聚砜PSU材料的成型工艺

　　聚砜(PSU,也称PSF)是一种耐高温、高强度的热塑性工程塑料，有很高的力学强度、电绝缘性能、热变形温度和一定的耐化学腐蚀性，特别是热老化性、抗蠕变性以及尺寸稳定性都较好。

　　聚砜PSU材料性能

　　1、聚砜为琥珀透明固体材料，硬度和冲击强度高，无毒、耐热耐寒性耐老化性好，可在-100--175度下长期使用。耐无机酸碱盐的腐蚀，但不耐芳香烃和卤化烃。聚芳砜硬度高，耐辐射，耐热和耐寒性好

　　并具有自息性，可在-100-175度下长期使用。

　　2、通过玻璃纤维增强改性可以使材料的耐磨性大幅度提高。

　　3、可将聚砜与ABS、聚酰亚氨、聚醚醚酮和氟塑料等制成聚砜的改性产品，主要是提高其冲击强度和伸长率、耐溶剂性、耐环境性能、加工性能和可电镀性。如PSF/PBT,PSF/ABS,PSF+矿物粉。

　　聚砜PSU材料的用途

　　1、适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、仪器仪表零件及医疗器械零件，聚芳砜适于制作低温工作零件。

　　2、聚砜在电子电器工业常用于制造集成线路板、线圈管架、接触器、套架、电容薄膜、高性能碱电池外壳。

　　3、聚砜在家用电器方面用于微波烤炉设备、咖啡加热器、湿润器、吹风机、布蒸干机、饮料和食品分配器等。也可代替有色金属用于钟表、复印机、照相机等的精密结构件。

　　4、聚砜已通过美国医药、食品领域的有关规范，可代替不锈钢制品。由于聚砜耐蒸气、耐水解、无毒、耐高温蒸气消毒、高透明、尺寸稳定性好等特点，可用作手术工具盘、喷雾器、流体控制器、心脏阀、起博器、防毒面具、牙托等。

　　聚砜PSU的成型性能

　　1.无定形料,吸湿大，吸水率0.2%-0.4%，使用前须充分干燥，并防止再吸湿。保证含水量在0.1%以下。

　　2.成型性能与PC相似，热稳定性差，360度时开始出现分解。

　　3.流动性差，冷却快，宜用高温高压成型。模具应有足够的强度和刚度，设冷料井，流道应短，浇口尺寸取塑件壁厚的1/2-1/3

　　4.为减小注塑制品产生内应力，模具温度应控制在100-140度。成型后可采取退火处理甘油浴退火处理，160度，1-5分钟;或采取空气浴160度，1-4小时。退火时间取决于制品的大小和壁厚。

　　5.聚砜在熔融状态下接近于牛顿体，类似于聚碳酸脂，起流动性对温度比较敏感，在310度-420度内，温度每升高30度，流动性就增加1倍。故成型时主要通过提高温度来改善加工流动性。

　　聚砜PSU的典型应用范围：主要用于电子电气、食品和日用品、汽车用、航空、医疗和一般工业等部门;

　　制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽，绝缘套管、线圈骨架、接线柱，印刷电路板、轴套、罩、电视系统零件、电容器薄膜，电刷座，碱性蓄电池盒、电线电缆包覆。

　　聚砜PSU还可做防护罩组件、电动齿轮、蓄电池盖、飞机内外部零配件、宇航器外部防护罩，照相器档板，灯具部件、传感器。

　　代替玻璃和不锈钢做蒸汽餐盘，咖啡盛器，微波烹调器、牛奶盛器、挤奶器部件、饮料和食品分配器。

　　卫生及医疗器械方面有外科手术盘、喷雾器、加湿器、牙科器械、流量控制器、起槽器和实验室器械，还可用于镶牙，粘接强度高;

　　还可做化工设备(泵外罩、塔外保护层、耐酸喷嘴、管道、阀门容器)、食品加工设备，奶制品加工设备、环保控制传染设备。

　　聚砜PSU的注塑工艺

　　一、聚砜PSU注塑工艺特性/条件：

　　①PSU是非结晶型聚合物，无明显熔点，Tg为190℃，成型温度在280℃以上。制品呈透明性。

　　②PSU的成型特点与PC相似。熔体的流动特性接近牛顿流体、聚合物熔体粘度对温度较为敏感。当熔体温度超过330℃时，每提高30℃，熔体粘度可下降50%。

　　③尽管PSU的熔体粘度对温度敏感，其粘度仍然很高，成型过程中流动性较差;另外，熔体的冷却速度较快，分子链又呈刚性，因此，成型中所产生的内应力难以消除。

　　④显然，PSU的分子结构中无亲水基团，吸水性较小，平衡吸水性为0.6%，但在成型过程中，微量水分的存在，会因高温及强机械力作用导致熔体降解。因此，在注塑之前，必须进行干燥。

　　⑤过高的注射速率会使PSU熔体出现熔体破裂，限制了充模速率，造成充模困难。

　　二、聚砜(PSU)对注塑的要求：

　　一般选择精密耐磨的螺杆料筒组，要求如下：

　　①加工PSU时，通常选用的螺杆形式为单头、全螺纹、等距、低压缩比，其长径比在14～20之间;

　　②由于PSU的熔体粘度较高，为减轻螺杆转动的负荷，要求注塑机又有低挡调速装置，可在15～45r/min之间进行无级调速;

　　③为适应PSU成型加工的要求，对料筒温度的控制装置应具有在较高温度区域内自由选样调节，并有稳定的工作性能，温度要求在400℃左右;

　　④应选用配有加热控温装置的延伸式喷嘴。喷嘴的孔径大于5mm，由于熔体粘度大，不会产生流延。

　　三、聚砜(PSU)制品与模具设计：

　　对于PSU制品和模具设计时要注意如下几点：

　　①PSU熔体的流动性差，熔体流动长度与壁厚之比仅为80左右，因此，PSU制品壁厚不得小于1.5mm，大多在2mm以上。PSU制品对缺口较为敏感，因此，在直角或锐角处应采用圆弧过渡。

　　PSU的成型收缩率比较稳定，为0.4%～0.8%，熔体流动方向与垂直方向上的收缩基本一致。脱模斜度应该取50：1。

　　为了得到表观光洁明亮的制品，要求模具型腔的表面粗糙度为Ra 0.4以上。为了有利于熔体流动，要求模具的主流道短而粗，其直径至少为制品厚度的1/2以上，并具有3°～5°的斜度，分流道截面最好采用圆弧形或梯形，避免弯道的存在。

　　②浇口的形式可随制品而定。但尺寸应尽可能地大，浇口的平直部分应尽可能地短，其长度可控制在0.5～1.0mm之间。进料口的位置应设置在厚壁处。

　　③在主流道末端设置足够的冷料穴。由于PSU制品特别是薄壁制品在成型中需要较高注射压力和较快的注射速率，为使模胶内的空气得以及时排出，要设置良好的排气孔或槽。这些排气孔或槽的深度应控制在0.08mm以下。

　　④模具温度的设置应有利改善PSU熔体充膜时的流动性。模具温度可高达140℃以上(至少在120℃以上)。干燥工艺参：热风循环干燥：120～140℃，4～6h，料层厚度为20mm;负压沸腾干燥：130℃，0.5～1.0h。

　　四、聚砜(PSU)注塑工艺参数：

　　①料筒温度

　　提高料筒温度有利于降低熔体的粘度，但过高的料筒温度不仅使诸多性能(如冲击强度)下降，而且使塑料变色分解。

　　通常PSU熔体在400℃左右分解，但在实际注塑中，料筒温度达320℃以上就出现分解。当温度越过360℃时，分解明显。

　　影响PSU料筒温度设定的因素很多，但主要因素是熔体粘度与制品壁厚。当壁厚在5mm以下时，料筒温度可以取得高一些，可达到300℃以上，有些级别的PSU塑料可达到320℃以上，特殊级别的PSU塑料可达到350℃以上。当制品壁厚在5mm以上时，温度可控制在280～300℃之间。

　　②注射压力

　　尽管PSU熔体粘度对剪切速率敏感，但由于PSU熔体的流功性较差，必须采用较高的注射压力。

　　较高的注射压力可使制品的密度增加，成型收缩率降低，但对模具提出了较高的要求。一般选择在100 MPa以上，有时也可达140MPa。

　　③注射速率

　　通常，注射速率的提高有利于熔体的充模。但对PSU来说，由于冷却速率较快，如果注射速率控制不当，也会引起熔体破裂现象。因此，除品厚度在2mm左右，物料充模有困难需较高的充模速率外，一般采用小、低注射速率为宜。

　　④螺杆转速

　　由于PSU的熔体粘度较高，因此，要求螺杆转速略低为好，一般在15～45 r/min 为宜。

　　⑤模具温度

　　由于PSU的Tg高达190℃，因此可采用较高的模具温度但最高不超过160℃。模具温度的选择常以制品的厚薄而异。制品壁厚在2～5mm时，模具温度可控制在10～120℃之间。当壁厚超过5mm或2mm以下时，模具温度可高达140～150℃。

　　⑥成型周期

　　PSU在正常的加工温度下的热稳定性较好。在320℃下可以在料筒停留较长的时间，因此，成型周期的设置仅从生产效率角度考虑。

　　五、注意事项：

　　①PSU的成型温度较高，为此，要求在注塑前必须将料筒内清洁干净。

　　②PSU制品不宜含金属嵌件。由于热膨胀系数的差异，在嵌件周围容易产生应力集中问题，因此。尽量少用嵌件，或在成型时对嵌件进行预热。一般预热到200℃。

　　③PSU是无定形聚合物，制品呈透明。所以，在成型时应尽量少用或不用脱模剂;

　　④制品的后处理

　　由于PSU分子链的刚性较大，因此，制品的内应力较大，对其进行退火处理很有必要。热处理的—般原则：在热风循环风箱内，在其Tg以下10～20℃，时间为2～4h。