文档介绍:第一章 热塑性塑料成型
热塑性塑料品种每繁多,即使同一品种也由于树脂分子及附加物配比不同而使其使用及工
艺特性也有所不同。另外,为了改变原有品种的特性,常用共聚、交联等各种化学 方法在原有
的树脂结构中导入一定百分比量的其它单体或高分
热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型(又称无定形)塑
料两大类。
所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时,分子由独立移动,完全处于无次序状态,变
成分子停止自由运动,按略微固定的位置,并有一个使分子排列成为正规模型的 倾向的一种现 象。
作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般结晶性料为不透
明或半透明(如聚甲醛等),无定形料为透明(如有机玻璃等)。但也有例外情况,如聚 (4)
甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性,ABS为无定形料但却并不透明。
在模具设计及选择注塑机时应注意对结晶型塑料有下列要求及注意事项:
①料温上升到成型温度所需的热量多,要用塑化能力大的设备。
②冷却回化时放出热量大,要充分冷却。
③熔融态与固态的比重差大,成型收缩大,易发生缩孔、气孔。
④冷却快,结晶度低,收缩小,透明度高。结晶度与塑件壁厚有关,壁厚则冷却慢,乡
晶度高,收缩大,物性好。所以结晶性料应按要求必须控制模温。
⑤各向异性显着,内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向,处于能量不平
衡状态,易发生变形、翘曲。
⑥结晶化温度范围窄,易发生未熔粉末注入模具或堵塞进料口。
4、热敏性塑料及易水解塑料
热敏性系指某些塑料对热较为敏感,在高温下受热时间较长或进料口截面过小,剪切作用大
时,料温增高易发生变色、降解,分解的倾向,具有这种特性的塑料称 为热敏性塑料。如硬聚
氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物,聚甲醛,聚三氟氯乙烯等。 热敏性塑料在分解时产生
单体、气体、固体等副产物,特别是有的分解气体对人体、设备、 模具都有刺激、腐蚀作用或
毒性。因此,模具设计、选择注塑机及成型时都应注意,应选 用螺杆式注塑机,浇注系统截面
宜大,模具和料筒应镀铬,不得有死角滞料,必须严格控制成型温度、塑料中加入稳定剂,减
弱其热敏性能。
有的塑料(如聚碳酸酯)即使含有少量水分,但在高温、高压下也会发生分解, 这种性能称
为易水解性,对此必须预先加热干燥。
5、应力开裂及熔体破裂
有的塑料对应力敏感,成型时易产生内应力并质脆易裂,塑件在外力作用下或在溶剂作用下
即发生开裂现象。为此,除了在原料内加入添加剂提高开抗裂性外,对原料应注意干燥,合理
的选择成型条件,以减少内应力和增加抗裂性。并应选择合理的塑件形状, 不宜设置嵌件等措
施来尽量减少应力集中。模具设计时应增大脱模斜度,选用合理的进料口及顶出机构,成型时
应适当的调节料温、模温、注塑压力及冷却时间,尽量避免塑件过于冷脆 时脱模,成型后塑件
还宜进行后处理提高抗开裂性,消除内应力并禁止与溶剂接触。
当一定融熔体流动速率的聚合物熔体,在恒温下通过喷嘴孔时其流速超过某值后,熔体表面
发生明显横向裂纹称为熔体破裂, 有损塑件外观及物性。 故在选用熔体流动速率高的聚合物等, 应增大喷嘴、浇道、进料口截面,减少注塑速度,提高料温。
6、热性能及冷却速度
各种塑料有不同比热、热传导率、热变形温度等热性能。比热高的塑化时需要热量大,应选
用塑化能力大的注塑机。热变形温度高塑料的冷却时间可短,脱模早,但脱模后要防止冷却变
形。热传导率低的塑料冷却速度慢(如离子聚合物等冷却速度极慢),故必须充分冷却,要加
强模具冷却效果。热浇道模具适用于比热低,热传导率高的塑料。比热大、热传导率低,热变
形温度低、冷却速度慢的塑料则不利于高速成型,必须选用适当的注塑机及加 强模具冷却。
各种塑料按其种类特性及塑件形状,要求必须保持适当的冷却速度。所以模具必须按成型要
求设置加热和冷却系统,以保持一定模温。当料温使模温升高时应予冷却, 以防止塑件脱模后
变形,缩短成型周期,降低结晶度。当塑料余热不足以使模具保持一定 温度时,则模具应设有
加热系统,使模具保持在一定温度,以控制冷却速度,保证流动性, 改善填充条件或用以控制
塑件使其缓慢冷却,防止厚壁塑件内外冷却不匀及提高结晶度等。 对流动性好,成型面积大、
料温不匀的则按塑件成型情况有时需加热或冷却交替使用或局 部加热与冷却并用。为此模具应
设有相应的冷却或加热系统。各种塑料成型时要求的模温及热性能见表1-4 及表 1-5 。
7、吸湿性
塑料中因有各种添加剂,使其对水分有不同的亲疏程度,所以塑料大致可分为 吸湿、粘附
水分及不吸水也不易粘附水分的两种,料中含水量必须控制在允许范围内,不 然在高温、高压
下水分变