压力和热量

8、损失，以减小流道的阻力，因而应使流道的截面成圆形或正六边形。而对于薄壁制品来说，为加快均匀充模，其分流道可适当的加宽。此外，为防止冷料进入模腔，应在主流道尾部设置冷料井，分流道的分枝也应该设置贮藏式的冷料井。4.6 浇口 注射聚碳酸酯所用的浇口主要有几种，较为典型的有：主流道浇口（直接浇口？）、圆片式浇口、直接浇口、点浇口等。这是因为聚碳酸酯的熔体黏度高，流动性差，冷却速度快，材料的性质坚硬，浇口整置比较困难。浇口的深度为制品壁厚的0.7倍，如果采用点浇口，直径要在0.83mm之间，浇口则应该尽可能的短，通常约为1mm。注射片状聚碳酸酯时，亦可采用带状浇口（平缝浇口）。如果片状制品较长时，一个

9、浇口不容易充满，可采用双浇口或多点浇口。第五章 成型工艺5.1、原材料的处理 由于PC在高温下对微量水分的敏感性。所以在使用注射前则必须进行干燥，干燥可在真空、热风箱中进行。树脂的干燥温度要求在110左右，时间应连续24小时，干燥层的厚度则不宜超过1520mm。树脂的干燥温度的高低对性能的影响，比干燥时间的长短的影响要大得多。所以温度不宜低于110，也不要超过135，经过干燥的树脂可置于90左右的保温箱内。料斗的保温设在90110范围内。5.2、注塑温度 注塑温度在280-300之间,注塑温度不低于260 否则难于成型，340受热分解；喷嘴 230-250；一般料筒温度:前260-280； 中

10、260-290 ；后260-270 ；注塑压力和速度：80-120MPA之间，对于薄壁制品注塑压力120-150MPA ；注塑速度 PC注塑速度过慢制品易出现波纹，注塑速度过快可能出现溶体破裂，在浇口附近出现糊斑，制品表面毛糙，除薄壁、小浇口、深孔、长流程制品外，一般采用中速或慢速注塑，最好采用多级注射；模具温度 模温一般80-100，对于形状复杂、薄壁制品、要求较高的制品模具温度可在100-120；螺杆转速 30-60(r/min)为宜；背压取注塑压力的10-15%；热流道模具料筒温度:前300 中300 后1)285 后2)270，注塑时间16S ；冷却时间24S；注塑压力(一次/二次)

11、120/84MPA；注塑速度分三段控制,模具温度在80-90。第六章 制品缺陷分析与解决（主要写PC注塑常出现的缺陷及解决办法，或者你写你在斯洛接触到的PC注塑工艺及常出现的缺陷和解决方法，不仅仅只有银纹出现，还有很多场出现的别的缺陷）在PC注塑过程中第七章 以斯洛模具为例，具体PC制品的注塑成型分析7.1 模具特点分析（模具图片）SM1320.85-4-5是一套小模，其制品是用在家用电器上的一盏小灯泡，前后模是用100油温来控制模具的温度的，由于注塑机的吨数太大，不能很好的注塑出完整的制品，每一啤的制品都会有小气泡存在，当注射速度在6时，气泡会增大。而注射速度在12时，产品会出现射纹，此时则

12、应减低注射速度。这套模具选择20T的吨位注塑机最佳，因为螺杆的转速及注射速度都能较好的控制。SM331.45-1-4这套模具的制品主要是用在汽车的灯套上的，由于这套模具的入水设计不良，位置和方法不够完美，类似于此类的产品设计，潜水入口是正确的，但潜的位置不够好，则潜位正好在一支顶针上。因此，在注射走胶时，成型阻拦走胶就变的困难，而且潜水口的距离太深，水口顶出时，顶针的行程就会不够长，因而导致挂水口的现象出现。所以根据产品的形状，应该设计成牛角进水，并且潜伏在产品的内圆厚胶位上比较适当。顶针在顶出时不顺，是因为水口扣针胶位过深，定位胶位太长了。在顶出不顺时，压力会比正常情况偏大，所以直接影响顶针

13、的顶出不顺。SM925.95是一套用在家电音响上的，因为这套模具的入胶口是点胶式的，而且在产品内部的条骨位上，所以入水设计是比较正确的，而这条骨位正是产品的主柱。由于骨位比较厚，无形之中就使得此产品非常好走胶，注塑时喷嘴送进来的料通过四条骨位的通道，便能很快而且很平稳地散步走满整个产品，使注塑成型容易，成型周期比较短。由于模具的行位烧坏，是因为行位没有单独的做调质处理，AB板与前模吻合时，斜度不够。产品的顶白是因为产品脱模设计时，顶针不够，造成脱模困难，加上模具的省模不够光滑。SM1057.52-2-4是一透明镜片模。由于 它注塑成型后，要拿去另一套模上做包胶片。这样就使得镜片的光亮度更高，透

14、明度更高。镜片模的入水可相对来说是开的比较正确的。因为PC料的流动性不太好，其流动行为接近于牛顿流体，所以镜片的外观和表面要求就一定非常高。所以在设计时，采用大水口和扇形入水的方法，在注塑调节皱纹及气纹则比较容易。一般调法是把模温设置在80-90之间，把射出第一段的速度稍微放慢些，射出行程第一段大些，使得在啤塑时，就会先形成一个喷泉流，再接二级射胶进行大进胶，待胶量量走到95%左右就要马上转保压，调至不缩水，没有批锋，就是一个完整的制品。7.2 注塑参数设置特点和缺陷分析（料温、喷嘴温度、模温；注射参数；保压参数；开合模参数；缺陷分析和制品的图片）第八章 制品后处理热处理 为了消除PC制品的内

15、应力可对制品进行热处理，热处理的介质为空气、甘油、液体石蜡等，热处理温度在110-135之间，处理时间视制品尺寸、形状、使用要求及热处理介质不同而不同，可由几十分钟到数小时不等； 制品尺寸不稳定的处理 尺寸不稳定的原因大部分是因为制品的收缩问题,控制好制品收缩,这样尺寸问题也就基本上解决了,另一方面模具的尺寸是致关重要的，没有好的母体是不能生产出合格的制品的。第九章 市场分析20世纪90年代末期以来我国聚碳酸酯的需求由原来的纺织业用沙管转向电子/电气、光盘、建筑、汽车工业等领域，需求量急剧增加。1999年国内消费量约为14万吨，而2003年消费量增高达到38万吨，年均增长率约28%左右，远远高

16、于国民经济的平均增长速度和其它通用工程塑料的增长速度。由于国内产量极小，我国使用的聚碳酸酯主要从国外进口。19992003年我国聚碳酸酯的净进口量分别为13.8万吨、23.5万吨、21.2万吨、34.2万吨、38.1万吨。2004年我国聚碳酸酯进口达60万吨，另有聚碳酸酯制品进口10万吨，而且尚未包括相当数量走私进来的聚碳酸酯，亦未考虑进口的成品和边角料，所以实际国内进口与消费数据要比上述海关统计要高出许多，国内外聚碳酸酯界一致认为我国市场潜力巨大其相对稳定。 19992003年我国聚碳酸酯市场快速增长主要是电子电气产品、中空阳光板、CD和DVD光盘及非一次性饮用水桶和食品容器需求拉动，目前我

17、国聚碳酸酯的消费结构大致如下：电子电气及计算机配件约占42%；中空阳光板约占26.3%；CD和DVD光盘约为13.1%；饮用水桶和食品容器约占10.5%；复合材料和汽车工业等领域约占9.1%。今后几年我国原有的主要消费领域仍将继续保持高速增长势头，计算机和家用电器持续增长，该领域未来对聚碳酸酯的年均增长率约为10%-12%；铁路、公路、机场及城市建设，对中空阳光板需求依然强劲，而且近年来国内长江和珠江三角洲一带利用聚碳酸酯加工生产板材企业经济效益比许多聚合物树脂生产企业好很多，预计中空阳光板未来对聚碳酸酯的需求年均增长率为12-15%左右10；目前我国成为世界上第二大光盘消费国，以前全部依赖进

18、口光盘级聚碳酸酯生产，随着拜耳公司上海光盘品级聚碳酸酯投产，未来几年光盘对聚碳酸酯需求仍将保持20%以上高速度增长；专家预测未来国内聚碳酸酯需求增长最快的领域将是以聚碳酸酯为基材共混合金类复合材料，其中汽车工业将是主要拉动力。预计未来几年我国聚碳酸酯的需求年均增长率将保持1520%之间，2006年国内的聚碳酸酯市场需求量将达到80万吨左右。国内产能仍无法满足国内市场需求，将从周边国家日本、韩国、泰国等进口大量产品供应国内市场。对于聚碳酸酯的注射成型，应用及发展，经过40多年的发展，我国的聚碳酸酯仍未形成自己先进的生产技术和具有工业规模的生产装置，特别是近年来随着国内聚碳酸酯的消费量迅速增长，生产与市场形成了极不协调的供需矛盾。因此，大力发展我国聚碳酸酯工业是十分迫切和必要的。结束语（全文总结，主要写这篇文章中心的结论或主