熱塑性聚合物在成型中基本上是一種形態轉化的物理過程。而熱固性聚合物在成型中不僅有物理狀態的變化,還有化學變化,并且是不可逆的。熱固性聚合物在未交聯前與熱塑性聚合物相似,都是線型聚合物。但熱固性聚合物在分子鏈中帶有反應基團或反應活點,成型時分子鏈通過自帶的反應基團的作用或反應活點與交聯劑(硬化劑)的作用而發生交聯,使線型變成體型結構。對于熱固性聚合物的這種交聯反應,粘度反映了它的固化程度。 粘度
一.影響粘度的因素
1.熱固性塑料的粘度與熱固化時間的關系: 熱固化時間
在極值之前的一段時間內,聚合物的熱固化反應不占優勢,由松馳的結晶,粘度隨時間的增加而減小。在極值之后,交聯固化反應占優勢,聚合物相對分子量增大很快,而使粘度增大。 粘度
2.熱固性塑料的粘度對成型溫度的關系: 成型溫度
當成型溫度在極值之前時,粘度主要取決于材料的物理變化,即隨著溫度的升高而減小,在極值之后,粘度因交聯固化反應占優勢而快速升高。
對于熱固性塑料的注射正是利用這一點:在低于極值點的溫度下,材料在注射機料筒內達到流動態(粘度低),以便注模;在大于極值點的溫度下,材料可在模腔內固化成型。
3.隨著剪切速率的增加,物料的粘度會降低,但由于物料的磨擦生熱而使交聯反應的活化能降低,從而加速了交聯固化反應速率,又使物料的粘度迅速增加。
二.成型工藝
1.溫度
塑料從料斗進入料筒后,一定要逐步受熱塑化,溫度分布不宜過分激烈。因為溫度的突變,會引起熔料粘度的變化。見圖所示熱固性塑料在注塑過程中溫度對粘度的變化。注射時,塑料在噴嘴處流速很高,這樣因磨擦生熱而使塑料溫升很快。對射擊熔料的溫度最好控制在120~130℃,因為這時熔料呈現出最好的流動性,并接近于硬化的“臨界塑性”的狀態。所以,各段溫度的分布見表:
料筒溫度 噴嘴溫度 通過噴嘴時的溫度 模具溫度
預塑 積料 85-100℃ 100-130℃ 定模 動模
50-70℃ 75-95℃ 150-170℃ 165-190℃
備注 模具溫度一般控制在150-220℃,而且動模比定模溫度高10-15℃。
2.壓力
一般情況下,注射壓力應高一些,壓力越高,收縮率越小,其制品的機械強度和電性能都較好。壓力越高,流速就越快,產生的磨擦熱越多,固化時間就可縮短。但是,注射壓力高會引起制品內應力的增加,飛邊增多和脫模困難。
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