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常用塑料的注塑工藝

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常用塑料的注塑工藝
  • 產品介紹

各種常用塑料的成型工藝、特性、和用途--1
一.PA12 聚酰胺12或尼龍12
化學和物理特性 
PA12是從丁二烯線性,半結晶-結晶熱塑性材料。它的特性和PA11相似,但晶體結構不同。
PA12是很好的電氣絕緣體并且和其它聚酰胺一樣不會因潮濕影響絕緣性能。它有很好的抗沖擊性機化學穩定性。PA12有許多在塑化特性和增強特性方面的改良品種。和PA6及PA66相比,這些材料有較低的熔點和密度,具有非常高的回潮率。PA12對強氧化性酸無抵抗能力。
PA12的粘性主要取決于濕度、溫度和儲藏時間。它的流動性很好。收縮率在0.5%到2%之間,這主要取決于材料品種、壁厚及其它工藝條件。 
注塑模工藝條件 
干燥處理:加工之前應保證濕度在0.1%以下。如果材料是暴露在空氣中儲存,建議要在85C熱空氣中干燥4~5小時。如果材料是在密閉容器中儲存,那么經過3小時溫度平衡即可直接使用。
熔化溫度:240~300C;對于普通特性材料不要超過310C,對于有阻燃特性材料不要超過270C。
模具溫度:對于未增強型材料為30~40C,對于薄壁或大面積元件為80~90C,對于增強型材料為90~100C。增加溫度將增加材料的結晶度。精確地控制模具溫度對PA12來說是很重要的。
注射壓力:最大可到1000bar(建議使用低保壓壓力和高熔化溫度)。
注射速度:高速(對于有玻璃添加劑的材料更好些)。
流道和澆口:對于未加添加劑的材料,由于材料粘性較低,流道直徑應在30mm左右。對于增強型材料要求5~8mm的大流道直徑。流道形狀應當全部為圓形。注入口應盡可能的短。可以使用多種形式的澆口。大型塑件不要使用小澆口,這是為了避免對塑件過高的壓力或過大的收縮率。澆口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潛入式澆口,建議最小的直徑為0.8mm。
熱流道模具很有效,但是要求溫度控制很精確以防止材料在噴嘴處滲漏或凝固。如果用熱流道,澆口尺寸應當比冷流道要小一些。
典型用途 
水量表和其他商業設備,電纜套,機械凸輪,滑動機構以及軸承等。

二.ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
化學和物理特性 
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性:丙烯腈有高強度、熱穩定性及化學穩定性;丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性; 苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態上看,ABS是非結晶性材料。三中單體的聚合產生了具有兩相的三元共聚物,一個是苯乙烯-丙烯腈的連續相,另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。這就可以在產品設計上具有很大的靈活性,并且由此產生了市場上百種不同品質的ABS材料。這些不同品質的材料提供了不同的特性,例如從中等 到高等的抗沖擊性,從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 ABS材料具有超強的易加工性,外觀特性,低蠕變性和優異的尺寸穩定性以及很高 的抗沖擊強度。 
注塑模工藝條件 
干燥處理:ABS材料具有吸濕性,要求在加工之前進行干燥處理。建議干燥條件 為80~90C下最少干燥2小時。材料溫度應保證小于0.1%。熔化溫度:210~280C;建議溫度:245C。 模具溫度:25…70C。(模具溫度將影響塑件光潔度,溫度較低則導致光潔度較低)。注射壓力:500~1000bar。 注射速度:中高速度。
典型用途 
汽車(儀表板,工具艙門,車輪蓋,反光鏡盒等),電冰箱, 大強度工具(頭發烘干機,攪拌器,食品加工機,割草機等),電話機殼體, 打字機鍵盤,娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。

三.PA6 聚酰胺6或尼龍6
化學和物理特性 
PA6的化學物理特性和PA66很相似,然而,它的熔點較低,而且工藝溫度范圍很寬。它的抗沖擊性和抗溶解性比PA66要好,但吸濕性也更強。因為塑件的許多品質特性都要受到吸濕性的影響,因此使用PA6設計產品時要充分考慮到這一點。為了提高PA6的機械特性,經常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑,有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠,如EPDM和SBR等。
對于沒有添加劑的產品,PA6的收縮率在1%到1.5%之間。加入玻璃纖維添加劑可以使收縮率降低到0.3%(但和流程相垂直的方向還要稍高一些)。成型組裝的收縮率主要受材料結晶度和吸濕性影響。實際的收縮率還和塑件設計、壁厚及其它工藝參數成函數關系。
對于沒有添加劑的產品,PA6的收縮率在1%到1.5%之間。加入玻璃纖維添加劑可以使收縮率降低到0.3%(但和流程相垂直的方向還要稍高一些)。成型組裝的收縮率主要受材料結晶度和吸濕性影響。實際的收縮率還和塑件設計、壁厚及其它工藝參數成函數關系。 
注塑模工藝條件 
干燥處理:由于PA6很容易吸收水分,因此加工前的干燥特別要注意。如果材料是用防水材料包裝供應的,則容器應保持密閉。如果濕度大于0.2%,建議在 80C以上的熱空氣中干燥16小時。如果材料已經在空氣中暴露超過8小時,建議進行105C,8小時以上的真空烘干。
熔化溫度:230~280C,對于增強品種為250~280C。
模具溫度:80~90C。模具溫度很顯著地影響結晶度,而結晶度又影響著塑件的機械特性。對于結構部件來說結晶度很重要,因此建議模具溫度為 80~90C。對于薄壁的,流程較長的塑件也建議施用較高的模具溫度。增大模具溫度可以提高塑件的強度和剛度,但卻降低了韌性。如果壁厚大于3mm,建議使用20~40C的低溫模具。對于玻璃增強材料模具溫度應大于80C。
注射壓力:一般在750~1250bar之間(取決于材料和產品設計)。
注射速度:高速(對增強型材料要稍微降低)。
流道和澆口:由于PA6的凝固時間很短,因此澆口的位置非常重要。澆口孔徑不要小于0.5*t(這里t為塑件厚度)。如果使用熱流道,澆口尺寸應比使用常規流道小一些,因為熱流道能夠幫助阻止材料過早凝固。如果用潛入式澆口,澆口的最小直徑應當是0.75mm。
典型用途 
由于有很好的機械強度和剛度被廣泛用于結構部件。由于有很好的耐磨損特性,還用于制造軸承。

四.PA66 聚酰胺66或尼龍66
化學和物理特性 
PA66在聚酰胺材料中有較高的熔點。它是一種半晶體-晶體材料。PA66在較高溫度也能保持較強的強度和剛度。PA66在成型后仍然具有吸濕性,其程度主要取決于材料的組成、壁厚以及環境條件。在產品設計時,一定要考慮吸濕性對幾何穩定性的影響。
為了提高PA66的機械特性,經常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑,有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠,如EPDM和SBR等。
PA66的粘性較低,因此流動性很好(但不如PA6)。這個性質可以用來加工很薄的元件。
它的粘度對溫度變化很敏感。PA66的收縮率在1%~2%之間,加入玻璃纖維添加劑可以將收縮率降低到0.2%~1% 。收縮率在流程方向和與流程方向相垂直方向上的相異是較大的。
PA66對許多溶劑具有抗溶性,但對酸和其它一些氯化劑的抵抗力較弱。 
注塑模工藝條件 
干燥處理:如果加工前材料是密封的,那么就沒有必要干燥。然而,如果儲存容器被打開,那么建議在85C的熱空氣中干燥處理。如果濕度大于0.2%,還需要進行105C,12小時的真空干燥。
熔化溫度:260~290C。對玻璃添加劑的產品為275~280C。熔化溫度應避免高于300C。
模具溫度:建議80C。模具溫度將影響結晶度,而結晶度將影響產品的物理特性。對于薄壁塑件,如果使用低于40C的模具溫度,則塑件的結晶度將隨著時間而變化,為了保持塑件的幾何穩定性,需要進行退火處理。
注射壓力:通常在750~1250bar,取決于材料和產品設計。
注射速度:高速(對于增強型材料應稍低一些)。
流道和澆口:由于PA66的凝固時間很短,因此澆口的位置非常重要。澆口孔徑不要小于0.5*t(這里t為塑件厚度)。如果使用熱流道,澆口尺寸應比使用常規流道小一些,因為熱流道能夠幫助阻止材料過早凝固。如果用潛入式澆口,澆口的最小直徑應當是0.75mm。
典型用途 
PA66更廣泛應用于汽車工業、儀器殼體以及其它需要有抗沖擊性和高強度要求的產品。

五.PBT 聚對苯二甲酸丁二醇酯
化學和物理特性 
PBT是最堅韌的工程熱塑材料之一,它是半結晶材料,有非常好的化學穩定性、機械強度、電絕緣特性和熱穩定性。這些材料在很廣的環境條件下都有很好的穩定性。 PBT吸濕特性很弱。
非增強型PBT的張力強度為50MPa,玻璃添加劑型的PBT張力強度為170MPa。玻璃添加劑過多將導致材料變脆。PBT的;結晶很迅速,這將導致因冷卻不均勻而造成彎曲變形。對于有玻璃添加劑類型的材料,流程方向的收縮率可以減小,但與流程垂直方向的收縮率基本上和普通材料沒有區別。一般材料收縮率在1.5%~2.8%之間。含30%玻璃添加劑的材料收縮0.3%~1.6%之間。熔點(225%C)和高溫變形溫度都比PET材料要低。維卡軟化溫度大約為170C。玻璃化轉換溫度(glass trasitio temperature)在22C到43C之間。
由于PBT的結晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期時間一般也較低。 
注塑模工藝條件 
干燥處理:這種材料在高溫下很容易水解,因此加工前的干燥處理是很重要的。建議在空氣中的干燥條件為120C,6~8小時,或者150C,2~4小時。濕度必須小于0.03%。如果用吸濕干燥器干燥,建議條件為150C,2.5小時
熔化溫度:225~275C,建議溫度:250C 。
模具溫度:對于未增強型的材料為40~60C。要很好地設計模具的冷卻腔道以減小塑件的彎曲。熱量的散失一定要快而均勻。建議模具冷卻腔道的直徑為12mm。
注射壓力:中等(最大到1500bar)。
注射速度:應使用盡可能快的注射速度(因為PBT的凝固很快)。
流道和澆口:建議使用圓形流道以增加壓力的傳遞(經驗公式:流道直徑=塑件厚度+1.5mm)。可以使用各種型式的澆口。也可以使用熱流道,但要注意防止材料的滲漏和降解。澆口直徑應該在0.8~1.0*t之間,這里 t是塑件厚度。如果是潛入式澆口,建議最小直徑為0.75mm。
典型用途 
家用器具(食品加工刀片、真空吸塵器元件、電風扇、頭發干燥機殼體、咖啡器皿等),電器元件(開關、電機殼、保險絲盒、計算機鍵盤按鍵等),汽車工業(散熱器格窗、車身嵌板、車輪蓋、門窗部件等)。

六.PC 聚碳酸酯
化學和物理特性 
PC是一種非晶體工程材料,具有特別好的抗沖擊強度、熱穩定性、光澤度、抑制細菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的缺口伊估德沖擊強度(otched Izod impact stregth)非常高,并且收縮率很低,一般為0.1%~0.2%。
PC有很好的機械特性,但流動特性較差,因此這種材料的注塑過程較困難。在選用何種品質的 PC材料時,要以產品的最終期望為基準。如果塑件要求有較高的抗沖擊性,那么就使用低流動率的PC材料;反之,可以使用高流動率的PC材料,這樣可以優化注塑過程。 
注塑模工藝條件 
干燥處理:PC材料具有吸濕性,加工前的干燥很重要。建議干燥條件為100C到200C,3~4小時。加工前的濕度必須小于0.02%。
熔化溫度:260~340C。
模具溫度:70~120C。
注射壓力:盡可能地使用高注射壓力。
注射速度:對于較小的澆口使用低速注射,對其它類型的澆口使用高速注射。
典型用途 
電氣和商業設備(計算機元件、連接器等),器具(食品加工機、電冰箱抽屜等),交通運輸行業(車輛的前后燈、儀表板等)。

七.PE-HD 高密度聚乙烯
化學和物理特性 
PE-HD的高結晶度導致了它的高密度,抗張力強度,高溫扭曲溫度,粘性以及化學穩定性。
PE-HD比PE-LD有更強的抗滲透性。PE-HD的抗沖擊強度較低。PH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。適用于注塑模的PE-HD分子量分布很窄。對于密度為0.91~ 0.925g/cm3,我們稱之為第一類型PE-HD;對于密度為0.926~ 0.94g/cm3,稱之為第二類型PE-HD;對于密度為0.94~ 0.965g/cm3,稱之為第三類型PE-HD。
該材料的流動特性很好,MFR為0.1到28之間。分子量越高,PH-LD的流動特性越差,但是有更好的抗沖擊強度。
PE-LD是半結晶材料,成型后收縮率較高,在1.5%到4%之間。
PE-HD很容易發生環境應力開裂現象。可以通過使用很低流動特性的材料以減小內部應力,從而減輕開裂現象。PE-HD當溫度高于60C時很容易在烴類溶劑中溶解,但其抗溶解性比PE-LD還要好一些。 
注塑模工藝條件 
干燥:如果存儲恰當則無須干燥。
熔化溫度:220~260C。對于分子較大的材料,建議熔化溫度范圍在200~250C之間。
模具溫度:50~95C。6mm以下壁厚的塑件應使用較高的模具溫度,6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度。塑件冷卻溫度應當均勻以減小收縮率的差異。對于最優的加工周期時間,冷卻腔道直徑應不小于8mm,并且距模具表面的距離應在1.3d之內(這里“d”是冷卻腔道的直徑)。
注射壓力:700~1050bar。
注射速度:建議使用高速注射。
流道和澆口:流道直徑在4到7.5mm之間,流道長度應盡可能短。可以使用各種類型的澆口,澆口長度不要超過0.75mm。特別適用于使用熱流道模具。
典型用途 
電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等。
 

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