注塑成型基本知識

注塑成型基本知識1 什么是注塑成型及其原理？注塑成型是一種注射兼模塑的成型方法，又稱注射成型。通用注塑方法是將聚合物組成的粒料或粉料放入注塑機(jī)的料筒內(nèi)，經(jīng)過加熱、壓縮、剪切、混合和 輸送作用，使物料進(jìn)行均化和熔融，這一過程又稱塑化，然后再借助于柱塞或螺桿向熔化好的聚合物熔體施加壓力， 則高溫熔體便通 過料筒前面的噴嘴和模具的澆道系統(tǒng)射入預(yù)先閉他低溫模腔中，再經(jīng)冷卻定型就可開啟模具，頂出制品，得到具有一定幾何形關(guān)和精度的塑料制品。2 常見塑脂縮寫代號： HDPE高密度聚乙烯         LDPE低密度聚乙烯                PBT聚對苯二甲酸丁二（酰）脂PE聚乙烯                 ABS丙烯腈-丁二烯- 苯乙烯共聚物   POM聚甲醛PS聚苯乙烯               A/S丙烯腈- 苯乙烯共聚物          HIPS高沖擊強(qiáng)度聚苯乙烯PA聚酰胺                 PC聚碳酸酯                      PMMA聚甲基丙烯酸甲酯PP聚丙烯                 PVC聚氯乙烯               3 常見塑料特性及用途聚乙烯：目前世界上產(chǎn)量最大， 應(yīng)用最普遍的一種熱塑性塑料。由于它不僅化學(xué)性能穩(wěn)定，氣體滲透性低度，吸水性小，介電性能高，而且還具有無毒、無味，原料易得，價格低廉，加工容易等優(yōu)點(diǎn)，被廣用于電氣、化學(xué)、食品、機(jī)械制造以及農(nóng)業(yè)、醫(yī) 藥衛(wèi)生、家庭日用等各方面；聚丙烯：屬于結(jié)晶性高聚物，有著 質(zhì)輕、價廉、無素、無味等優(yōu)點(diǎn)，而且 還具有耐腐蝕、耐高溫、機(jī)械 強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)藥、食品、化工業(yè)中以及人們?nèi)粘Ｉ钪杏兄鴱V泛的用途；聚苯乙烯：最早工業(yè)化的塑料品種之一，由于它具有良好的透明性，耐水、耐光、耐化學(xué)性以及吸溫性低、電氣性能優(yōu)良、價格低廉、容易染色、易于成型等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于各種儀器、 儀表、裝飾、照明、家庭日用、玩具等各個方面；ABS：四十年代在改性聚苯乙烯基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種熱塑性工程塑料，由于它具有綜合機(jī)械性能優(yōu)良，價格比 較便宜，有良好的剛性和尺寸穩(wěn) 定性，以及成型加工性能好等優(yōu)點(diǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用；聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）：俗稱謂有機(jī)玻璃，它的最大特點(diǎn)是透明性好，可與普通無機(jī)玻璃相媲美，其太陽光的透過率達(dá) 90-92%，紫外線的透過率為 73.5%，因此廣泛用于飛機(jī)、汽車、建筑、光學(xué)儀器、電子儀表、廣告照明、醫(yī)療器具等各個方面；聚酰胺：是一類主鏈上含有許多重復(fù)酰胺基因的高分子化合物，俗稱尼 龍（PA），它是首先用作承力制作的 熱塑性塑料，也是目前工業(yè)中應(yīng)用較 廣泛的塑料；聚甲醛（POM ）：是一種沒有側(cè)鏈、高密度、高 結(jié)晶性的線型聚合物，它具有良好的機(jī)械性能，優(yōu)異的抗蠕變性和應(yīng)力松馳能力，其耐疲勞性在熱 塑性塑料中是最高的，而 彈性模量 優(yōu)于尼龍 66、ABS、聚碳酸脂，使用溫度寬廣（-40100），且有 優(yōu)異的耐磨性和自潤滑性，對化學(xué)藥品和農(nóng)藥有很好的抗腐蝕性，同時吸水性低，尺寸穩(wěn)定性能好， 電絕緣性優(yōu)良，能用多種方法成型加工，原料價格也較便宜，因此聚甲醛的發(fā)展十分迅速，應(yīng) 用也十分廣泛；聚對苯二甲酸丁二（酰）脂（PBT）：它是七十年代初期才問世的一種新 熱塑性工程塑料。由于它具有 綜合性能優(yōu)越，原料來源方便易得，聚合工藝 比較成熟，成本 較低，成型加工容易等 優(yōu)點(diǎn)，因而迅速發(fā)展成為僅次于尼龍、聚碳酸脂、聚甲醛、改性聚苯醚而列為第五大工程塑料，在電子、 電氣、化工、汽車等方面得到了廣泛的運(yùn)用；聚碳酸脂（PC ）：是一種新型的工程塑料，它性能 優(yōu)異，不僅透明度較高，沖擊韌性極好，而且耐蠕變，使用溫度范圍寬，尺寸穩(wěn)定性好、 電緣性優(yōu)良，耐候性，無毒性，因此廣泛應(yīng)用儀器儀表、照明用具、 電子電氣設(shè)備等方面，缺點(diǎn)是它的制品 對缺口比較敏感，易 產(chǎn)生應(yīng)力開裂，耐疲 勞性和化學(xué)穩(wěn)定性也稍差，隨著改性聚碳酸酯新品種的不斷出現(xiàn)，如用聚乙 烯、 ABS、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸丁二（酰）脂（PBT）等改性聚碳酸酯，進(jìn)一步 擴(kuò)大了聚碳酸酯的應(yīng)用領(lǐng) 域，加速了它的發(fā)展。4 注塑工藝三要素A溫度料筒溫度：要大于塑料的流動溫度（熔點(diǎn)），小于塑料的分解溫度。料筒溫度太高時：a.塑料易分解產(chǎn)生低于分子化合物，分解成氣體，以塑料表面變色，產(chǎn)生氣泡、銀絲及斑紋，導(dǎo)致性能下降；b.料溫高，模腔中塑料內(nèi)外冷卻不一致，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和凹痕；c.熔料的溫度高，流動性好，易溢料、溢邊等。噴嘴溫度： a.溫度太高，塑料易 發(fā)生分解反應(yīng)等；b.溫度太低，噴嘴易堵塞，易產(chǎn)生冷塊或僵塊等。模具溫度： 實(shí)際 熔體在模腔中的流動是非等溫流動，即模腔各部分的溫度是不均勻的。a.模具溫度高、冷卻慢，易 產(chǎn)生粘模，脫模時塑件易變形等；b.模溫低，降低熔料的流動性，易產(chǎn)生成型不足和熔接痕，熔料冷卻時，內(nèi)外層冷卻不一致，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力等。總之，熔料溫度偏高：易分解，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，熔體的表現(xiàn)粘度下降，流動性好， 對于溫度敏感的塑料，尤其是這樣，充模容易、易溢料、溢邊，收縮率加大，易 產(chǎn)生凹陷，此外，結(jié)晶度下降，取向程度下降等。熔料溫度偏低：不易分解，表面粘度大，流動性差，充模困難，易產(chǎn)生成型不足、熔接痕、冷塊或僵塊等。熔料溫度不均：易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，如在 實(shí)際模腔中，各點(diǎn)的溫度是不均勻的，熔體的流 動屬于非等溫流動。B 壓力鎖模力：必 須 足夠，否則溢料、溢 邊等；注塑 壓力：a.太高時，塑料在高 壓下， 強(qiáng)迫冷凝，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，有利于提高塑料的流動性，易產(chǎn)生溢料、溢邊， 對模腔殘余壓力大，塑料易粘膜，脫模困難，塑料 變形，但不產(chǎn)生氣泡等；b.太低時，塑料的流動性下降，成型不足，產(chǎn)生熔接痕，不利于氣體從熔料中溢出，易產(chǎn)生氣泡，冷卻中補(bǔ)縮差， 產(chǎn)生凹痕和波紋等；保壓 大小增： a.過高，塑化時間變長 ，熔料易分解 變色，產(chǎn)生氣泡、斑紋、黑點(diǎn)等；b.過低，料筒前端熔料中氣體受壓溫度提高，熔料局部受 熱過高，分解 產(chǎn)生黑點(diǎn)斑紋和氣泡等?？傊?，作用于熔體上的壓力增加：熔體的表 觀粘度一般都下降，流動性好，充模容易，易溢料、溢邊、對壓力敏感的塑料尤其這樣，內(nèi)應(yīng)力加大，易開裂，塑件密實(shí)，收 縮 率下降，此外，結(jié)晶度提高，取向度提高等，作用于熔體的壓力降低，流動性下降，易成型不足，收縮率增大等。C 速度（或時間） 閉模鎖模時間：太長，則模具溫度 過低，熔料在料筒中停留時間過長，太短，模具溫度相 對較高； 注射時間、充模速度、剪切速率注射時間縮短、充模速度提高：取向下降；剪切速率增加，絕大多數(shù)塑料的表 觀粘度均下降， 對剪切速率敏感的塑料尤其 這樣；剪切速率過大易發(fā)生熔體破裂現(xiàn)象，剪切速率提高，取向提高。 保壓時間短：塑料不緊密，易產(chǎn)生凹模，塑件尺寸不穩(wěn)定等；長：加大塑件的內(nèi)應(yīng)力，產(chǎn)生變 形、開裂、脫模困難。 冷卻時間長：脫模困難，易變形，結(jié)晶度高等；短：易產(chǎn)生變形，冷卻不足等。 螺桿轉(zhuǎn)速快：剪切熱加大，塑化時間短等；慢：剪切熱減小，塑化時間增長 等。 開模速度開模速度快，則成型周期短，但過快，容易引起塑件表面與型腔之間的摩擦加大，造成劃傷。 頂出速度頂出速度過大，則塑件容易產(chǎn) 生變形。5 注塑制品常見表觀缺陷分析A凹陷、縮孔、氣孔：大都是原料吸溫性太大，干燥的不好，制品壁厚不均，模腔 壓力不足或沒有把存于型腔的空氣排除而形成阻隔使熔體流不到與模具表面全部接觸，或因物料冷卻速率降低其使制品表面出現(xiàn)嚴(yán)重凹陷，而縮孔位置多發(fā)生在筋表面和 遠(yuǎn)澆口地方；B 無光澤、泛白、搓痕及皺紋：大都是由于模具溫度過低，聚合物熔體溫度過高，冷卻速度守快所致；C 銀絲與剝層：在充模時，波前峰析出 揮發(fā)性氣體， 這些氣體往往是物料受 熱分解出來的，氣體分布在制品表面，就留下銀紋；D焦燒、暗紋及暗斑：暗紋或暗斑的出 現(xiàn)多是由于物料過熱 分解而引起，有的是因 為塑化不均勻，制品中留有熔化的料粒，從外觀上看呈暗斑痕，有時，是因?yàn)榱现挟愇?，來自模具上的灰塵，料斗加料器或料筒因腐蝕電鍍脫落特等所致，在充模 時，模內(nèi)空氣被 壓縮，溫度升高而燒傷聚合物發(fā)生焦燒并多在熔合縫處女生此類缺陷；E 翹曲：各種熱塑性聚合物其翹曲程度不一， 結(jié)晶型聚合物的 翹曲要比非結(jié)晶型大， 這是因?yàn)榱鲃臃较蛉∠虼蠓肿拥臄?shù)量比垂直與流動方向取向的分子數(shù)量要多于是垂直于流動方向因松馳而產(chǎn)生的收縮比流動方向上的要小，這種收縮不一使 產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力不均， 這是發(fā)生 翹曲的主要因素；F 龜裂：龜裂和裂紋在外觀上不同的， 龜裂沒有空隙等缺欠，是分子鏈在應(yīng)力作用下沿力的方向上排列的裂紋，但經(jīng)過退火可以恢復(fù)，當(dāng)脫模頂出力不平衡時，或脫模腔造成很大真空吸力會引起龜裂；G熔合痕：如前述，這是在兩個以上多 澆口產(chǎn)生兩股熔體的分流又合 攏時（如孔、 銷）才發(fā)生的，是兩個波前峰受到異物阻隔（如氣體或挾雜物）所形成