塑料件的缺陷和解決辦法

塑料透亮產(chǎn)品材料和注塑工藝的關(guān)系介紹目前一般使用的透亮塑料有聚甲基丙烯酸甲酯〔即俗稱亞加力或有機(jī)玻璃，PMM、聚碳酸酯〔P。聚對苯二甲酸乙二醇脂〔PET、透亮尼龍A〔丙烯睛-苯乙烯共聚物、聚砜〔PSF〕等，其中我們接觸得最多的是PMMPC和PET三種塑料。一、透亮塑料的性能透亮塑料首先必需有高透亮度，其次要有肯定的強(qiáng)度和耐磨性，能抗沖擊，耐熱性要好，耐化學(xué)性要優(yōu)，吸水率1PMMA、PC和PET的性能。1:透亮塑料性能比較材料性能密度(g/am2)抗拉強(qiáng)度(MPa)缺口沖擊(j/m2)透亮度(%)變形溫度(℃)允許含水量收縮率耐磨性抗化學(xué)性PMMA1.1875120092950.040.5差良PC1.20661900901370.020.6中良PET1.371651030861200.032良優(yōu)〔〕因品種繁多，這只是取平均值，實(shí)際不同品種數(shù)據(jù)有異?！?〕PET數(shù)據(jù)〔機(jī)械方面〕為經(jīng)拉伸后的數(shù)據(jù)。從表1數(shù)據(jù)可知PC是較抱負(fù)的選擇，仍以選用PMMA〔的制品，而PET由于要經(jīng)過拉伸才能得到好的機(jī)械性能，所以多在包裝、容器中使用。二、透亮塑料注塑過程中應(yīng)留意的共同問題透亮塑料由于透光率要高，必定要求塑料制品外表質(zhì)量要求嚴(yán)格，不能有任何斑紋、氣孔、泛白。霧暈、黑點(diǎn)、變色、光澤不佳等缺陷，因而在整個(gè)注塑過程對原料、設(shè)備、模具、甚至產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，都要格外留意和提出嚴(yán)格甚至特別的要求。其次由于透亮塑料多為熔點(diǎn)高、流淌性差，因此為保證產(chǎn)品的外表質(zhì)量，往往要在機(jī)筒溫度、注射壓力、注射速度等工藝參數(shù)作微小調(diào)整，使注塑料時(shí)既能布滿模，又不會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而引起產(chǎn)品變形和開裂。下面就其在原料預(yù)備。對設(shè)備和模具要求、注塑工藝和產(chǎn)品的原料處理幾方面，談?wù)剳?yīng)留意的事項(xiàng)?！惨弧秤捎谠谒芰现泻腥魏我稽c(diǎn)雜質(zhì)，都可能影響產(chǎn)品的透亮度，因此和儲存、運(yùn)輸。加料過程中，必需留意密封，保證原料干凈。特別是原料中含有水分，加熱后會引起原料變質(zhì)，所以肯定要枯燥，并在注塑時(shí)，加料必需使用枯燥料斗。還要留意一點(diǎn)的是枯燥過程中，輸入的空氣最好應(yīng)經(jīng)過濾、除濕，以便保證不會污染原料。其枯燥工藝如表2，2，透亮塑料的枯燥工藝:材料工藝枯燥溫度(℃)枯燥時(shí)間(h)料層厚度(mm)備注PMMA70～802～430～40PC120～130>6<30承受熱風(fēng)循環(huán)枯燥PET140～1803～4承受連續(xù)枯燥加料裝置為佳〔二〕機(jī)筒、螺桿及其附件的清潔為防止原料污染和在螺桿及附件凹陷處存有舊料或雜質(zhì)，特別熱穩(wěn)定性差的樹脂存在，因此在使用前、停機(jī)后都應(yīng)用螺桿清洗劑清洗干凈各件，使其不得粘有雜質(zhì)，當(dāng)沒有螺桿清洗劑時(shí),可用PE、PS等樹脂清洗螺桿。當(dāng)臨時(shí)停機(jī)時(shí)，為防止原料在高溫下停留時(shí)間長，引起解降，應(yīng)將枯燥機(jī)和機(jī)筒溫度降低，如PC、PMMA等機(jī)筒溫度都要降至160℃以下。(PC100℃以下)〔三〕在模具設(shè)計(jì)上應(yīng)留意的問題〔包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)〕為了防止消滅回流淌不暢，或冷卻不均造成塑料成型不良，產(chǎn)生外表缺陷和變質(zhì)，一般在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)留意以下幾點(diǎn)。壁厚應(yīng)盡量均勻全都，脫模斜度要足夠大;過渡局部應(yīng)逐步。圓滑過渡，防止有尖角。銳邊產(chǎn)生，特別是PC產(chǎn)品肯定不要有缺口;澆口。流道盡可能寬大、粗短，且應(yīng)依據(jù)收縮冷凝過程設(shè)置澆口位置，必要時(shí)應(yīng)加冷料井；d)模具外表應(yīng)光滑，粗糙度低〔最好低于0.8；排氣孔。槽必需足夠，以準(zhǔn)時(shí)排出空氣和熔體中的氣體；除PET外，壁厚不要太薄，一般不得小于lmm?！菜摹匙⑺芄に嚪矫鎽?yīng)留意的問題(包括注塑機(jī)的要求)為了削減內(nèi)應(yīng)力和外表質(zhì)量缺陷，在注塑工藝方面應(yīng)留意以下幾方面的問題。應(yīng)選用專用螺桿、帶單獨(dú)溫控射咀的注塑機(jī);注射溫度在塑料樹脂不分解的前提下，宜用較高注射溫度；注射壓力：一般較高，以抑制熔料粘度大的缺陷，但壓力太高會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力造成脫模因難和變形；d)注射速度：在滿足充模的狀況下，一般宜低，最好能承受慢-快-慢多級注射；保壓時(shí)間和成型周期：在滿足產(chǎn)品充模，不產(chǎn)生凹陷、氣泡的狀況下；宜盡量短，以盡量削減熔料在機(jī)筒停留時(shí)間；螺桿轉(zhuǎn)速和背壓：在滿足塑化質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量低，防止產(chǎn)生解降的可能；模具溫度：制品的冷卻好壞，對質(zhì)量影響極大，所以模溫肯定要能準(zhǔn)確把握其過程，有可能的話，模溫宜高一些好。〔五〕其他方面的問題由于為要防上外表質(zhì)量惡化，一般注塑時(shí)盡量少用脫模劑；當(dāng)用回用料時(shí)不得大于20％。PET外，制品都應(yīng)進(jìn)展后處理，以消退內(nèi)應(yīng)力，PMMA70－804小時(shí)；PC應(yīng)在清潔空氣、甘油。液體石蠟等加熱110－13510多小時(shí)。而PET必需經(jīng)過雙向拉伸的工序，才能得到良好機(jī)械性能。三、透亮塑料的注塑成型工藝〔一〕透亮塑料的工藝特性：除了以上的共同問題，透亮塑料亦各有一些工藝特性，現(xiàn)分述如下：1、PMMAPMMA粘度大，流淌性稍差，因此必需高料溫、高注射壓力注塑才行，其中注射溫度的影響大于注射壓力，但注射壓力提高，有利于改善產(chǎn)品的收縮率。注射溫度范圍較寬，熔融溫度為160℃，而分解溫度達(dá)270℃，因此料溫調(diào)整范圍寬，工藝性較好。故改善流淌性，可從注射溫度著手。沖擊性差，耐磨性不好，易劃花，易脆裂，故應(yīng)提高模溫，改善冷凝過程，去抑制這些缺陷。2、PC的工藝特性PC粘度大，熔料溫度高，流淌性差，因此必需以較高溫度注塑〔270－320℃之間藝性不如PMMA。注射壓力對流淌性影響較小，但因粘度大，仍要較大注射壓力，相應(yīng)為了防止內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，保壓時(shí)間要盡量短。收縮率大，尺寸穩(wěn)定，但產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力大，易開裂，所以宜用提高溫度而不是壓力去改善流淌性，并且從提高模具溫度，改善模具構(gòu)造和后處理去削減開裂的可能。當(dāng)注射速度低時(shí)，澆口處易生波浪等缺陷，放射嘴溫度要單獨(dú)把握，模具溫度要高，流道、澆口阻力要小。3、PET的工藝特性PET成型溫度高，且料溫調(diào)整范圍窄260－300℃裝置。機(jī)械強(qiáng)度及性能注射后不高，必需通過拉伸工序和改性才能改善性能。模具溫度準(zhǔn)確把握，是防止翹曲。變形的重要因素，因此建議承受熱流道模具。模具溫度要高，否則會引起外表光澤差和脫模的困難。脫模的困難。綜上所3透亮塑料注塑成型工藝參數(shù)表(3)，供大家注射時(shí)參考。3透亮塑料注塑成型工藝參數(shù)表:塑料溫度(℃)壓力((MPa)轉(zhuǎn)速((rpm)射嘴均化段壓縮段加料段模具注射保壓PMMA180-200190-210200-230180-20040-9070-15040-6014.5-4020-40PC250-270260-285270-300240-27085-10080-15040-706-14.720-60PET260-300265-300260-295250-29068-14086-12030-504.8520-70四、透亮塑料件的缺陷和解決方法其缺陷或許有以下幾項(xiàng)：〔一〕銀紋：由充模和冷凝過程中，內(nèi)應(yīng)力各向異性影響，垂直方向產(chǎn)生的應(yīng)力，使樹脂發(fā)生流淌上取向，而和非流〔見表4，PC料可加熱到160℃以上保持3－5分鐘，再自然冷卻即可?！捕硽馀荩褐饔跇渲瑑?nèi)的水氣和其他氣體排不出去，(在模具冷凝過程中)或因充模缺乏，冷凝外表又過快冷凝而形4?！踩惩獗砉鉂刹睿褐饔谀＞叽植诙却?，另一方面冷凝過早，使樹脂不能復(fù)印模具外表的狀態(tài)，全部這些都使其外表4?！菜摹痴鸺y：是指從直澆口為中心形成的密集波浪，其緣由，因熔體粘度過大，前端料已在型腔冷凝，后來料又沖破4?！参濉撤喊住ｌF暈：主要由于在空氣中灰塵落入原料之中或原料含水量太大而引起的。其抑制方法見表4?！擦嘲谉?。黑點(diǎn)：主要由于塑料在機(jī)筒內(nèi)，因局部過熱而使機(jī)筒樹脂產(chǎn)生分解或變質(zhì)而形成的注塑成型中產(chǎn)品有黑點(diǎn)的緣由和處理方法故障緣由 處理方法故障緣由 處理方法塑料過熱部份附著熔膠筒內(nèi)壁 徹底空射，撤除熔膠筒清理，降低塑料溫度，減短加熱時(shí)間，加強(qiáng)塑料枯燥處理塑料混有雜物，紙屑等 檢查塑料，徹底空射射入模內(nèi)時(shí)產(chǎn)生焦斑 降低射膠壓力及速度，降低塑料溫度，加強(qiáng)模具排氣孔，微降關(guān)模壓力，更改溢口位置熔膠筒內(nèi)有使塑料過熱的死角 檢查射嘴熔膠筒間的接觸面，有無間隙或腐蝕現(xiàn)象。注塑成型中產(chǎn)品有黑紋的緣由和處理方法塑料過熱塑料溫度太高熔膠速度太快

故障緣由

降低塑料溫度降低射膠速度

處理方法螺桿與熔膠筒偏心而產(chǎn)生格外摩擦熱射嘴孔過小或溫度過高射膠量過大熔膠筒內(nèi)有使塑料過熱的死角

檢修機(jī)器重調(diào)整孔徑或溫度更換較小型的注塑機(jī)檢查射嘴與熔膠筒間的接觸面，有無間隙或腐蝕現(xiàn)象塑料制品加工中產(chǎn)品有黑斑或黑液的緣由分析與解決造成這種缺陷的緣由主要是在設(shè)備和原料方面：機(jī)筒中有焦黑的材料。機(jī)筒有裂痕。螺桿或柱塞磨損。料斗四周不清潔。型腔內(nèi)有油。從頂出裝置中滲入油。原料不清潔。潤滑劑缺乏。注塑制品加工中產(chǎn)品白煙黑斑的緣由分析與解決在PS透亮制件上，透過光線時(shí)會顯現(xiàn)一縷白煙狀物，位置與大小飄忽不定。這主要是由于塑料在料筒中局部過熱分解形成，有時(shí)白煙會變焦黃，甚至成為黑斑。解決方法：降低料溫，縮短料在料筒里邊停留的時(shí)間，降低轉(zhuǎn)速與背壓。留意檢查螺桿與料筒的協(xié)作精度，檢查過膠頭等是否磨損。少用再生料、篩除有害性的屑料。消退料筒及原料中的異種塑料的污染。7個(gè)設(shè)定因素一、收縮率熱塑性塑料成型收縮的形式及計(jì)算如前所述，影響熱塑性塑料成型收縮的因素如下：塑料品種熱塑性塑料成型過程中由于還存在結(jié)晶化形起的體積變化，內(nèi)應(yīng)力強(qiáng)，凍結(jié)在塑件內(nèi)的剩余應(yīng)力大，分子取向性強(qiáng)等因素，因此與熱固性塑料相比則收縮率較大，收縮率范圍寬、方向性明顯，另外成型后的收縮、退火或調(diào)濕處理后的收縮率一般也都比熱固性塑料大。塑件特性成型時(shí)熔融料與型腔外表接觸外層馬上冷卻形成低密度的固態(tài)外殼。由于塑料的導(dǎo)熱性差，使塑件內(nèi)層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態(tài)層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。另外，有無嵌件及嵌件布局、數(shù)量都直接影響料流方向，密度分布及收縮阻力大小等，所以塑件的特性對收縮大小、方向性影響較大。進(jìn)料口形式、尺寸、分布這些因素直接影響料流方向、密度分布、保壓補(bǔ)縮作用及成型時(shí)間。直接進(jìn)料口、進(jìn)料口截面大〔尤其截面較厚的〕則收縮小但方向性大，進(jìn)料口寬及長度短的則方向性小。距進(jìn)料口近的或與料流方向平行的則收縮大。成型條件模具溫度高，熔融料冷卻慢、密度高、收縮大，尤其對結(jié)晶料則因結(jié)晶度高，體積變化大，故收縮更大。模溫分布與塑件內(nèi)外冷卻及密度均勻性也有關(guān)，直接影響到各局部收縮量大小及方向性。另外，保持壓力準(zhǔn)時(shí)間對收縮也影響較大，壓力大、時(shí)間長的則收縮小但方向性大。注塑壓力高，熔融料粘度差小，層間剪切應(yīng)力小，脫模后彈性回跳大，故收縮也可適量的減小，料溫高、收縮大，但方向性小。因此在成型時(shí)調(diào)整模溫、壓力、注塑速度及冷卻時(shí)間等諸因素也可適當(dāng)轉(zhuǎn)變塑件收縮狀況。模具設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)各種塑料的收縮范圍，塑件壁厚、外形，進(jìn)料口形式尺寸及分布狀況，按閱歷確定塑件各部位的收縮率，再來計(jì)算型腔尺寸。對高精度塑件及難以把握收縮率時(shí)，一般宜用如下方法設(shè)計(jì)模具：①對塑件外徑取較小收縮率，內(nèi)徑取較大收縮率，以留有試模后修正的余地。②試模確定澆注系統(tǒng)形式、尺寸及成型條件。③要后處理的塑件經(jīng)后處理確定尺寸變化狀況〔24小時(shí)以后。④按實(shí)際收縮狀況修正模具。⑤再試模并可適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)變工藝條件略微修正收縮值以滿足塑件要求。二、流淌性熱塑性塑料流淌性大小，一般可從分子量大小、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線流淌長度、表現(xiàn)粘度及流淌比〔流程長度/塑件壁厚〕等一系列指數(shù)進(jìn)展分析。分子量小，分子量分布寬，分子構(gòu)造規(guī)整性差，熔融指數(shù)高、螺流淌長度長、表現(xiàn)粘度小，流淌比大的則流淌性就好，對同一品名的塑料必需檢查其說明書推斷其流淌性是否適用于注塑成型。按模具設(shè)計(jì)要求大致可將常用塑料的流淌性分為三類：①流淌性好PA、PE、PS、PP、CA、聚〔4〕甲基戍烯；②流淌性中等聚苯乙烯系列樹脂〔如AB、A、PMMA、PO、聚苯醚；③流淌性差PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。各種塑料的流淌性也因各成型因素而變，主要影響的因素有如下幾點(diǎn)：①溫度料溫高則流淌性增大，但不同塑料也各有差異，PS〔尤其耐沖擊型及MFR值較高的、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯〔如AB、A、P、CA等塑料的流淌性隨溫度變化較大。對P、PO、則溫度增減對其流淌性影響較小。所以前者在成型時(shí)宜調(diào)整溫度來把握流淌性。②壓力注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大，流淌性也增大，特別是PE、POM較為敏感，所以成型時(shí)宜調(diào)整注塑壓力來把握流淌性。③模具構(gòu)造澆注系統(tǒng)的形式，尺寸，布置，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，熔融料流淌阻力〔如型面光滑度，料道截面厚度，型腔外形，排氣系統(tǒng)〕等因素都直接影響到熔融料在型腔內(nèi)的實(shí)際流淌性，凡促使熔融料降低溫度，增加流淌性阻力的則流淌性就降低。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)依據(jù)所用塑料的流淌性，選用合理的構(gòu)造。成型時(shí)則也可把握料溫，模溫及注塑壓力、注塑速度等因素來適當(dāng)?shù)卣{(diào)整填充狀況以滿足成型需要。三、結(jié)晶性熱塑性塑料按其冷凝時(shí)無消滅結(jié)晶現(xiàn)象可劃分為結(jié)晶型塑料與非結(jié)晶型〔又稱無定形〕塑料兩大類。所謂結(jié)晶現(xiàn)象即為塑料由熔融狀態(tài)到冷凝時(shí)，分子由獨(dú)立移動(dòng)，完全處于無次序狀態(tài)，變成分子停頓自由運(yùn)動(dòng)，按略微固定的位置，并有一個(gè)使分子排列成為正規(guī)模型的傾向的一種現(xiàn)象。作為判別這兩類塑料的外觀標(biāo)準(zhǔn)可視塑料的厚壁塑件的透亮性而定，一般結(jié)晶性料為不透亮或半透亮〔如POM等，無定形料為透亮〔如PMMA等。但也有例外狀況，如聚(4)甲基戍烯為結(jié)晶型塑料卻有高透亮性，ABS形料但卻并不透亮。在模具設(shè)計(jì)及選擇注塑機(jī)時(shí)應(yīng)留意對結(jié)晶型塑料有以下要求及留意事項(xiàng)：①料溫上升到成型溫度所需的熱量多，要用塑化力量大的設(shè)備。②冷卻回化時(shí)放出熱量大，要充分冷卻。③熔融態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔。④冷卻快，結(jié)晶度低，收縮小，透亮度高。結(jié)晶度與塑件壁厚有關(guān)，壁厚則冷卻慢，結(jié)晶度高，收縮大，物性好。所以結(jié)晶性料應(yīng)按要求必需把握模溫。⑤各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大。脫模后未結(jié)晶化的分子有連續(xù)結(jié)晶化傾向，處于能量不平衡狀態(tài)，易發(fā)生變形、翹曲。⑥結(jié)晶化溫度范圍窄，易發(fā)生未熔料末注入模具或堵塞進(jìn)料口。四、熱敏性塑料及易水解塑料熱敏性系指某些塑料對熱較為敏感，在高溫下受熱時(shí)間較長或進(jìn)料口截面過小，剪切作用大時(shí)，料溫增高易發(fā)生變色、降解，分解的傾向，具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料。如硬PVC、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，POM，聚三氟氯乙烯等。熱敏性塑料在分解時(shí)產(chǎn)生單體、氣體、固體等副產(chǎn)物，特別是有的分解氣體對人體、設(shè)備、模具都有刺激、腐蝕作用或毒性。因此，模具設(shè)計(jì)、選擇注塑機(jī)及成型時(shí)都應(yīng)留意，應(yīng)選用螺桿式注塑機(jī)，澆注系統(tǒng)截面宜大，模具和料筒應(yīng)鍍鉻，不得有*角滯料，必需嚴(yán)格把握成型溫度、塑料中參加穩(wěn)定劑，減弱其熱敏性能。有的塑料〔如PC〕即使含有少量水分，但在高溫、高壓下也會發(fā)生分解，這種性能稱為易水解性，對此必需預(yù)先加熱枯燥。五、應(yīng)力開裂及熔體裂開有的塑料對應(yīng)力敏感，成型時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力并質(zhì)脆易裂，塑件在外力作用下或在溶劑作用下即發(fā)生開裂現(xiàn)象。為此，除了在原料內(nèi)參加添加劑提高開抗裂性外，對原料應(yīng)留意枯燥，合理的選擇成型條件，以削減內(nèi)應(yīng)力和增加抗裂性。并應(yīng)選擇合理的塑件外形，不宜設(shè)置嵌件等措施來盡量削減應(yīng)力集中。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)增大脫模斜度，選用合理的進(jìn)料口及頂出機(jī)構(gòu)，成型時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整料溫、模溫、注塑壓力及冷卻時(shí)間，盡量避開塑件過于冷脆時(shí)脫模，成型后塑件還宜進(jìn)展后處理提高抗開裂性，消退