結晶型塑料的結晶度與結晶形態(tài)影響到制品的物理、機械性能。若成型時的冷卻速度慢,有利于結晶的進行,可以提高結晶度。因此,要得到機械性能優(yōu)良與表面光澤好的制品對于模溫的控制是極為重要的。為了讓冷卻速度緩慢,以便充分地結晶,必須提高模具溫度,但不可避免地會使成型周期延長。結晶型塑料在其熔點附近時的比容(cm3/g)變化較大。所有材料在冷卻時都有一定程度地收縮,一般說來結晶型塑料具有比非結晶型塑料成型收縮率大的特點。因此,其制品易產生變形、且其厚壁制品易產生凹痕,即大制件有可能發(fā)生翹曲,在較厚部分形成凹痕。總之,不僅應考慮到模具溫度的高低,而且也要注意到制品各部分必須均勻地冷卻凝固(或均勻地結晶),這兩點非常重要。
表為各種塑料成型材料的一般成型條件。
表 常用塑料材料的注射成型條件
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(a)結晶型塑料 |
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塑料名稱 成型條件 |
高密度
聚乙烯 |
聚丙烯 |
聚酰胺 |
聚甲醛 |
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尼龍6 |
尼龍66 |
均聚物 |
共聚物 |
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料筒溫度/℃ |
210~280 |
200~270 |
210~260 |
140~300 |
180~200 |
180~210 |
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樹脂溫度/℃ |
210~290 |
210~280 |
220~300 |
250~310 |
190~210 |
190~220 |
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模具溫度/℃ |
30~90 |
30~100 |
60~80 |
60~80 |
80~120 |
80~120 |
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注射壓力/MPa |
50~150 |
40~100 |
70~160 |
60~150 |
80~110 |
60~150 |
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(b)非結晶型塑料 |
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塑料名稱 成型條件 |
聚苯乙烯
(通用級) |
ABS樹脂 |
聚甲基丙烯酸甲酯 |
聚碳酸酯 |
改性PPO(Noryl) |
硬聚氯乙烯 |
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料筒溫度/℃ |
180~240 |
200~280 |
180~220 |
260~310 |
240~280 |
165~185 |
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樹脂溫度/℃ |
190~200 |
200~240 |
200~230 |
280~320 |
250~300 |
175~195 |
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模具溫度/℃ |
30~80 |
40~80 |
40~90 |
85~120 |
65~100 |
40~60 |
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注射壓力/MPa |
40~130 |
80~150 |
70~150 |
80~150 |
85~140 |
100~150 |
[注1] 均為未填充玻璃纖維等的非增強塑料的數(shù)據(jù);
[注2] 樹脂溫度*是指在料筒內的樹脂溫度,一般都比料筒溫度高,即表示從噴嘴向空中注射的熔融樹脂溫度。
(1)聚乙烯
聚乙烯一般在成型時的流動性良好。幾乎可不必為其熱穩(wěn)定性擔心。然而,它的分子取向性強,所以制品易產生變形。
高密度聚乙烯具有敏銳的結晶溫度。一般來說,要求較高的注射壓力與注射速度。尤其是對于厚壁制品,注射速度相當重要,它可以改善制品的表面光澤,并防止制品翹曲及降低成型收縮率。
(2)聚丙烯
聚丙烯有很多地方與聚乙烯相似,如圖6所示,其流動性正比于料筒溫度,但因在280℃左右時,樹脂開始老化,故要求溫度控制在270℃以下為宜。其分子的取向性較強,若在較低溫度成型時,由于其分子取向,易產生翹曲、扭曲等變形,故必須注意控制溫度。
各種尼龍的熔點成型溫度
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品 種 |
熔點/℃ |
成型溫度/℃ |
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尼龍6 |
215 |
220~300 |
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尼龍66 |
255 |
260~320 |
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尼龍610 |
213 |
220~300 |
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尼龍12 |
177 |
185~300 |
(3)聚酰胺(尼龍)
聚酰胺粘度隨溫度的變化極為敏感.它與其它熱塑性塑料不同,尼龍的熔點比較明顯(表7所示)。聚酰胺在其熔點上成型,所以其成型溫度必須比一般材料要高。關于尼龍的結晶度與模具溫度之間的關系如圖8所示。
由于尼龍吸濕性較大,故須預先充分干燥。然而,若在90℃以上干燥便會變色,須加注意。
(4)聚甲醛
聚甲醛(POM)有均聚物與共聚物,均為流動性不太好的樹脂。此類樹脂易發(fā)生熱分解,必須注意控制成型時的溫度。共聚甲醛比均聚甲醛的熱穩(wěn)定性好(圖9),它可以在稍高的溫度條件下成型加工,但此材料在料筒內停留的時間不宜過長,否則,會發(fā)生熱分解使制品色澤發(fā)黃。
(5)PBT樹脂
PBT樹脂(聚對苯二甲酸丁二醇酯)與PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)均屬于飽和聚酯(熱塑性聚酯)。PBT樹脂的特點是熔體粘度極低,成型性良好。因它結晶迅速,故凝固快。
PBT與PET樹脂實際一般多采用玻璃纖維增強提高性能。在此,僅介紹非增強樹脂基材的成型要點。其加熱料筒一般為230~270℃(阻燃級為250℃)。模具溫度為40~90℃,盡管在較低的模溫也能成型,但為得到表面光澤的制品,宜采用較高的模溫。注射壓力范圍為50~130 MPa。因樹脂凝固迅速,所以注射速度宜快,使制品外觀良好與有利于提高性能。此外,由于吸濕的樹脂熔融時,會發(fā)生遇水分解的后果,因而使制品變脆,所以在加工前須進行樹脂預干燥。