PC料注塑成型技術(shù)應(yīng)用探討

PC料注塑成型技術(shù)應(yīng)用探討答辯人：指導老師：一、緒論論題的選擇目的論題得研究意義注塑壓縮國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.1論題的選擇目的聚碳酸酯的應(yīng)用，早期是利用其優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性主要應(yīng)用于精密機械和電氣電子領(lǐng)域；繼而利用其光學特性制作各種光盤；隨著無機填充料和阻燃技術(shù)的進步，其應(yīng)用領(lǐng)域延伸到建材、辦公自動化設(shè)備；聚碳酸酯的合金化提高了性能，可用于生產(chǎn)保險杠、儀表板、前擋風玻璃等零部件。1.2研究的意義近年來，由于改性技術(shù)的進步，聚碳酸酯的應(yīng)用領(lǐng)域已迅速擴展到航空航天領(lǐng)域，如飛機座艙蓋、宇航員防護用品等。聚碳酸酯注塑壓縮成型涉及材料性能、模具設(shè)計、成型裝置、加工工藝參數(shù)等領(lǐng)域。注塑壓縮成型方法可以增加注塑零件的流長/壁厚的比例，減小鎖模力和注射壓力，減少材料內(nèi)應(yīng)力以及提高加工生產(chǎn)率。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀1.一種新的網(wǎng)格算法對注塑壓縮成型過程不同階段生成合適的3D有限元網(wǎng)格。2.S.Y.Yang和Lenin研究了注塑壓縮工藝對環(huán)形澆口的聚苯乙烯圓筒狀零件尺寸精度的影響規(guī)律。3.Chen-SheenWu與Yi-LiSu以聚甲基丙烯酸甲酯為材料，通過正交試驗法數(shù)值模擬及實驗討論了注塑壓縮成型中壓縮力、壓縮時間、模具溫度、熔體溫度、注射速率、壓縮距離等工藝參數(shù)對楔形制品收縮率的影響規(guī)律。1.譚宇、黃漢雄對長方形聚苯乙烯制品在不同工藝參數(shù)下進行了注塑壓縮成型實驗。2.鄭州大學申長雨、韓珍研究了薄壁制品注塑壓縮過程的流動、傳熱機理和特點，建立了成型過程的數(shù)學模型。二、聚碳酸醋相關(guān)介紹聚碳酸酯的定義聚碳酸酯的合成 聚碳酸醋的性能2.1聚碳酸酯的定義聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)是分子主鏈中含有碳酸酯基的高分子化合物的總稱。二經(jīng)基化合物線性結(jié)構(gòu)的的聚碳酸醋如下通式表示：式中R代表二輕基化合物HO一R一OH的母核，隨著R基團的不同，可以分成脂肪族聚碳酸酯、脂肪一芳香族聚碳酸酯或芳香族聚碳酸酯。2.2聚碳酸酯的合成目前，工業(yè)化生產(chǎn)聚碳酸酯工藝主要分為兩大類，一類是界面縮聚光氣法，另一類是熔融交換法又稱非光氣法。2.3聚碳酸醋的性能物理性能：PC為透明的、微黃色或白色的鋼硬而具有良好韌性的聚合物。具有良好的透光性能，可見光的透過率微90%左右。密度為1.2，比聚烯烴大，比聚甲醛、聚氯乙稀小，而與聚甲醛相近。PC的收縮率小而收縮均勻。吸水率較低，常溫時為0.13%左右，在沸水中浸泡50h后也只有0.58%，浸水后的尺寸變化也很小?；瘜W性能：PC具有一定的耐化學腐蝕能力，對有機酸，稀的無機酸、鹽類、油、脂肪烴及醇都較穩(wěn)定，但不耐氯烴，濃酸、稀堿等。它能溶于氯代烴、二氧六環(huán)、毗睫、四氫吠喃、三甲酸、噬酚和磷酸三甲酯等溶劑中。三、聚碳酸酯的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀溶液光氣法酯交換法界面縮聚光氣法非光氣法聚碳酸酯改性技術(shù)本章小結(jié)3.1聚碳酸酯的生產(chǎn)技術(shù)溶液光氣法該工藝是將光氣通入含有雙酚A和酸接受劑的二氯甲烷溶液中進行反應(yīng)，然后將聚合物從溶液中分離出來。與其它的生產(chǎn)方法相比，溶液光氣法由于經(jīng)濟性較差已被完全淘汰。3.2酯交換法酯交換法又稱傳統(tǒng)熔融工藝，其實也是一種間接光氣法工藝。它是以苯酚為原科，經(jīng)過光氣法反應(yīng)生成碳酸二苯酯，然后在鹵化鋰或氫氧化鋰等催化劑和添加劑存在下和雙酚A進行酯交換反應(yīng)，生成低聚物，再進一步縮聚得到聚碳酸酯產(chǎn)品。酯交換法反應(yīng)式3.3界面縮聚光氣法界面縮聚光氣法工藝是將雙酚A和燒堿溶液配制成雙酚A鈉鹽，同時加入酚，然后送入光氣反應(yīng)器內(nèi)。加入二氯甲烷，通光氣進行光氣化反應(yīng)，反應(yīng)完成后將反應(yīng)液送到縮聚反應(yīng)器內(nèi)，加入三乙胺和燒堿溶液，進行縮聚反應(yīng)。反應(yīng)式3.4非光氣法它先以液相氧化碳基法生產(chǎn)碳酸二甲酯，再與醋酸苯酯交換生成碳酸二苯酯，然后在熔融狀態(tài)下與雙酚A進行酯交換，縮聚制得聚碳酸酯。3.5聚碳酸酯改性技術(shù)為了改善PC產(chǎn)品的使用性能，國內(nèi)外廣泛開展了PC的改性研究工作。除采用共聚改性，生產(chǎn)非雙酚A型聚碳酸酯外，另一改性的主要途徑是采用無機材料填充增強或與其它樹脂摻混等方法來提高和改進PC的性能，拓寬它的應(yīng)用范圍。玻纖增強PC技術(shù)聚碳酸酯合金（共混）技術(shù)四、聚碳酸酯注射成型工藝聚碳酸酯成型技術(shù) 注射成型工藝4.1聚碳酸酯成型技術(shù)PC可以注射成型，料筒溫度在250～320℃之間，注射壓力在49.03～78.45MPa．模具溫度在85～120℃。另外PC制件如帶有嵌件，嵌件必須加熱到200℃以上，否則嵌件周圍易產(chǎn)生冷卻不均現(xiàn)象而有內(nèi)應(yīng)力。注射完畢后應(yīng)對制件進行退火處理。PC也可以擠出成型，其產(chǎn)品一般是板、片、膜、棒、管材等。。4.2注射成型工藝注射成型是高分子材料成型與加工的一種重要的方法。將聚碳酸酯加入注射機的料筒，經(jīng)加熱融化，然后在注射機的柱塞或移動螺桿快速而又連續(xù)的壓力下，從料筒前端的噴嘴中到閉合的模具內(nèi)。料筒溫度模具溫度壓力的選擇五、聚碳酸酯的應(yīng)用用于建材行業(yè) 用于汽車制造工業(yè) 用于生產(chǎn)醫(yī)療器械 用于航空和航天領(lǐng)域 用于包裝領(lǐng)域用于電子電器領(lǐng)域用于光學透鏡領(lǐng)域用于光盤的基礎(chǔ)材料5.1用于建材行業(yè)經(jīng)壓制或擠出方法制得的聚碳酸酯板材重量是無機玻璃的50%，隔熱性能比無機玻璃提高25%，沖擊強度是普通玻璃的250倍，在世界建筑業(yè)上占主導地位，約有1/3用于窗玻璃、商業(yè)櫥窗等玻璃制品。另外，由聚碳酸酯制成的具有大理石外觀及低發(fā)泡木質(zhì)外觀的板材也將在建筑業(yè)和家具行業(yè)中大顯身手。5.2用于汽車制造工業(yè)主要應(yīng)用領(lǐng)域集中在制造照明系統(tǒng)、儀表板、加熱板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保險杠等。尤其在汽車照明系統(tǒng)中，充分利用聚碳酸酯易成型加工的特性，將車燈頭部、連接片、燈體等全部模塑在透鏡中，設(shè)計靈活性大、便于加工，解決了傳統(tǒng)玻璃制造頭燈在工藝技術(shù)上的困難。5.3用于生產(chǎn)醫(yī)療器械由于聚碳酸酯制品可經(jīng)受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒，且不發(fā)生變黃和物理性能下降，因而被廣泛應(yīng)用于人工腎血液透析設(shè)備和其他需要在透明、直觀條件下操作并需反復消毒的醫(yī)療設(shè)備中，如生產(chǎn)高壓注射器、外科手術(shù)面罩、一次性牙科用具、血液充氧器、血液收集存儲器、血液分離器等等。5.4用于航空和航天領(lǐng)域據(jù)統(tǒng)計，僅一架波音型飛機上所用聚碳酸酯部件就達2500個，單機耗用聚碳酸酯約2噸。而在宇宙飛船上則采用了數(shù)百個不同構(gòu)型并由玻璃纖維增強的聚碳酸酯部件及宇航員的防護用品等。5.5用于包裝領(lǐng)域由于聚碳酸酯制品具有質(zhì)量輕，抗沖擊和透明性好，用熱水和腐蝕性溶液洗滌處理時不變形且保持透明的優(yōu)點，PC瓶已完全取代玻璃瓶和其他包裝。5.6用于電子電器領(lǐng)域聚碳酸酯樹脂主要用于生產(chǎn)各種食品加工機械、電動工具外殼、機體、支架、冰箱冷凍室抽屜和真空吸塵器零件等。而且對于零件精度要求較高的計算機、視頻錄像機和彩色電視機中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也顯示出了極高的使用價值。5.7用于光學透鏡領(lǐng)域采用光學級聚碳酸酯制作的光學透鏡不僅可用于制造照相機、顯微鏡、望遠鏡及光學測試儀器等，還可用于制造電影投影機透鏡、復印機透鏡、紅外自動調(diào)焦投影儀透鏡、激光束打印機透鏡，以及各種棱鏡、多面反射鏡等，其應(yīng)用市場極為廣闊。5.8用于光盤的基礎(chǔ)材料目前世界光盤制造業(yè)所耗聚碳酸酯量已超過聚碳酸酯整體消費量的20%，其年均增長速度超過10%。我國光盤產(chǎn)量增長迅速，據(jù)國家新聞出版總署公布的數(shù)字，2002年全國共有光盤生