塑料在注塑加工热塑性塑料的成型过程中,仍然会因结晶,强内应力,残留在塑料零件中的残余应力大以及分子取向强而发生体积变化。因此,与热固性塑料相比,收缩率更大,收缩率宽且方向性明显。另外,成型,退火或调节湿度后的收缩率通常大于热固性塑料的收缩率。
在注塑加工模制塑料零件时,熔融材料的外层和型腔表面会立即冷却以形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差,塑料部件的内层被缓慢冷却以形成具有大收缩率的高密度固体层。因此,壁厚,缓慢冷却和高密度层厚度进一步缩小。另外,插入件的存在与否以及插入件的布局和数量直接影响流动方向,密度分布和抗收缩性等,因此塑料零件的特性对收缩尺寸和方向性影响更大。
进料口的形状,尺寸和分布等因素直接影响材料流动的方向,密度分布,压力保持和收缩以及成型时间。注塑加工直接进料口和较大的进料口部分(尤其是截面较厚的部分)收缩率较小,但方向性较大,而较短的进料口宽度和长度则方向性较小。靠近入口或与物料流方向平行的一侧收缩很大。
注塑加工成型条件模具温度高,熔融材料冷却缓慢,密度高,收缩率大。特别是对于结晶材料,由于高结晶度和大的体积变化,收缩率更大。模具温度分布还与塑料零件的内部和外部冷却以及密度均匀性有关,这直接影响每个零件的收缩率和方向性。另外,保持压力和时间也对收缩有很大影响。当压力大且时间长时,收缩小但方向性大。
注射压力高,熔融材料的粘度差小,层间剪切应力小,脱模后弹性回弹大。因此,也可以适当地减小收缩率。材料温度高,收缩率大,但方向性小。因此,在成型期间调节模具温度,压力,注射速度和冷却时间也可以适当地改变塑料部件的收缩率。
注塑加工根据各种塑料的收缩率,塑料件的壁厚和形状,进料口的尺寸和分布,塑料件各部分的收缩率,根据经验确定,并计算出模腔尺寸。对于高精度塑料零件,当难以掌握收缩率时,通常使用以下方法设计模具:
①试模确定浇注系统的形式,尺寸和成型条件。
②对要进行后处理的塑料零件进行后处理以确定尺寸变化(必须在脱模后24小时进行测量)。
③根据实际收缩率修改模具。
④再试一次模具,适当改变加工条件,以稍微改变收缩率值,以符合塑料零件的要求。
热塑性塑料的流动性通常可以通过一系列指标进行分析,例如分子量,熔体指数,阿基米德螺旋流动长度,表观粘度和流动比(加工长度/塑料壁厚)。
分子量小,分子量分布宽,分子结构规则性差,熔体指数高,螺旋流长,粘度低,流率大,流动性好。对于同名的塑料,必须检查说明手册以确定流动性是否合适。用于注塑。根据模具设计要求,常用塑料的流动性大致可分为三类:
①良好的流动性PA,PE,PS,PP,CA,聚(4)甲基戊烯:
②流动性中等的聚苯乙烯类树脂(如ABS,AS),PMMA,POM,聚苯醚;
③流动性差的PC,硬质PVC,聚苯醚,聚砜,聚芳基砜,氟塑料。
各种塑料的流动性也由于各种成型因素而改变。影响以下各项的主要因素如下:
①高温材料的温度增加了流动性,但不同的塑料也有其自身的差异,PS(特别是耐冲击型和高MFR值),PP,PA,PMMA,改性聚苯乙烯(例如ABS,AS),PC,CA等塑料的流动性随温度变化很大。对于PE,POM,温度升高或降低对其流动性影响很小。因此,前者应调节温度以控制成型期间的流动性。
②压力注射成型压力增加,熔融材料受到剪切作用,流动性也增加,特别是PE和POM更加敏感,因此应调节注射压力以控制成型过程中的流动性。
③熔融物料的形式,尺寸,布局,冷却系统设计,流动阻力(如表面光洁度,通道厚度,型腔形状,排气系统)等因素直接影响型腔内熔融物料的实际流动性,其中使熔融材料降低温度,并且增加流动性阻力,降低流动性。
注塑加工设计模具时,应根据所用塑料的流动性选择合理的结构。在成型过程中,还可调节材料温度,模具温度,注射压力,注射速度等因素,以适当调整填充条件,以满足成型需求。
根据结晶热塑性塑料在缩合过程中缺乏结晶的情况,可将其分为结晶塑料和非晶塑料(也称为非晶塑料)。所谓的结晶现象是,当塑料从熔融状态转变为缩合状态时,分子独立地,完全以无序状态运动,并且分子在稍微固定的位置自由地停止运动,并倾向于形成分子排列成为常规模型。种现象。
作为判断这两种塑料外观的标准,可以通过厚壁塑料零件的透明度来确定。通常,晶体材料是不透明或半透明的(例如POM),而非晶材料是透明的(例如PMMA)。但是,也有例外。例如,聚(4)甲基戊烯是具有高透明度的结晶塑料,而ABS是无定形材料但不透明。
注塑加工设计模具并选择注塑机时,请注意以下对结晶塑料的要求和注意事项:
①将材料温度提高到成型温度所需的热量需要具有大塑化能力的设备。
②在冷却和再循环过程中释放的热量很大,因此必须充分冷却。
③熔融态和固态的比重之差大,成型收缩大,并且容易发生收缩和孔隙。
④快速冷却,结晶度低,收缩率小,透明度高。结晶度与塑料零件的壁厚有关,壁厚冷却缓慢,结晶度高,收缩率大,物理性能良好。因此,结晶材料应根据需要控制模具温度。
⑤各向异性大,内部应力大。脱模后未结晶的分子具有继续结晶的趋势,处于能量失衡状态,并且易于变形和翘曲。 ⑥结晶温度范围狭窄,容易将未熔融的材料注入模具或堵塞进料口。
热敏感性是指某些塑料对热更敏感的事实。如果长时间高温加热或进料段太小,则剪切效果大时,物料温度升高,容易变色,降解和分解。塑料被称为热敏塑料。
例如硬质PVC,聚偏二氯乙烯,乙酸乙烯酯共聚物,POM,聚氯三氟乙烯等。热敏塑料在分解时会产生单体,气体,固体和其他副产物,尤其是某些分解后的气体会刺激,腐蚀或有毒。人体,设备和模具。因此,应注意模具的设计,注塑机的选择和成型。应该使用螺杆注塑机。浇注系统应具有较大的横截面。模具和机筒应镀铬。不应存在角度滞后。稳定剂,削弱其热性能。
塑料(例如PC)即使含有少量水,也会在高温高压下分解。这种性质称为易水解,必须预先加热和干燥。
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