玩具常用的塑胶材料特性.doc

玩具常用的塑胶材料
* b7 N4 n! I, j0 v- M一．ABS：丙烯睛—丁二烯—苯聚合物 4 i# u& `1 `7 _$ |% q) F* m* B3 k
1．三种成份的作用
8 P: P \8 x7 R" F, O. _7 ^9 R丙烯晴（A）——使制品较高硬度，提高耐磨性耐热性。 ; Q! k0 X. V; T) K" g
丁二烯（B）——加强柔顺性，保持材料韧性、弹性及耐冲击强度。 7 b6 Z* V9 L7 \% _1 _$ G
苯乙烯（S）——保持良好成型性（流动性着色性）及保持材料刚性（注根据组分不同派生出多种规格牌号）。 ( O8 P. M5 J" V* v! @5 G: Q
2．ABS具有良好的电镀性，是所有塑料中电镀性最好的。
- d& U) c0 I9 U& u- L: d3．ABS较GPPS抗冲击强度显著提高。
' X- _" I$ l: c0 u4．ABS原料浅黄色不透明，制品表面光洁度好。 4 }/ U$ }. L p I+ ^4 M7 `
5．ABS收缩率小，尺寸稳定。
5 [7 v y, ~! W$ U- A2 P: ?9 @6．不耐有机溶剂：如溶于酮、醛、酯、及氧化烃而形成乳浊流（ABS胶浆）。
7 U9 o" j4 h: R9 P3 [3 E7．材料共混性能：
W' a4 ?0 B5 E6 p/ ~+ h0 HABS+PVC~~~提高韧性，耐燃性，抗老化。 ( L* f6 S- L) y, I/ v. V
ABS+PC~~~提高抗冲击强度，耐热性。
; c5 S# Y: V# [$ w6 c* QABS 的成型工艺 + o4 H9 w0 O- H+ a+ f# l# A. I+ Z |
1．成型加工前需充分干燥，使含水率＜ 0.1%，干燥条件温度 85℃，时间3HRS以上。 ! W% d5 n) }; T9 y) b
2．ABS流动性较好，易产生啤塑披锋，注射压力在70~~100MPa，不可太大。
* \$ m2 f6 Z( `8 [2 }3．料筒温度不易超过250℃ ) t1 [# a! H* P' R0 S; _; V
前料筒 160~~~210℃、 中料筒170~~~190℃ 、后料筒 160~~~180℃ 过高温会引起塑胶成份分解、使流动性降低。
/ P/ K7 @/ Y8 w4．模温40~~80℃，外观要求高，模温也要高。 - N5 f. q* k! ^3 C t7 f
5．注射速度取中、低速为主。注射力80~~130MPa。
: {8 v( J- Y, y3 V, R" ]; m6．ABS内应力检验：以制品浸入煤油中2分钟不出现裂纹为准
# h. }- l5 k/ n; g* H二．MBS—透明ABS、聚甲基丙烯酸酯 —丁二烯—苯乙烯共聚物。
6 B$ j5 s* W9 S/ Y& d主要性质：透明、韧性好、耐酸碱、流动性好、易于成型着色、尺寸稳定。
. v5 |. E- f# e; n% l w5 b; \1 t
- A, [* h8 Z6 L2 s7 ^- m+ s% M# y3 Y7 }9 u; T; r
三．SBS—K料（透明）。丁二烯与本乙烯聚合物（KR01、KR03）。 ; ]# D. N d# p0 B3 |: Y
主要性质 ：透明、较好弹性、方便成型。
! [& B# f& }1 D) }& k0 H
, u9 \' _6 m) @% [1 m; w% Z! C. R, N* B- e9 C, b: \' S
四．PS料：聚苯乙烯（GPPS硬胶、HIPS改性聚本乙烯 GPPS—硬 HIPS——不碎。 6 m0 q a) s+ X: a9 R3 Y4 c
A）在GPPS中加于适量（5~~20%）丁二烯橡胶改性、从而改善了硬胶的抗冲击性。
) ?' ~, `# L) h% lB）颜色：GPPS--透明度高性碎，HIPS--不透明之乳白色或略显黄色。
: Y" n# @: D- x! ~5 KC）HIPS与GPPS根据需要可混合啤塑，GPPS成份越多制品表面光泽越好、流动性 8 v/ N# g9 m% v# p
越好。HIPS：GPPS=7：3或8：2可保持足够强度及表面质量。 5 @% s- `4 {+ _ L2 g9 ]
*聚本乙烯的成型工艺
8 @9 i! t t1 }0 p1 a4 G1．GPPS成型温度范围大（成型温度距降解温度较远）加热流动及固化速度快，故成型周期短，在能够充满型腔前提下，料筒温度应稍底、前料筒温度200℃、后料筒 160℃。 ! \! q: Z$ J D- F. M. \: y& L4 w- q, Z
2．GPPS流动性好，成型中不需要很高的啤塑压力（70~~~130PMa）压力太高反而使制 d$ h. [$ N P+ e& W9 }' E
残留内应力增加—尤其在喷油后胶件易开裂。（改性PS即HIPS流动性稍差于GPPS）。
% `! e2 A/ _# J8 c3 F3 K# ~3．注射速度宜高些以减弱熔接痕（夹水纹）但注射速度受注射压力影响大，过高的速成度可能会产生飞边（披锋）或出模时碎裂。 ! {5 }- M& F& _
4．模温：30℃~~50℃。
8 ?8 s6 s. T4 `$ o% f7 B# Q$ H1 p. Y5．聚苯乙烯（GPPS）因吸湿性小，一般成型前不须干澡，而改性聚苯乙烯（HIPS）须干燥处理温度60℃~~80℃干燥时间2HRS。 ; l0 @7 @7 x9 T# c2 c- P3 ~
q9 y% \8 I9 S1 Q
五．聚丙烯（PP）—百折胶、属结晶性塑料主要性质如下：
$ m( y5 }( n9 @7 ~+ H' t1．呈半透明色、质轻（密度0.91）可浮于水。 f. ~6 R. m9 n" M5 P2 @0 R( G
2．良好流动性及成型性、表面光泽、（着色处留痕状于PE）。 3 M/ k1 j: b5 i3 k3 f9 L
3．高的分子量度使抗拉强度高屈服强度（耐疲劳）高。
6 ~* y! y! N" M9 e& `6 t4．化学稳定性高，不溶于有机溶剂、喷油、烫、及粘结困难。
( ?+ d& z3 U+ \' ~5．耐磨性伏异，以及常温下耐冲击性好。
) Y+ I- |0 g: G' h6．成型收缩率大（1.6%）尺寸较不稳定、胶件易变形、缩水。 : i1 I9 d6 X3 l4 J
*聚丙烯（PP料）的成型工艺了解
& w& N! `7 y$ P1．聚丙烯的流动性好，较低的注射压力就能充满型腔。压力太高易产生飞边，但太低缩水会严重、注射压力一般在80~~~90MPa保压力取注射压力的80%左右、宜取较长保压时间补缩。
. b" C9 ] F% \) ]$ I0 R9 p2．适于快速注射、为改善排气不良、排气槽宜稍深取0.3mm。
( P6 P# c& H" Y( a& B3．聚丙烯高结晶度，前料筒200~~~240℃、中料筒取170~~~220℃、后料筒 160~~190℃、因其成型温度范围大，易成型、实际上为减少批锋及缩水而采用较低温度。 ; Q! w5 S0 H( U. Y
4．因材料收缩率大、为准确控制胶件尺寸，应适当延长冷却时间。
2 [; x5 n+ o7 j; z* k- q5．模温易取低温（20~~~40℃）模温太高使结晶度大，分子间作用强，制品刚性好、光泽度好、但柔软性、透明性差，缩水也明显。
" `- ]2 A: w4 w: T7 E2 Q% ?6．背压以0.1MPa为宜，干粉着色工艺应适当提高背压，以提高混炼效果。 8 Y1 z, _' @" o1 N' Q( P5 h

: r* s3 _& y2 o* S: L六．聚氯乙烯（PVC） ( t z1 d4 T6 y. R
聚氯乙烯（PVC）属非结晶性塑料、原料透明。 ; z6 [* ?* t4 c
主要性能如下
1 n- |- r- A" n% w% s3 A) D6 u( u1．通过添加增塑剂使材料软硬度范围大。 & q) f5 a& `& u! b: W
2．难燃自熄、热稳定性差。
$ @5 a* i$ F( m3．PVC溶于环乙酮、本氢呋喃、二氯乙烷、喷油水用软胶开油水（含环乙酮）。 0 y/ [5 }2 G$ a8 p7 U2 K1 u
4．PVC主要用于搪胶（和做公仔）。 7 Y1 _; x- ?, C( k
*聚氯乙烯（PVC）的成型工艺了解 9 @/ Z6 |9 O. C2 `6 ]- ]
1．软PVC 收缩率较大（1.0~~2.5%）PVC极性分子易吸水份，成型前需干燥，干燥温度85~~95℃、2小时。
2 k# G( M$ Z# z1 W& @, i0 m2．成型时料筒内长期多次受热、分解出氯乙烯单体及HCL（即降解）、.所以应经常清洗模腔及机头内死角。 7 |. n, P) [: U% Y4 ?2 z; W7 g; t
3．软PVC中加入ABS、可提高韧性、硬度及机械强度。
, P* y+ t( g2 V& g" i8 \" @& u7 s4．因PVC成型加工温度接近分解温度，故应严格控制料筒温度，尽可能用偏低的成型温度。同时还应尽可能缩短成型周期以减少溶体在料筒内的停留时间，料筒温度参数，前料筒160~~~170℃ 中料筒160~~165℃ 后料筒140~~150℃。 ; o0 C( b9 R y8 l9 ?/ Z. s6 B
5．针对易分解，流动性差，模具流道和浇口尽可能短，粗厚以减速少压力损失及尽快充潢型腔注射压MPa宜采用高压低温注射、背压0.5~~1.5MPa ，PVC制品壁厚不宜太薄，应在1.5mm 以上，否则料流充腔困难.。
% }! E# T3 E. v: [( [7 X( T3 p6．注射速度不宜太快，以免溶料经过浇口时剧烈磨擦，使温度上升，容易产生缩水痕.。 4 p; `) L8 h5 t
7．模具温度尽可能低（30~~~45℃左右）以缩短成型周期及防止胶件出模变形（必须时胶件需经过定型模定型）。 4 ^2 N, B( s& I d1 r3 d' `
.8。为阻止冷料堵塞浇口或流入模腔，应设计较大冷料井积存冷料。 ; J# S! K3 _: j8 ~
七．聚甲醛（POM赛钢）
z. r- U" p* P! x/ T0 Y聚甲醛（POM）俗称赛钢属结晶性塑料，主要性能如下：. # J. U/ n; A$ m( [# `3 g' }
1．聚甲醛为乳白色有光泽的塑胶。
! d6 w# R8 D5 x- p* M$ t; J; ^2．具有综合力学性能、硬度刚性较高、耐冲击性好且具有优良的耐磨性及自润滑性。
, c+ g# A% h# U0 F m3．耐有机溶剂性能好、性能稳定。 h/ `9 p' s3 |4 O
4．成型后尺寸较稳定、受温度环境影响较小。
+ n# v J0 o4 [. Y c5 C* Z*POM聚甲醛的成形工艺了解 0 `/ A' u. Y$ b; m5 M; j/ }8 v
1．聚甲醛吸湿性小（吸水率＜0.5%）成型前一般不予干澡或短时间干澡。
0 ?& A, l9 i3 C/ p4 y7 A# b2．成型温度范围窄、热稳定性差、250℃以上分解出甲醛单位（熔料颜色变暗）故单凭提高温度改善流动性有害且无效。正常啤塑宜采用较低的料筒温度及短小的滞留时间、而提高注射压力能改善熔料的流动性及制品的表面质量。（熔体流动性对剪速度度较敏感）。
e) p3 p; w3 {3 Y: W温度参数：前料筒190—210℃ 中料筒180—205℃ 后料筒150—170℃。
! B4 z( Y8 K) Y8 ?7 A( h' P压力参数：注射压力在100MPa左右、背压0.5MPa.。 - j. u9 K* h3 t0 G
3．模具温度：80—100℃为宜（一般运热油）。
1 l0 {* F; X6 z7 ~: L7 T0 q) _0 k4．POM冷却收缩率很大（2~~2.5%）易出现啤塑缩水故必须延长保压时间来补缩。 9 f- C9 g" [) o% T# L
八、聚乙烯（PE）“花料” " i P2 v% J' e8 L+ V4 o9 [4 }
聚乙烯（PE）俗称“花料”属结晶性塑料，其主要性质如下： ; d; T k( `) L2 s& P2 o
1．聚乙烯分高密度（HPPE）子力士及低度（LPPE）两种、随着密度高透明交减弱。. & \, v2 Z: h7 _+ v8 E) C# I. x5 V6 K8 f
2．聚乙烯为半透明粒子，胶件外观呈乳白色。
6 |# G& x+ P/ z3．聚乙烯具有柔软性，抗冲击性，延伸性和耐磨性、低温韧性好。 # a- B& _& O- I" W$ j' Y, Q" Y
4．常温下不熔于任何熔剂，化学性能稳定另一方面PE难以粘接。. 5 n* c* a" k: w9 m; L4 e" ~& k6 G
5．机械强度不高，热变形温度低，表面易划伤。.
: H% b+ U' ^7 _# i6 `( f' r. r" a- j5 m6．聚乙烯（PE）常用于吹塑制品。
g8 h# E/ Z# D- D5 k/ N: D4 U*聚乙烯的成型工艺了解 4 P. q% O; V c7 [
1．流动性好，成型温度范围广，易于成型。 ; ^1 d9 l$ ?% p* q; R
2．注射压力及保压不宜太高，避免啤件内，产生大的应力而致变形开裂，注射压力
. Y' _" j! A! j) X/ B) D0 B60~~70MPa。 & y/ Z+ @+ C+ R# ~! L
3．吸水性低加工前不须干燥处理。 8 @2 N* `2 G) R. F$ ^& t
4．提高料筒温度外观质量度好，但成型收缩率大（2~~2.5%）料筒温度太低制品易变形（用点浇口成型更严重、采用多点浇口改善翘曲），温度参数 ：前料筒200~220℃、中料筒180~~190℃、后料筒160~~170℃。
' ]8 {$ K% h" e& X- M5．前后模温保持一致（模温一般为20~~40℃为宜）冷却水不宜距型腔表面太近，以免局部温度差太大，使制品残留内应力。 + G7 ] K3 E. K% @7 v. k
提高模温、制品光泽好、但成型周期长。 5 u" ~! ]: H. W7 Y. j
降低模温、制品柔软性好透明度高，冲击强度高，模温太低急冷引起制品变形或分子定向造成分层，总之通过调整模式温可调节制品的硬度及柔韧性。 0 T" j2 O/ o8 f" \
6．因质较软，必须时可不用行位（滑块）而用强行脱模方式。
3 ?! f+ _/ f) ?! A4 U- h) g4 i* ]$ Z九、聚碳酸酯（PC）（价钱最贵） ' R* @5 E. T& [! z# R
聚碳酸酯（PC）俗称“防弹玻璃胶”属结晶性塑料主要性质：
4 R, V2 a$ _2 b3 I9 c1．外观透明，刚硬带韧性、燃烧慢、离火后慢熄。 " r5 |, d, L. c; F- e
2．PC料耐冲击性是塑料中最好的。 ' I! y9 N4 J0 d3 |7 `* y0 p V
3．成型收缩率小（0.5~~0.7%）成品精度高、尺寸稳定性高。 4 J% b1 V7 @! l( B5 R
4．化学稳定性好、但不耐碱、酮、芳香烃等有机熔剂。
$ q2 Y$ c% `( h: I+ [5．耐疲劳强度差对缺口敏感。
; b" ~. m5 o, ^2 J9 q2 Z0 }: K*聚碳酸酯（PC）成型工艺了解
/ l, ?. X/ @6 ^$ [ d$ h1．PC对微水份很敏感，成型前应充分干燥含水率0.015%干燥温度110~~120℃ 、12HRS。
$ P6 ?/ y% s& p2．流动性差，需高压注塑，但注塑压力太高会使制品残留大内应力，而易开裂。
: l1 o/ o7 L( V* ?- c0 k3．PC料粘度对温度很敏感，提高温度粘度下降，前筒 240~~260℃、 中筒260~~280 ℃、 后筒220~~~230℃不超过310℃。 ; y; a Y E% W- N. p
4．模具设计要求
4 Z1 i6 a3 S2 x9 E3 s9 e流道粗而少、流道抛光、型腔和型蕊应淬火或镀硬铬。
0 @9 T0 ^7 p1 g4 r5 W# B( |5．注射速度太快、溶体易破、浇口有糊斑、排气不良（困气）使制品烧焦。
% Z, x( }2 i; C$ ~$ |1 n6．模温80~~100℃。 5 R! y% @8 G% x) r3 i: J* V, \1 m
7．采用退火处理、125~~135℃ 2HRS、 自然冷却到室温。 & i# t( j! R: G& g+ ?- V; o8 i

; P) f/ q$ w6 U% G! I十、聚酰胺（PA）尼料
+ e$ _6 m( o, ^2 o: N3 T0 q$ S8 X聚酰胺俗称“尼龙”（NYLON）属结晶性塑料、有多种如尼龙6、尼龙66、尼龙1010等。 ' m# a9 J! R2 y; G: [- a
1．尼龙具有良好的韧性，耐磨性，耐劳性、自润滑性和自熄性。 9 V* l6 e! ]# Q: E/ v* o9 m) h
2．低温性能好，冲击强度高，并具有很高抗拉强度，弹性好。
, f2 Z. Y5 Z0 m. _7 V+ }1 |3．尼龙吸水性大，吸水后一定程度提高抗拉强度，但其它强度下降（如拉伸，刚度）收缩率0.8~~1.4%。 ( c; q' f4 f( \; F5 R) m
4．耐弱酸弱碱和一般溶剂，常温下可熔于苯酚（酚可作为粘合剂）亦可溶于甲酸及氯化钙的饱和甲醇溶液。 0 g- G$ Q9 ?! [. W
*尼龙成型工艺了解
% K: m0 m# |7 u/ e, |- ~/ ^1．在注塑前需充分干燥 ，干燥温度80~~90℃，干燥时间24HRS。
9 l1 ~' J/ O, @* ], x- {2．尼龙性粘度低、流动性好、易出现批锋（飞边）压力不易过高、一般为60~~90MPa。 * j8 L2 L, h3 E; p+ F- _) G
3．随料筒温度变化，收缩率波动大、过高的料温易出现熔料变色，质脆银丝。低于熔化温度的尼龙料很埂 ，会损环模具和螺杆，料筒温度一般为220~~250℃，不宜超过300℃。 7 ]' A" w" A: |' A2 P
4．模式温控制： ! y. J, o# H- q
尼龙是结晶性塑料，制品受模温影响大故对模温控制要求较高。
8 c2 _4 V8 }% E. v0 t! w模温高：结晶度大、刚性硬度、耐磨性提高变形小。
3 y6 w* n6 P* k1 V, P: ~6 z模温低：柔韧性好、伸长率高，收缩率小，模温控制在20~~90℃。
1 _; I* D! r6 S) W5．高速注射： 4 r t3 w4 Z) y3 E
尼龙熔点高即凝固点高（快速成型、生产效率高）为顺利充模（不使熔料降到熔点下凝固）、必须采用高速注射，对薄壁制品或长流距制品龙其如此制品壁厚较厚或发生溢边的情况下用慢速注射高速所致排气问题应予留意。
2 c# ]# [. m! f: b. x5 f6．退火处理与调温处理. `! M5 V4 j' z' k6 }9 X6 h7 h
a退火处理：经退火可使结晶度增大，刚性提高，不易变形和开裂 ，退火条件高于使用温度10~~20℃、时间10~~60分钟。
# r1 x5 `1 n. I, }9 Y6 D- Tb调温处理：保持尺寸稳定，对提高韧性改善内应力分布有好处，调温方法：浸沸水或醋酸钾溶液。醋酸钾：水=1.25:100 时间2~~16HRS。
' h1 O1 ^+ w8 V3 ?( P0 _: {9 P# y" Z1 m4 F o' u& K! K6 c+ O8 ^" H
十一.聚甲基丙烯酸酯（PMMA） % \* z; u1 \3 ]7 {: X
俗称“亚加力”即有机玻璃，属非结晶性塑料
2 R: Z8 {7 w1 s% ^. L* f9 m1．透明度高，质轻不易变形，良好导光性。
# E* c0 Z0 a9 a! I. a2．PMMA难着火，能绶慢燃烧。 ! u7 i, E1 D/ b$ r
3．不耐醇，酮强大碱，能溶于芳香烃、氯化烃（三氯乙烷可做粘合剂）。
0 E+ u y( c" Z0 u1 r4．容易成型、尺寸稳定。
& a6 J4 O& l) ]( t( @! Q, q5．耐冲击性及表面硬度均稍差，容易控擦花、故对包装要求较高。
8 |& @7 T9 o6 u' \*PMM成型工艺了解： 1 v. e* X! J0 P7 W
1．亚加力透明度高，啤塑缺陷如气泡，流纹，杂质黑点，银丝等明显暴露，故成型难度高制品合格率低 $ w, A+ p u& Z1 n3 f+ a0 R7 z# M U
2．原料充分干燥，干燥不充分发生银丝气泡等、干燥条件：温度95~~~100℃ 时间6HRS 料层厚不超过30mm，且料斗应持续保温，避免重新吹潮。
! j ]3 r/ O8 Z3．流动性差，宜高压成型，注射压力80~~100Mpa.保压压力为注射压力的80%左右，背压亦不宜再高防止浇口流道早期冷却，适当加长注射时间需用足够压力补缩。 - s6 ]9 g% j! \- ?+ b7 f; ?/ p1 _
4．注射速度
" [, D4 r. i) i* `/ G5 s注射速度对粘度影响大，不能太快、注射速度太高会引起塑件汽泡、烧焦、透明度差等、注射压力太低会使制品溶合线变粗。 ; J& k0 l9 T7 J! k0 [. e
5．料温 # O, W3 {( P% P) Y0 p& K! t) }2 t: f
流动性随着料筒温度提启而增大，但在能够充懑型腔的前提下，温度不宜太高，以减少变色，银丝等缺陷，前筒200~~~230℃、中料筒215~~235℃、后料筒140~~~160℃。
3 Z' i6 I$ d& d- {- d$ j. w6．模温高、制品透明度高，并减少熔接不良，尤其可减少制品内应力，且易充满型腔，模温一般在70~~90℃。
" K) q% a/ {5 K. B- L5 c5 q7． 模具的设计流通要简短，流畅，阔浇口有得成型。 7 _* O% u, E- L( }8 W( A' s
8．减少内应力
/ B" g9 m2 f8 r" N' a热处理温度70~~80℃、热风或水绶冷时间一般4HRS。
) q' W6 k# Z( t7 ?9 ?1 @9．减少啤塑黑点
2 X/ a8 R( R: x2 Q0 x/ [a保证原料洁净（环境清洁）。
0 l. h5 b) a8 O& Ib清洁模具。
( ^' j; |3 o5 A2 \# _8 @% k. kc机台清洁（清洁料筒前端，螺杆、喷嘴）.
% N( n- ]. K! |; q2 e' \, e: W2 Y10．模面保持光洁，镀络抗腐蚀，尽量少用不用脱模剂，增大模具出模斜度、方便脱模。