注塑成型知识

注塑成型知识请关注新浪微博：越美惠注塑是一门工程技术它所涉及的内容是将塑料转变为有用并能保持原有性能的制品。1.首先讲什么是塑料？塑料分为几大类？什么是工程塑料？什么是特种工程塑料？——塑料的定义：是以树脂为基础原料加入（或不加）各种塑料助剂、增强材料或填料，在一定的温度压力下加工塑制成型或交联固化成型，得到固体制品或材料称之为塑料。（实际上塑料的定义可以概括为一句话：一种以人工的方法合成的高分子化合物，并可以塑制成型的材料称之为塑料。）——塑料的分类，塑料可以分为两大类：即热固性塑料和热塑性塑料。热固性塑料：热固性塑料的成型是建立在化学变化上热塑性塑料：热塑性塑料的成型是建立在物理变化上，即分子形状发生改变或分子运动发生改变。——什么是工程塑料？工程塑料是指用作结构材料的`塑料。结构材料是指具有较宽的使用温度范围，较长的使用寿命，使用期间可保持优良的特性，能够承受机械应力作用。——什么是特种工程塑料？与一般工程塑料相比较，特种工程塑料是指其综合性能更高，长期使用温度在150℃以上，主要应用在高技术工业及其他行业中特种功能性需要的一类材料。——INTEC（天津）公司使用的塑料原料如果按用途或功能分类可以分成通用工程塑料和特种工程塑料——通用工程塑料包括：聚酰胺（PA）（俗称尼龙）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）热塑性聚酯PET和PBT，改性聚苯醚（MPPO）此六种通用工程塑料INTEC（天津）公司全部用上。——特种工程塑料：INTEC（天津）使用的特种工程塑料有两种：聚醚酰亚胺（PEI）和聚苯硫醚（PPS）——注塑成型的几大要素注塑成型也是一门单独的工程技术，其目的是将热塑性塑料的原料通过注塑成型的重要工艺条件转变为可以使用并保持原有性能的制品，因此注塑成型的工艺参数编制是保证注塑成型加工的重要环节。在注塑工艺参数编制中尤其要注意的几大要素是：温度、压力、时间。——注塑温度控制：注塑成型加工的过程中需要控制的温度有料筒温度、喷咀温度和模具温度。料筒温度和喷咀温度的控制其主要目的是使料筒中的物料进行充分的塑化和流动。模具温度的控制其目的是：使已熔融的物料在充模过程中提高一定的流动性，帮助熔融的物料能够迅速的充满模腔的各个部位。其二也使充满模腔的物料至定温中能够进行充分的冷却定型。其三，模具温度的控制对制品的内在性能和表观质量影响很大。——压力控制：注塑制品加工过程中，需要控制压力包括注塑压力和塑化压力（即背压）。注塑压力：通过注射机的液压系统（电动注射机是使用伺服电机）把压力传递到机筒的尾端，使之推动螺杆向前移动，即施加在螺杆尾端的压力称之为注射压力。在注射成型中，注射压力所起的作用是，克服熔融的塑料从料筒向模具型腔，填充过程中的流动阻力，给予熔融充模的速率以及对熔料进行压实。塑化压力：指螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受受到的压力称之为塑化压力，亦称背压。也可以说是克服螺杆进料转动时所产生的阻力叫背压。一般情况下，适当的提高背压能使熔体温度均匀，色料的混合均匀，还可以排出熔体中的气体，正常生产操作中，背压的大小应在保持制品质量优良的前提下越小越好。——时间控制：注塑成型过程中需要控制的时间包括：注射时间、保压时间、塑化时间、冷却时间、周期时间。注射时间：料筒中熔融的物料在注射压力作用下基本充满型腔时所需要的时间称为注射时间。保压时间：就是对型腔内的塑料施压的时间。但要注意的是，在浇口处熔料封冻之前，保压时间长短对制品的尺寸准确性有影响，若至浇口处熔料封冻之后则无影响。塑化时间：从螺杆开始转动进料，直至设定的计量位置为止所需的时间称为塑化时间，时间的长短直接受背压和螺杆转速的影响。必须注意的是，塑化时间必须在冷却时间内完成。冷却时间：冷却时间是指，型腔内充填实后的塑料熔料，在定温状态下制品完全成型所需要的时间。冷却时间的长短主要取决于制品的厚度大小，同时也保证产品脱模时不引起变动为原则。周期时间：周期时间是指从注射机的合模开始至制品脱模结束所需的时间。周期时间包含了，前面所讲的几个时间，即注射时间、保压时间、冷却时间（冷却时间已包括塑化时间）。周期时间的长短与工艺参数设定合理与否有关。同时与生产过程的是否连续话和自动化有关。2．热塑性通用工程塑料第一节：聚酰胺聚酰胺俗称尼龙，简称PA，它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。A．尼龙6的化学名称聚已内酰胺，简称PA6尼龙的特点是PA6为半透明或不透明的乳白色结晶型聚合物颗粒，熔点220℃热分解温度310℃，相对密度1.14，吸水率（23℃水中20h）1.8％，具有优良的耐磨性和自润滑性能，力学强度高，耐热性、电绝缘性能良好，使用范围宽，但吸水率高，尺寸稳定性较差。与PA66相比，刚性小熔点低，在恶劣条件下不能长期使用，在较宽的温度范围内仍保持足够的应力。连续使用温度105℃。B.PA6的成型加工：——预干燥：PA6成型加工前必须对其粒料进行预干燥，使其含水量0.1%干燥温度不超过100℃。鼓风干燥为100～110℃时间为6～8h，真空干燥温度为（85±5）℃，时间为6～8h。——注射机：一般选用螺杆式注塑机，螺杆压缩比取2～3：1，C/D取12～20纯PA6注射成型工艺制品厚度/mm〈33～6〉6浇口直径/mm1.01.0～3.03.0～4.5浇口长度/mm最大为1最大1.5浇口的1/2料筒温度/℃后部210～220210～220230～260中部210～240210～230240～260前部210～240210～230240～260喷嘴210～230210～225210～230模具温度/℃20～8020～8025～85注射压力/MPa60～12060～12085～160成型周期5～2010～4020～60注射总周期20～5025～7040～120螺杆转速/r.min-150～12050～120成型条件玻纤增强PA6阻燃PA6填充增强PA6增韧PA6PP、PE、ABS、类合金料筒温度后部210～220210～220210～220210～220210～220中部230～240220～230230～240220～230220～230前部235～245220～230230～240220～230220～350喷嘴235～240225～230230～235230～235230～235模具温度/℃60～8040～6060～8040～6040～60注射压力MPa60～9020～6060～8040～6040～60成型周期7～125～107～125～105～10——改性PA6注塑时，工艺设定应根据改性组分的特性及加入量，在试验的基础上来决定，一般来讲玻璃纤维增强及填充增强PA6的成型温度应比纯PA6的温度高5～10℃。加工温度太高会引起改性组分的热降解，加工温度太低，共混物中的PA6塑化不好，均会影响制品的性能。尼龙66尼龙66化学名称聚己而酰己二胺，简称PA66。PA66其熔点为260～265℃玻璃化转变温度（干态）为50℃。密度1.13～1.16vg/cm3——PA66为半透明或不透明的乳白色，结晶型热塑性树脂。相对密度1.14熔融温度225℃，热分解温度370℃，连续使用温度105℃。——力学性能：未改性的PA66因为其高强度、硬度、刚度抗蠕变性和抗降解性，耐摩擦而著称，添加10～20％的橡胶状聚合物的PA66，抗冲击性能得到改善，但是强度和刚度有所降低。添加矿物质，特别是玻璃改性可以增强其硬度、强度、抗蠕变性和耐疲劳性。PA66的拉伸屈服强度随温度降低和吸水率的降低而降低，PA66的弯曲弹性模量随温度升高而明显降低。随吸水率的增加而降低，随着应变速度变大，弹性模量也会增加。——热性能：PA66是一种具有高熔点的半结晶高分子材料，只要未达到熔点温度就保持足够的刚性玻璃纤维增强改性有效的增加了高温下的刚性，同时降低了其热膨胀系数。正式基于这些原因PA66才在高温环境中广泛使用。PA66制品由于其各方面的原因以及相互之间相关因素相互影响，等诸如此类的因素，因此不能简单的根据标准化比较测试来估计PA66的热变形。——耐环境特性：PA66对绝大多数的油溶剂，即使在高温下也有良好的耐受性。——耐蠕变和耐疲劳性：PA66在较宽的温度范围内未添加的PA66都具有较好的耐疲劳性和抗震性。玻璃纤维增强的PA66则提供了更高的应力水平。——电性能：PA66具有良好的绝缘性能，体积电阻和表面电阻较大，抗电荷径迹性能也好。——吸水性和尺寸稳定性：纯PA66在饱和状态下吸湿量达8.5％改性的PA66吸湿量要小，其吸湿量与配方中的PA66含量成正比。B．PA66的成型加工——预干燥：PA66在成型加工前必须进行预干燥。其中以真空加热干燥为最佳，这样可以避免高温氧化分解，也有利于除去微量水分。真空干燥温度为85±5℃干燥时间为6～8h。——注射工艺：在注射过程中，注射机在温度控制，模具温度的设置对制品性能影响较大，注射机加热温度设置的原则是高于熔点10～20℃，具体的设定应根据制品的结构大小、厚度以及原料的性能来决定。改性PA66，特别是增强PA66的加工温度应比纯PA66高10℃但加工温度最好不超过280～290℃，否则引起PA66的热降解，对于阻燃PA66，应在熔点附近寻找一个合适的加工温度，加工温度太高引起阻燃剂的分解。大量的低分子存在于制品中严重影响其力学性能。产生内部：表现在制品易脆或表面起霜、花纹等缺陷。加工温度太低，PA66未能充分塑化，使制品存在局部应力。PA66工艺见（P63表2-22）（P63表2-23）3.第二节聚碳酸酯聚碳酸酯简称PC——PC的性能：PC的综合性能优异，尤其是具有突出的抗冲击性、尺寸稳定性和透明性，可见光透光率达90％以上，具有优良的力学强度和电绝缘性，较宽的使用温度范围（-60～120℃），吸水性低等，是其他工程塑料所无法比拟的。——PC加工特性：PC分子链的刚性较大，交替出现的链段较长，因而在通常情况下很少结晶，一般被认为是非结晶型塑料。其玻璃化温度较高，为149～150℃，熔融温度为215～225℃成型温度可以控制在250～310℃。PC的熔体粘度比其他的一般的工程塑料大得多，这对注射充模影响较大，因为注射长度随粘度得增大而缩短。PC熔体粘度受剪切速率得影响较小，而对温度变化则十分敏感，在注射时通过提高温度来降低粘度比增大剪切速率有效。PC的主链上堪忧苯环，使他刚性高，抗蠕变性好，尺寸稳定性好，但在成型过程中产生的内应力不易自行消失，成型后的制品应进行热处理。PC的主链上有酯基存在，容易吸水分解，在高温下即使微量的水分也会造成讲解而放出二氧化碳等气体，致使树脂变色，相对分子质量急剧下降，制品性能变劣，所以原料在成型前必须严格干燥。成型PC的螺杆式注塑机通常用，单线全螺纹等螺距，压缩渐变型螺杆，螺杆的压缩比为2～3长径比不小于15，最好为20：1或更大。使用锥形尖头或带有止逆环结构的螺杆，可以减少注射的逆流现象。喷咀口径约为螺杆直径的1/15或1/15。PC物料在成型加工前必须经过干燥，水分含量应在0.02％以下。热风干燥：110～120℃，24h料层厚度25mm，严格干燥过的PC物料置于保温料斗中，维持90～100℃，热风循环干燥。PC成型温度：通常控制物料温度为250～310℃使物料实际温度为280～300℃。PC成型加工温度控制应在物料塑化良好，又不至于发生热分解，能顺利完成注射范围内，所必须高于流动温度（240℃）低于分解温度（340℃）为了减小制品的内应力，可以适当的提高物料温度，降低成型压力，因为成型温度比成型压力调节熔体流动性更有效。喷咀温度可以与料筒前端温度相同或降低5～10℃，温度太高容易出现“流涎”现象，温度太低则引起喷咀堵塞或出现制品中又低温物料而造成缺陷。喷咀温度一般控制在260～310℃PC成型中的压力一般为80～160Mpa。成型压力克服熔体流向型腔的流动阻力。给予熔体充模速度即使对塑料进行压实。当注塑机有足够的锁模力，熔体在完全充满模腔之前，成型压力能，快速准确地由注射状态，转换为数值较低地保压状态，宜于使用较