常用塑胶的识别及特性
1、聚烯烃系列(指乙烯、丙烯、丁烯的均聚物和共聚物) PE、PP。
还有低密度聚乙烯LDPE,线型低密度聚乙烯LLDPE,中密度聚乙烯MDPE,高密度聚乙烯HDPE,超高分子量聚乙烯UHMPE,氯化聚乙烯CPE,乙烯—丙烯共聚物、乙烯—醋酸乙烯共聚物EVA,聚丙烯PP,氯化聚丙烯PPC,增强聚丙烯RPP,聚丁烯PB。
聚乙烯,PE。结晶性,外形呈乳白色球形或圆柱形,密度全部小于水0.80—0.965可指甲划花其产品,燃烧为蓝色黄顶焰,有石蜡油渣味。烧速快,无黑烟及焦炭,熔化后水般清澈透明。
吸水性小0、001以下,可不干燥,熔点为108——260℃间。收缩率15——25‰间。成型常用增加压力来改变其流动性。最小厚度在0、08MM,因易翘曲变形要有足够的脱模斜度,排气需在0、03MM以下,模具温度选择较重要;高模温70℃左右,制品结晶度高,硬度刚性好,透明性较差,收缩大,变形小;模温35℃左右结晶度低较透明,收缩方向明显,内应力大易变形。
聚丙烯PP。结晶性塑料。白色有石蜡状态的颗粒,比聚乙烯轻而透明,百折胶,密度比水小0.91左右,燃烧为蓝色黄顶有石蜡及油渣味。烧速快。不可用指甲划花产品,无烟比PE更透明。
水份含量在0.5‰以下可不干燥,干燥温度为80℃1-2H.熔点164-170℃,成型温度180-270℃。收缩率大10-25‰间,由于熔融后体积膨胀大,常用设备容量的50-60%,成型中常用压力改变其流动性。由于收缩大必须有足够的脱模斜度,壁厚最小0.09MM,由于流动性较好易排气不良,除最少在有0.03的排气槽外,有锐角处极易困气必须用圆弧过渡。
PP料制品受模温的影响也较大,面积大、肉厚的制品常用较高模温以防变形、翘曲,一般制品用较低模温可。PP、PE料的制品对肉厚、大面积的产品若选用针形浇口(0.08mm-1.0mm)必须用高压高速冲填模腔以改善气泡气纹之缺点。要有足够的保压时间和压力。
2、聚苯乙烯系列 PS、AS、ABS,丙烯腈苯乙烯是SAN。
聚苯乙烯PS。无色透明、质硬颗粒。由于体积与密度相近(1.05)左右,故用作注塑机产品系列标准。燃烧为黄色火焰,烧速FAST,有浓烟及焦炭,苯乙烯及橡胶味,非结晶料,无明显熔点。成型140-260℃型间,300℃开始分解,吸水性在1‰以下可不干燥,也可80℃1-2H干燥。
常用的为GppS和HIPS,内应力、易破裂是成型中的大难题,常不使用嵌件成型,壁厚要均匀。肉厚最小0.8MM以上,不可有尖角、缺口存在,要有足够的出模斜度及良好的顶出面积和顶出同步性。有0.03MM的排气,收缩率在5-8‰间。成型中可选用升高温度或增加压力来改变其流动性,压力影响更明显.模温常选较高以控制内应力,GppS为透明脆性的,HIPS为改性抗冲击性的。
内应力:材质分子间作用力受注射力和模腔压力的作用后加巨的一种表现。
ABS。 一个大簇型材料,分通用级、抗冲级、高抗冲级、耐寒 耐热级、阻燃级、增强级等。具有良好的刚性及尺寸稳定性,良好的加工性。属非结晶性复合共聚物。由:丙烯腈A(改善耐油性的化学性)+丁二烯B(增加冲击韧性)+苯乙烯S(增加流动性)三元共聚而成。
密度1.06-1.10间。ABS为浅象牙色之颗粒,燃烧为黄色火焰,烧速FAST,有苦味及橡胶味。有黑烟及焦炭,制品断口易发白,焦炭有蜂窝状(475为光滑的,断口更易发白)。ABS成型温度180-235℃间,270℃开始分解,温度过高流动性反降低(250-270℃)。
须80℃干燥2-4H,成型中常用压力改变其流动性。常选螺杆压缩比为2.0-2.5:1的形式,射咀选用短150MM以下。射咀应选用150MM以下的短形式的,收缩率在3-6‰间,要有足够的脱模斜度,壁厚最小0.8MM以上,常选1.5-4.5MM间。电镀品要求更厚,顶出的面积和同步性要好,要有0.04MM排气,由于在模腔内冷凝较快,所以浇口厚度必须大于制品厚度的1/3。
模温在ABS料成型中较重要,对表观要求高的及电镀品必须使用高模温,特厚产品或厚薄悬殊的产品必须使用低模温。
聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。
非结晶性材料,最大特点透明性良好。俗称有机玻璃,缺点为表面硬度不高,易擦毛、易脆。流动性差,易产生内应力,密度1.17-1.20间。燃烧为黄色火焰,酒精味。烧速FAST,无烟。160℃开始熔融,成型温度常选230-265℃间,270℃开始分解。
易吸水,成型前必须85℃左右干燥2-4H。因流动性较差成型中常用升高温度的方法来改善其流动性,而非提高注射压力和速度。由于PMMA质硬、性脆、易破裂、易产生内应力,所以制品必须有足够的脱模斜度,制品尽量避免缺口或尖角,最好用圆弧过渡,肉厚不可太薄大于1.0MM,浇口常用薄而宽或扇形的。收缩率在5-7‰,要有0.03MM以下的排气。
模温在PMMA成型中也是重要参数,特薄及形状复杂的产品模温控制在65℃左右,有利于制品透明度,模温在100℃以上有损透明性,特厚及一般制品则用冷却水成型,由于制品的特殊性及内应力存在对顶出要求特高,除了有有效的顶出面积和平衡性外,还要余料易去除或在产品上不留痕迹。
聚酰胺系列PA
PA俗称尼龙。结晶性材料。PA是一类大的种簇团,除了有常用的PA6、PA66的二元、三元共聚物外,还有常用的PA4—13、66、610、1010及透明尼龙。还有特殊的PA6T、PA9T等增强工程塑料。
密度1.10-2.60间。PA是承力制件的首选料,同时还有优良的韧性、自润滑性,耐化学性、无毒等,用途非常广泛,也是齿轮的常选料。
PA料一般为白色半透明或不透明颗粒,燃烧有滴下,会自动熄灭,火焰为蓝色黄顶,烧速SLOW,无烟有泡沫,伴有毛发烧焦味。PA吸水性强,成型前必须85-120℃干燥2-6H。熔点152-265℃间流动性非常好,成型温度必须高于熔点,成型中常用压力来改变流动性,而PA料又极易氧化变色,所以温度又常选较低温度成型,又由于冷凝速度极快,所以也常选快速冲模,但其又极易溢边和排气不良,所以速度也要控制,一般取二者综合值。
因此要根据产品的实际情况进行多方面调整工艺。PA收缩率大15-25‰间,溢边值在0.03以下,所以排气在0.025以下.厚度一般不低于0.8MM,要有一定的脱模斜度,浇口直径一般为壁厚的2/3—3/4,低于0.8MM较难成型,流道必须有一定的冷料穴U,否则会给制品带来缺陷及成型困难,模温对PA料成型也有显著影响,特厚及特薄产品均要较高模温(80—120℃),一般壁厚在5MM以下可以冷却水,5MM以上要用模温,跟浇口封闭时间有关。
聚甲醛POM
一、 结晶性塑料俗称赛钢,是高密度、高结晶性的线性聚合物。有共聚和匀聚两种,密度1.41-1.425间,结晶度达70-80%原料为白色或带色之粒.燃烧为蓝色火焰伴有浓烈的刺激甲醛味.烧速SLOW,无烟.有优良的耐磨性和自润滑性,齿轮的首选材料.过多吸入甲醛致癌, POM+PVC产生的气体会引起爆炸,禁止此两种材料混入同一料筒里。
POM材料产品可在-40—100℃温度范围内使用性能保持不变,吸湿性在2.5‰以下可不干燥或80℃干燥2h,熔点165--175℃,成形温度175--200℃间,215℃停留会分解,240℃严重分解出甲醛损害人体和设备,结晶度高收缩率大15—25‰熔体冷却到室温体积变化为21﹪所以成形时注射量应控制在理论注射量的70﹪以下。
成形中保压力和保压时间对收缩率起决定性作用,充模中要改变其流动性既不是增加注射压力也不是提高温度,而是靠改变熔体的充模速率.同时模温提高到80℃以上对流动性也有明显改善,凝固速度极快,160℃开始凝固,因而产品表面易产生折皱、斑纹、熔接痕、要注意浇口封冻时间的选择。
POM料的产品主要以控制尺寸为主。所以对模具精度要求较高,对锁模力要求较高。壁厚最小1.0MM以上,低于0.8MM难以成型,尺寸精度与壁厚及浇口尺寸有很大关系,POM常选长方形浇口,浇口尺寸在1.0-2.0MM间,收缩率大要有相对出模角度,在有0.02MM以上排气,模温对尺寸精度的影响非常大,65-85℃是POM的最佳模温,在这一一温度下的产品尺寸变化量小。
高模温状态下冷却时间的长短对尺寸精%%度的影响显著,冷却时间长尺寸有增加趋势,反之则巨减。加工中POM的再生料反复10次使用制品性能不影响。
聚氯乙烯PVC
PVC属于热敏性非结晶材料,成型用的PVC中有多种添加剂,如稳定剂、增塑剂、润滑剂、填充剂等。原料通常是抽粒而得,燃烧有黄色绿边火焰,无滴下。烧速快。
有盐酸刺激味,有白烟。其成型温度窄160-195℃,不可超过210℃否则严重分解出HCL气体腐蚀设备及对人体环境有害。如果HCL含量达到0.2%时物料就会严重分解,制品变色,这种情况一旦发生要及时用PP料清洗炮筒。通常成型前无需干燥或75℃干燥2H,由于PVC是热敏性材料,所以成型中只有能用增加压力来提高充模性,常用高压低速,速度过快会引起熔体破裂。
收缩率在6‰左右。PVC成型中料筒温度的设定非常重要,首先要保证成型机的温控要灵敏,在从加料管到计量段阶梯式提高10-15℃由于PVC通过射咀时有强剪切作用,所以射咀温度必须比计量段低10-20℃以防物料分解。
所使用的螺杆有PVC专用(无止逆环),没有使也必须是双合金螺杆及料筒。螺杆的转速不可太高20-50r/min,可不用或用少量背压。由于PVC流动性较差,故制品壁厚在1.2mm以上,也要有一定的脱模斜度,流道必须有足够的冷料穴,通常为短而粗的。易溢边,有0.03mm的排气,模温常使用冻水或冷却水控制在40℃以下。
6、聚对苯二甲酸丁二(醇)酯PBT、PET 结晶性聚合物,常用的为玻纤增强,有加阻燃剂,用途非常广泛,与PA、PC、POM、PPO、列为最常用的五大工程塑料。
PBT一般为白色或有色之粒燃烧为黄色蓝边之焰,橡胶味,烧速快,伴有黑烟及焦炭。吸水性强,成型前必须100-120℃干燥2-4h,PBT熔点225-235℃间,结晶度达40%以上,成型收缩率较大15-25‰间流动性较好,成形中首先用压力改变其流动性,成型用PBT 中常加有阻燃剂,成型温度在235-270℃间,280℃开始分解。加料段、压缩段、计量段的温度要有15-20℃的梯度。加工制品的总用料量必须控制在设备理论值的30-80%间。
否则物料极易分解。PBT流动性良好极易产生披锋及烧焦,所以必须有足够的排气,排气槽又要控制在0.025mm以下,收缩率大,制品厚度常取较薄,必须有足够的脱模斜度,浇口尺寸一般为产品厚度的2/3—3/4间较易成型,螺杆转速要低,模温对PBT成型有作用,PBT有冷凝速度极快,较低温度下也能结晶的特点,一般制品可采用冷却水冷却模具。
对那些尺寸精度要求较高,变形要小形状复杂的产品必须使用70-80℃模温或120℃以上。PBT成型完成必须对炮筒及时清洗以防物料分解后腐蚀设备。
聚碳酸酯PC
PC具有透明性好、尺寸稳定、刚性和柔韧性兼容的特点。密度1.16-1.26间熔融粘度极高、流动性差,本属于结晶性材料,但只能在某种特定条件下才能生成极小的晶核。所以常视为非结晶性物来设定或调整参数。
PC原料为无色透明之粒,燃烧会滴下和自动熄灭,烧速慢,橙色或黄色火焰,酸味,有黑烟及焦炭。
PC流动性极差,其流动性受温度影响最大,其次是压力,模温最小。成型中常用压力来改变其流动性,成型温度达265-330℃,340℃开始分解,收缩率在5-7‰间,加工的制品总胶量应控制在设备的70-80%间较好,设备的温控要准制品厚度一般不低于1mm,要有足够的脱模斜度,若有尖角或缺口存在极易产生内应力。
嵌金属件的胶位要大于或等于其直径,制品厚3mm以下总长250mnm以下浇品直径最小0.8mm要有0.03mm的排气,流道常取短而粗.PC成型前必须120℃干燥4-6h对针形浇口1.0mm以下厚度在5mm以上的制品必须高压高速充模,否则外观缺陷无法改善.成型中内应力的存在是PC料的一大难题,回料常以低转速配以中等背压,通常选用高料温、高模温配以较低保压的工艺。
为防止熔体破裂射出速度不可太快,常用多段射出,所得梯度也不可过大。模温常选85-120℃的高模温,一般不超过140℃。PC停止生产后必须用PP过机。
聚苯醚PPO
PPO为新型工程塑料,非结晶物,纯PPO不具成形加工性,所使用的PPO为改性的。化学性、尺寸稳定性极好,可在-127-120℃范围内使用制品仍保持很高的机械强度,PPO极难燃烧,沉于水。
密度1.06-1.07间燃烧有橙黄色火焰,酚味,燃烧速度特慢。PPO成型前必须120℃以上干燥4-6h所做制品总胶量必须控制在设备理论值的50-70%间才稳定,设备温控要精确,能在400℃内自由选择,螺杆的压缩比要偏大值,设备要有足够的锁模力,制品厚度不低于1.2mm,,流道与浇口一定要短而粗,浇口深度在制品厚度的3/4以上较好成形,厚薄悬殊不可过大,否则内应力会集中。
收缩率较小5-7‰,但机械强度高仍要求有脱模斜度,有纹字的斜度要更大。模具也须有0.03-0.05mm的排气。PPO成形温度在280-320℃间,350℃开始分解炮筒温度以压缩段为最高点,300℃以上停机7min必须清空炮筒内的残胶,否则料花无法改善,由于流动性极差,凝固速度极快,成形常用高压中速充模,由于极易产生内应力常选低保压和短时间。
PPO的模温控制在65-85℃可,形状复杂的可升至于100-150℃,大体积的易翘曲变形的可选冷却水控制模温。PPO停机后要及时清洗炮筒,再生料可反复10次使用制品性能基本不变。 PC、POM、PA、PPO列为四大工程塑料,PBT加上称之为五大工程塑料。
聚砜PSU
PSU是特殊工程塑料高的机械强度、电绝缘性及热稳定性,尺寸稳定性好,非结晶物。PSU原料为透明带琥珀色颗粒,也有各种色、透明或不透明的,燃烧为橙色焰有滴下会自动熄灭,伴有硫磺味,烧速快伴有黑烟及焦炭。PSU成形前必须120℃以上4-6h干燥。
成形温度280-350℃间360℃分解较严重,流动性与PC极相似,温度达到330℃时每提高30℃流动性增加50%,收缩率小4‰左右,流道要短而粗,制品厚度在5mm以下不易成型,射咀孔径在5mm以上。
要使用低压缩比的螺杆,要低转速回料浇口的厚度在制品厚度的1/2-2/3较好成形,极易产生内应力,厚薄要匀一,要有足够的冷料穴,排气可达0.08mm成形中常用高压低速充模,速度过高会导致熔体破裂,除了制品厚度在2mm以下用高速外其他均以中低速充模.PSU的模温一般视制品厚度而定,2-5mm用110-120℃,2mm以下5mm以上用140-150℃,制品可在160-190℃温度下脱模.
其它还有PPS、PEI、LCP等特殊工程塑料,其成形温度在340-400℃间收缩极小1-2‰以下,模温在145℃左右。
10、玻纤增强树脂:常用的有PA+GF、PS+GF、PP+GF、ABS+GF、PBT+GF、PC+GF、POM+GF、PPO+GF、PSU+GF、PU+GF等。
都有以下特点:
1、机械强度高;
2、耐热性能提高;
3、受热后体积膨胀小,尺寸稳定性增加;
4、流动性差,易浮纤,缺口、接合线处强度低,成形温度要比增强前高10-30℃,常选中压、中速或高速充模。
5、产品易产生取向。收缩小但方向明显,沿料流方向小,垂直此方向大;
6、产品性能易出现波动,玻纤与树脂的不相熔性导致成形加工难,外观及机械物理性带来不良;
7、制品表观光洁度不佳,易浮纤,熔接线明显及有烧焦现象。
加工加纤树脂的成形机必须配有高压高速充模性能,温控要精确,要有足够的锁模力,螺杆及料筒必须为双合金或耐磨型,喷嘴孔径在4mm以上,为敞开式,回料一定要低转矩。
模具要有良好的排气0.05mm左右可,厚薄不宜过大,以防翘曲,浇口、流道要求粗而短,要选用较大的脱模斜度,浇口应设在厚壁处,流道末端要有足够的冷料穴。 成形用增强树脂通常为玻纤增强,玻纤含量在10-40%间,10%以下增强效果不明显,大于40%增强性能无明显改善,常在25-30%间成形前都要干燥处理,通常选用除湿干燥机效果较好。
除成形温度要比原来增加10-30℃外,工艺都要用高压、中快速充模。模温要选用相对高模温,螺杆回转一定要低转矩,短纤维要选用较高背压,长纤维背压不可过高,以防物料分解。再生料不可使用过多以防下料不匀,机械强度不足,尺寸不稳定,停机时必须及时清洗炮筒。
除以上还有不常用的如下:
1、丙烯腈苯乙烯(SAN)火焰为黄色,苯乙烯苦味,烧速FAST。有黑烟及焦碳。
2、纤维素类,火焰为黄色有火花,醋味。烧速slow,有黑烟及焦碳。
3、聚氨基甲酸酯(pu),火焰为黄色,微弱苹果味,烧速FAST。少许黑烟。
4、聚甲基戌烯(TPX)火焰为蓝色,没有味道烧速FAST。水般清澈。
除热塑性外还有热固性塑料。热固性塑料常用低熔融温度(30—130℃)高模温(140—300)℃交联固化成型。