常用塑料的成型加工特点.pdf

常用塑料的成型加工特点常用塑料的成型加工特点 一，一，概论概论塑料制品生产主要有原料准备，成型，后处理机械加工，修饰，装配等过程组成。一般我们涉及到的是前两个过程。成型是将各种形态的塑料（粉料，粒料，溶液或分散体）制成所需形状的制品或配件的过程，成型过程大体包括原料的塑化，赋形，固化三个阶段。聚合物成型加工的本质就是一个定构的过程，也就是使聚合物结构确定，并获得一定性能的过程，这里所说的结构，主要指聚合物的聚集态结构，即结晶，取向以及其他特殊微观结构，如支化，交连，连转移等。而这些直接影响制品的性能，因此聚合物成型加工的重要任务就是通过定构过程，在满足制品形状，外观要求的同时，满足制品的使用性能。与加工性能。聚合物成型加工，整个体系包括，确定合理的原料配方，选择合适的成型方法，确定合理的工艺条件，对工艺设备提出合理的要求，从而获得最佳性能的制品。二，二，塑料的性能塑料的性能一般来讲，要考虑塑料的成型加工，首先与塑料的性能密不可分，塑料的性能主要包括：1.物理性能：如密度，玻璃化转变温度，融化温度，降解温度吸水性，透气性，结晶性，2.力学性能：拉伸，压缩，冲击，弯曲强度，摸量，断裂伸长率，耐长期应力开裂等。3.成型加工性能：流变性能，热传导性能，结晶性能，大分子取向性能，降解交连性能。4.电性能：相对介电常数，表面及体积电阻，介质损耗，击穿电压等。5.耐化学腐蚀性能：对酸，碱，有机溶剂等的耐受性。6.热性能：热变形温度，长期使用温度。7.耐环境老化性能。而第3点：成型加工性能，是我们重点考虑的因素。在加工过程中，制品的硬度，结晶度，熔体流动性是否易于流动充模，收缩率大小，是否发生分解，降解，交连等都是我们关心的。流变性能流变性能聚合物的流变性能是聚合物成型加工过程中最基本的特征，主要指应力作用下，塑料产生弹性，塑性和粘性变形的行为，以及这些行为与塑料的结构，性质，温度，压力和作用方式，作用时间等的关系。直接对聚合物材料的选用，加工工艺条件，加工设备，成型模具，产品质量等产生重要影响。.热传导性能热传导性能塑料的成型一般先加热，成型后，再冷却定型。加热与冷却的实质就是塑料的热传导。塑料在传热中，可能获得的温度梯度受到限制，由于塑料是热的不良导体，热源与被加热的塑料之间温差太大，就会导致局部温度过高，而引起塑料降解。塑料也不能冷却的过快，冷却介质与熔体之间温差太大，就会导致制品内部产生较大的内应力。引起制品变形。塑料熔体的粘度很高，难于对流传热，而流动过程中会产生剪切摩擦热，使熔体温度升高，有时会造成制品表面烧焦。许多塑料呈半结晶型，当受热熔融时，具有相态转变，从而吸收较多的热量，当其冷却时，结晶度与冷却速度具有密切关系。.结晶性能结晶性能通常，将塑料分成两类：一类是结晶型聚合物，另一类是非结晶型聚合物。塑料的结晶具有不完善性而且结晶速率，结晶度以及结晶结构等受诸多因素影响。在成型加工中，通过调整工艺参数，选用合适的成型加工设备来控制塑料的结晶条件，从而获得优良的制品，是非常重要的。大分子取向性能大分子取向性能塑料成型加工过程中，不可避免的会有不同程度的取向作用，一般有两种取向过程，一种是聚合物熔体中大分子，链段，再拉伸或剪切流动是，沿流动方向的流动取向。另一种是聚合物在受到外力拉伸时，大分子，链段或微晶等这些单元沿受力方向拉伸取向。三三 成型加工工艺特点成型加工工艺特点我们所涉及到的主要是粒料的加工，其工艺性能特点主要有：1.收缩率以粉料或粒料生产塑料制品常是在高温，熔融状态下在模具中成型的，当制品冷却到室温后，其尺寸将发生收缩。为了保证制品尺寸的准确性，在规定模具行腔的尺寸时 应结合收缩率而定出适当的放大系数。一般收缩率太大的制品容易发生翘曲，开裂。2.流动性，塑料在受热和受压下充满整个行腔的能力称为流动性。3.水分，塑料中常或多或少的含有水分。塑料中的水分过多时，使其流动性增大，成型周期增加，制品收缩率增大，多孔以及易于出现翘曲，表面带有波纹和闷光现象降低了制品的力学性能和介电性能。四四 下面就我们所常用的塑料（下面就我们所常用的塑料（HDPEHDPE，PPPP，PETPET），分别探讨，分别探讨一下：一下：l.PE 具有规整的分子空间排列，且链节又小，这是其为结晶型聚合物的内在条件。由于聚合方法不同，PE 主链上有支链长短和多少的差别。HDPE 近乎线形分子（分子链上平均每1000个碳原子中有5个甲基0.5个乙基），分子链能规整排列，堆砌紧密，易形成结晶结构，因而密度大（0.940.96/g,/cc），结晶度高（80%-95%）熔融温度（126-136），硬度，强度，刚性，韧性也相对较高。还有优良的耐热性（软化温度124-127，连续耐热温度120,分解温度为350），较好的耐溶剂性，耐蒸汽渗透性。一般，结晶度随温度升高而降低，HDPE 骤冷时可使结晶度下降40%，从而改变它的性能。熔体流动速率，指在规定的条件下，一定时间内，挤出熔融物料 的量。它反映熔体粘度的大小，是加工流动性的量度。对于HDPE，由于分子量较大（相对分子质量由十几万至几十万），密度大，粘度高，故熔体流动速率较低（0.14/g/10min），多以比浓粘度表示。HDPE 吸水率很低（0.03%），故而在加工时，不需要干燥处理。HDPE 挤出温度为165-260压力为35140MPa。注射时，成型温度180-250，模温50-70，注射压力为80-100 MPa。成型线收缩率为2%5%2.PP，聚丙烯和聚乙烯同属聚烯烃，必然有一定的共性，都是线形高分子化合物，几乎不含双键结构。仍为饱和的脂肪烃长链聚合物而且也是非极性的结晶高聚物。尤其在溶胀性，溶液性能（耐，酸，碱，有机溶剂和对水分的吸收膨胀等），以及电性能方面，很相似。但 PP 与 PE 在主链结构上有一定差异，PP 主链碳原子上交替存在着甲基，甲基的存在使主链略显僵硬，也使分子对称性下降，碳原子活化，使 PP 对氧更敏感，更不稳定。过热会导致 PP 分子链的断裂，而不是胶联。（通常添加复合抗氧剂，防老剂）。一般工业用 PP 的相对分子质量比 PE 相应数值要高，在22万70万之间。影响 PP 性能的另一个重要因素是等规度。即分子链上甲基排列顺序。（无规 PP 是一种无定形粘稠物，不能结晶，没有强度。）综合以上因素，等规 PP 的强度，刚性，硬度在常态下比 PE 要高。热氧化稳定性比 PE 差。PP 的耐热性比 PE 高，一般工业用PP（等规度90%-95%）的熔融温度为165-170，长期使用温度可为100-120,热变形温度/（1.86MPa）为56-67。PP（2401燕山牌）的熔体流动速率为23.5/g/10min，比 PE 大，流动性好。加工时，较之易于充模。由于 PP 熔融温度高，热氧化更敏感-，所以，应尽量缩短它在成型过程中的受热时间。PP 注塑成型时，注射温度200-230 模温20-60，注射压力70-100 PP 的密度0.90.91g/cc,吸水率0.020.03%（加工时，无须干燥），成型收缩率1.02.5%。一般 HDPE 高密度聚乙烯注塑加工过程中，如果塑件不满，可适当增加他的温度，压力，保压时间。相反的，如果塑件飞毛边，则相应减小以上的参数。而 PP 聚丙烯由于对温度敏感，通常以调节压力为主要办法。3.PET 聚对苯二甲酸乙二酯 PET 树脂分子中含有酯基，使其具有一定的吸水性（吸水率大于0.08%），制品吸水后性能变化不大。但料粒吸湿后，将其熔融时，即使少量水分的存在，也会导致树脂降解，导致分子链断裂，强度降低。因此，成型前必须干燥处理。建议130-150干燥3到5小时，150-170干燥2小时。干燥后，应放在干燥机中备用，防止再次吸水。PET 是具有明显熔点（258）的结晶聚合物，熔融后，具有良好的流动性，但可加工温度范围较窄（270-290）超过304时，树脂降解，制品发黑。PET 成型收缩率较大1.52%。