塑料中常用透明原料的特性与注塑工艺模板.doc

塑料中常见透明原料特征及注塑工艺  

　　因为塑料含有重量轻、韧性好、成型易。成本低等优点，所以在现代工业和日用产品中，越来越多用塑料替换玻璃，尤其应用于光学仪器和包装工业方面，发展尤为快速。不过因为要求其透明性要好，耐磨性要高，抗冲击韧性要好，所以对塑料成份，注塑整个过程工艺，设备，模具等，全部要作出大量工作，以确保这些用于替换玻璃塑料（以下简称透明塑料），表面质量良好，从而达成使用要求。
　　 现在市场上通常使用透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯（即俗称亚加力或有机玻璃，代号pmma）、聚碳酸酯（代號pc）。聚对苯二甲酸乙二醇脂（代号 pet）、透明尼龙。as（丙烯睛一苯乙烯共聚物）、聚砜（代号psf）等，其中我们接触得最多是pmma、pc和pet三种塑料，因为篇幅有限，下面就以这三种塑料为例，讨论透明塑料特征和注塑工艺。

　　 一、透明塑料性能
　　 透明塑料首先必需有高透明度，其次要有一定强度和耐磨性，能抗冲击，耐热性要好，耐化学性要优，吸水率要小，只有这么才能在使用中，能满足透明度要求而长久不变，下面列出表1，比较一下 pmma、pc和pet性能。  
　　表1：透明塑料性能比较
材料
密度
抗拉强度
缺口冲击
透明度
变形温度
许可含水量
收缩率
耐磨性
抗化學性
pmma
1.18 g/am2
75 mpa

1200 j/m2
92%
95℃
0.04
0.5
差
良
pc
1.20 g/am2
66 mpa
1900 j/m2
90%
137℃
0.02
0.6
中
良
pet
1.37 g/am2
165 mpa
1030 j/m2
86%
120℃
0.03
2
良
优

注：（1）因品种繁多，这只是取平均值，实际不一样品种数据有异。  
　 （2）pet数据（机械方面）为经拉伸后数据。
　　 从表1数据可知pc是较理想选择，但主于其原料价贵和注塑工艺较难，所以仍以选择pmma为主，（对通常要求制品），而ppt因为要经过拉伸才能得到好机械性能，所以多在包装、容器中使用。

　　二、透明塑料注塑过程中应注意共同问题
　　 透明塑料因为透光率要高，肯定要求塑料制品表面质量要求严格，不能有任何斑纹、气孔、泛白。雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺点，所以在整个注塑过程对原料、设备。模具、甚至产品设计，全部要十分注意和提出严格甚至特殊要求。其次因为透明塑料多为熔点高、流动性差，所以为确保产品表面质量，往往要在机高温度、注射压力、注射速度等工艺参数作细微调整，使注塑料时既能充满模，又不会产生内应力而引发产品变形和开裂。
　　 下面就其在原料准备。对设备和模具要求、注塑工艺和产品原料处理几方面，谈谈应注意事项。  

　　（一）原料准备和干燥因为在塑料中含有任何一点杂质，全部可能影响产品透明度，所以在储存、运输,加料过程中，必需注意密封，确保原料洁净。尤其是原料中含有水分，加热后会引发原料变质，所以一定要干燥，并在注塑时，加料必需使用干燥料斗。还要注意一点是干燥过程中，输入空气最好应经过滤、除湿，方便确保不会污染原料。其干燥工艺如表2，

表2，透明塑料干燥工艺：
材料
干燥温度（℃）
干燥时间（h）
料层厚度（mm）
备注  
pmma
70～80
2～4
30～40  

pc
120～130 >
6<
30
采取热风循环干燥  
pet
140～180
3～4

采取连续干燥加料装置为佳

　　（二）机筒、螺杆及其附件清洁  
　　为预防原料污染和在螺杆及附件凹陷处存有旧料或杂质，尤其热稳定性差树脂存在，所以在使用前、停机后全部应用螺杆清洗剂清洗洁净各件，使其不得粘有杂质，当没有螺杆清洗剂时，可用pe、ps等树脂清洗螺杆。当临时停机时，为预防原料在高温下停留时间长，引发降解，应将干燥机和机筒温度降低，如 pc、 pmma等机筒温度全部要降至 160℃以下。（料斗温度对于pc应降至100℃以下）  
　　（三）在模具设计上应注意问题（包含产品设计）  
　　为了预防出现回流动不畅，或冷却不均造成塑料成型不良，产生表面缺点和变质， 通常在模具设计时，应注意以下几点。
　　a）壁厚应尽可能均匀一致，脱模斜度要足够大;  
　　b）过渡部分应逐步。圆滑过渡，预防有尖角。锐边产生，尤其是pc产品一定不要有缺口;
　　c）浇口、流道尽可能宽大、粗短，且应依据收缩冷凝过程设置浇口位置，必需時应加冷料井；  
　　d）模具表面应光洁，粗糙度低（最好低于0.8）；  
　　e）排气孔、槽必需足够，以立即排出空气和熔体中气体；
　　f）除pet外，壁厚不要太薄，通常不得小于1mm。
　　 （四）注塑工艺方面应注意问题(包含注塑机要求)
　　 为了降低内应力和表面质量缺点，在注塑工艺方面应注意以下几方面问题。
　　a)应选择专用螺杆、带单独温控射嘴注塑机;  
　　b)注射温度在塑料树脂不分解前提下，宜用较高注射湿度；
　　c）注射压力：通常较高，以克服熔料粘度大缺点，但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形；  
　　d）注射速度：在满足充模情况下，通常宜低，最好能采取慢一快一慢多级注射；  
　　e）保压时间和成型周期：在满足产品充模，不产生凹陷、气泡情况下；宜尽可能短，以尽可能减低熔料在机筒停留时间；  
　　f）螺杆转速和背压：在满足塑化质量前提下，应尽可能低，预防产生解降可能；  
　　g）模具温度：制品冷却好坏，对质量影响极大，所以模温一定要能正确控制其过程，有可能话，模温宜高部分好。  
　　（五）其它方面问题  
　　因为为要防上表面质量恶化，通常注塑时尽可能少用脱模剂；当用回用料时不得大于20％。  
　　对于除pet外，制品全部应进行后处理， 以消除内应力，pmma应在70－80t热风循环干燥4小时； pc应在清洁空气、甘油。液体石腊等加热110－135℃，时间按产品而定，最高需要10多小时。而pet必需经过双向拉伸工序，才能得到良好机械性能。  
　　三、透明塑料注塑成型工艺  
　　（一）透明塑料工艺特征：除了以上共同问题，透明塑料亦各有部分工艺特征，现分述以下：
　　 1、pmma 工艺特征
pm－ma粘度大，流动性稍差，所以必需高料温、高注射压力注塑才行，其中注射温度影响大于注射压力， 但注射压力提升，有利于改善产品收缩率。注射温度范围较宽，熔融温度为160℃，而分解温度达270℃，所以料温调整范围宽，工艺性很好。故改善流动性，可从注射温度着手。冲击性差，耐磨性不好，易划花，易脆裂，故应提升模温，改善冷凝过程，去克服这些缺点。
　　 2。pc工艺特征
pc粘度大，融料温度高，流动性差，所以必需以较高温度注塑（270－320℃之间），相对来说料温调整范围较窄，工艺性不如pmma。注射压力对流动性影响较小，但因粘度大，仍要较大注射压力，对应为了预防内应力产生，保压时间要尽可能短。收缩率大，尺寸稳定，但产品内应力大，易开裂，所以宜用提升温度而不是压力去改善流动性，而且从提升模具温度，改善模具结构和后处理去降低开裂可能。当注射速度低时，浇口处易生波纹等缺点，放射嘴温度要单独控制，模具温度要高，流道、浇口阻力要小。
　　 3、pet工艺特征
　　pet成型温度高，且料温调整范围窄（260－300℃），但熔化后，流动性好，故工艺性差，且往往在射嘴中要加防延流装置。机械强度及性能注射后不高，必需经过拉伸工序和改性才能改善性能。模具温度正确控制，是预防翘曲、变形关键回素，回此提议采取热流道模具。模具温度官高，不然会引发表面光泽差和脱模困难。

　　 四、透明塑料件缺点和处理措施
　　 因为篇幅关系，这里只讨论影响产品透明度缺点，其它缺点请参考本企业产品说明书或其它资料·。其缺点大约有以下几项：  
　　（一）银纹：由充模和冷凝过程中，内应力各向异性影响，垂直方向产生应力，使树脂发生流动上取向，而和非流动取向产生折光率不一样而生闪光丝纹，当其扩展后，可能使产品出现裂纹。除了在注塑工艺和模具上注意外，最好产品作退火处理。如pc料可加热到160℃以上保持3－ 5分钟，再自然冷却即可。  
　　（二）气泡：主于树脂内水气和其它气体排不出去，（在模具冷凝过程中）或因充模不足，冷凝表面又过快冷凝而形成“真空泡”。  
　　（三）表面光泽差：模具粗糙度大，其次冷凝过早，使树脂不能复印模具表面状态，全部这些全部使其表面产生微小凹凸不平，而使产品失去光泽。 
　　（四）震纹：是指从直浇口为中心形成密集波纹，其原因因熔体粘度过大，前端料已在型腔冷凝，以后料又冲破此冷凝面，而使表面出现震纹。
　　（五）泛白、雾晕：关键因为在空气中灰尘落入原料之中或原料含水量太大而引发。  
　　（六）白烟、黑点：关键因为塑料在机筒内，因局部过热而使机筒树脂产生分解或变质而形成。