常用塑料的特性與成型技術A
ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物:
汽車(儀表板,工具艙門,車輪蓋,反光鏡盒等),電冰箱,大強度工具(頭發(fā)烘干機,攪拌器,食品加工機,割草機等),電話機殼體,打字機鍵盤,娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。
注塑模工藝條件:干燥處理、熔化溫度、模具溫度
注射壓力:500~1000bar。
注射速度:中高速度。
化學和物理特性:
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性:丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性;丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性;苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看,ABS是非結晶性材料。三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物,一個是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相,另一個是聚丁二烯橡膠分散相。
PA6 聚酰胺6或尼龍6
由于有很好的機械強度和剛度被廣泛用于結構部件。由于有很好的耐磨損特性,還用于制造軸承。
注塑模工藝條件:
干燥處理:由于PA6很容易吸收水分,因此加工前的干燥特別要注意。如果材料是用防水材料包裝供應的,則容器應保持密閉。
熔化溫度:230~280℃,對于增強品種為250~280℃。
模具溫度:80~90℃。模具溫度很顯著地影響結晶度,而結晶度又影響著塑件的機械特性。
注射壓力:一般在750~1250bar之間(取決于材料和產(chǎn)品設計)。
注射速度:高速(對增強型材料要稍微降低)。
流道和澆口:由于PA6的凝固時間很短,因此澆口的位置非常重要。澆口孔徑不要小于0.5t(這里t為塑件厚度)。
化學和物理特性:
PA6的化學物理特性和PA66很相似,然而,它的熔點較低,而且工藝溫度范圍很寬。
PA12 聚酰胺12或尼龍12
典型應用范圍:
水量表和其他商業(yè)設備,電纜套,機械凸輪,滑動機構以及軸承等。
注塑模工藝條件:
干燥處理:加工之前應保證濕度在0.1%以下。如果材料是暴露在空氣中儲存,建議要在85℃熱空氣中干燥4~5小時。如果材料是在密閉容器中儲存,那么經(jīng)過3小時溫度平衡即可直接使用。
熔化溫度:240~300℃;對于普通特性材料不要超過310℃,對于有阻燃特性材料不要超過270℃。
模具溫度:對于未增強型材料為30~40℃,對于薄壁或大面積元件為80~90℃,對于增強型材料為90~100℃。
注射壓力:大可到1000bar(建議使用低保壓壓力和高熔化溫度)。
注射速度:高速(對于有玻璃添加劑的材料更好些)。
流道和澆口:對于未加添加劑的材料,由于材料粘性較低,流道直徑應在30mm左右。對于增強型材料要求5~8mm的大流道直徑。
化學和物理特性:
PA12是從丁二烯線性,半結晶-結晶熱塑性材料。它的特性和PA11相似,但晶體結構不同。PA12是很好的電氣絕緣體并且和其它聚酰胺一樣不會因潮濕影響絕緣性能。它有很好的抗沖擊性機化學穩(wěn)定性。
PA66 聚酰胺66或尼龍66:同PA6相比,PA66更廣泛應用于汽車工業(yè)、儀器殼體以及其它需要有抗沖擊性和高強度要求的產(chǎn)品。
注塑模工藝條件:
干燥處理:如果加工前材料是密封的,那么就沒有必要干燥。然而,如果儲存容器被打開,那么建議在85℃的熱空氣中干燥處理。如果濕度大于0.2%,還需要進行105℃,12小時的真空干燥。
熔化溫度:260~290℃。對玻璃添加劑的產(chǎn)品為275~280℃。熔化溫度應避免高于300℃。
模具溫度:建議80℃。模具溫度將影響結晶度,而結晶度將影響產(chǎn)品的物理特性。對于薄壁塑件,如果使用低于40℃的模具溫度,則塑件的結晶度將隨著時間而變化,為了保持塑件的幾何穩(wěn)定性,需要進行退火處理。
注射壓力:通常在750~1250bar,取決于材料和產(chǎn)品設計。
注射速度:高速(對于增強型材料應稍低一些)。
流道和澆口:由于PA66的凝固時間很短,因此澆口的位置非常重要。澆口孔徑不要小于0.5t(這里t為塑件厚度)。如果使用熱流道,澆口尺寸應比使用常規(guī)流道小一些,因為熱流道能夠幫助阻止材料過早凝固。如果用潛入式澆口,澆口的小直徑應當是0.75mm。
化學和物理特性:
PA66在聚酰胺材料中有較高的熔點。它是一種半晶體-晶體材料。PA66在較高溫度也能保持較強的強度和剛度。PA66在成型后仍然具有吸濕性,其程度主要取決于材料的組成、壁厚以及環(huán)境條件。在產(chǎn)品設計時,一定要考慮吸濕性對幾何穩(wěn)定性的影響。為了提高PA66的機械特性,經(jīng)常加入各種各樣的改性劑。
PBT 聚對苯二甲酸丁二醇酯:
家用器具(食品加工刀片、真空吸塵器元件、電風扇、頭發(fā)干燥機殼體、咖啡器皿等),電器元件(開關、電機殼、保險絲盒、計算機鍵盤按鍵等),汽車工業(yè)(散熱器格窗、車身嵌板、車輪蓋、門窗部件等)。
注塑模工藝條件:
干燥處理:這種材料在高溫下很容易水解,因此加工前的干燥處理是很重要的。建議在空氣中的干燥條件為120℃,6~8小時,或者150℃,2~4小時。濕度必須小于0.03%。如果用吸濕干燥器干燥,建議條件為150℃,2.5小時。
熔化溫度:225~275℃,建議溫度:250℃ 。
模具溫度:對于未增強型的材料為40~60℃。要很好地設計模具的冷卻腔道以減小塑件的彎曲。熱量的散失一定要快而均勻。建議模具冷卻腔道的直徑為12mm。
注射壓力:中等(大到1500bar)。
注射速度:應使用盡可能快的注射速度(因為PBT的凝固很快)。
流道和澆口:建議使用圓形流道以增加壓力的傳遞(經(jīng)驗公式:流道直徑=塑件厚度+1.5mm)??梢允褂酶鞣N型式的澆口。也可以使用熱流道,但要注意防止材料的滲漏和降解。澆口直徑應該在0.8~1.0t之間,這里t是塑件厚度。如果是潛入式澆口,建議小直徑為0.75mm。
化學和物理特性:
PBT是堅韌的工程熱塑材料之一,它是半結晶材料,有非常好的化學穩(wěn)定性、機械強度、電絕緣特性和熱穩(wěn)定性。這些材料在很廣的環(huán)境條件下都有很好的穩(wěn)定性。PBT吸濕特性很弱。非增強型PBT的張力強度為50MPa,玻璃添加劑型的PBT張力強度為170MPa。玻璃添加劑過多將導致材料變脆。PBT的;結晶很迅速,這將導致因冷卻不均勻而造成彎曲變形。對于有玻璃添加劑類型的材料,流程方向的收縮率可以減小,但與流程垂直方向的收縮率基本上和普通材料沒有區(qū)別。一般材料收縮率在1.5%~2.8%之間。含30%玻璃添加劑的材料收縮0.3%~1.6%之間。熔點(225℃)和高溫變形溫度都比PET材料要低。維卡軟化溫度大約為170℃。玻璃化轉換溫度(glasstrasitiotemperature)在22℃到43℃之間。由于PBT的結晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期時間一般也較低。
PC 聚碳酸酯:
電氣和商業(yè)設備(計算機元件、連接器等),器具(食品加工機、電冰箱抽屜等),交通運輸行業(yè)
(車輛的前后燈、儀表板等)。
注塑模工藝條件:
干燥處理:PC材料具有吸濕性,加工前的干燥很重要。建議干燥條件為100℃到200℃,3~4小時。加工前的濕度必須小于0.02%。
熔化溫度:260~340℃。
模具溫度:70~120℃。
注射壓力:盡可能地使用高注射壓力。
注射速度:對于較小的澆口使用低速注射,對其它類型的澆口使用高速注射。
化學和物理特性:
PC是一種非晶體工程材料,具有特別好的抗沖擊強度、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的缺口伊估德沖擊強度非常高,并且收縮率很低,一般為0.1%~0.2%。PC有很好的機械特性,但流動特性較差,因此這種材料的注塑過程較困難。在選用何種品質的PC材料時,要以產(chǎn)品的期望為基準。如果塑件要求有較高的抗沖擊性,那么就使用低流動率的PC材料;反之,可以使用高流動率的PC材料,這樣可以優(yōu)化注塑過程。
PC/ABS 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物
典型應用范圍:
計算機和商業(yè)機器的殼體、電器設備、草坪和園藝機器、汽車零件(儀表板、內(nèi)部裝修以及車輪蓋)。
注塑模工藝條件:
干燥處理:加工前的干燥處理是必須的。濕度應小于0.04%,建議干燥條件為90~110℃,2~4小時。
熔化溫度: 230~300℃。
模具溫度:50~100℃。
注射壓力:取決于塑件。
注射速度:盡可能地高。
化學和物理特性:
PC/ABS具有PC和ABS兩者的綜合特性。例如ABS的易加工特性和PC的優(yōu)良機械特性和熱穩(wěn)定性。二者的比率將影響PC/ABS材料的熱穩(wěn)定性。PC/ABS這種混合材料還顯示了優(yōu)異的流動特性。
PC/PBT 聚碳酸酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯的混合物
典型應用范圍:
齒輪箱、汽車保險杠以及要求具有抗化學反應和耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性、抗沖擊性以及幾何穩(wěn)定性的產(chǎn)品。
注塑模工藝條件:
干燥處理:建議110~135℃,約4小時的干燥處理。
熔化溫度:235~300℃。
模具溫度:37~93℃。
化學和物理特性:
PC/PBT具有PC和PBT二者的綜合特性,例如PC的高韌性和幾何穩(wěn)定性以及PBT的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和潤滑特性等。
PE-HD 高密度聚乙烯
典型應用范圍:
電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等。
注塑模工藝條件:
干燥:如果存儲恰當則無須干燥。
熔化溫度:220~260℃。對于分子較大的材料,建議熔化溫度范圍在200~250℃之間。
模具溫度:50~95℃。6mm以下壁厚的塑件應使用較高的模具溫度,6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度。塑件冷卻溫度應當均勻以減小收縮率的差異。對于極優(yōu)的加工周期時間,冷卻腔道直徑應不小于8mm,并且距模具表面的距離應在1.3d之內(nèi)(這里“d”是冷卻腔道的直徑)。
注射壓力:700~1050bar。
注射速度:建議使用高速注射。
流道和澆口:流道直徑在4到7.5mm之間,流道長度應盡可能短??梢允褂酶鞣N類型的澆口,澆口長度不要超過0.75mm。特別適用于使用熱流道模具。
化學和物理特性:
PE-HD的高結晶度導致了它的高密度,抗張力強度,高溫扭曲溫度,粘性以及化學穩(wěn)定性。PE-HD比PE-LD有更強的抗?jié)B透性。PE-HD的抗沖擊強度較低。PH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。適用于注塑模的PE-HD分子量分布很窄。對于密度為0.91~0.925g/cm3,我們稱之為一類型PE-HD;對于密度為0.926~0.94g/cm3,稱之為**類型PE-HD;對于密度為0.94~0.965g/cm3,稱之為第三類型PE-HD。該材料的流動特性很好,MFR為0.1到28之間。分子量越高,PH-LD的流動特性越差,但是有更好的抗沖擊強度。PE-LD是半結晶材料,成型后收縮率較高,在1.5%到4%之間。PE-HD很容易發(fā)生環(huán)境應力開裂現(xiàn)象??梢酝ㄟ^使用很低流動特性的材料以減小內(nèi)部應力,從而減輕開裂現(xiàn)象。PE-HD當溫度高于60℃時很容易在烴類溶劑中溶解,但其抗溶解性比PE-LD還要好一些。