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几种通用塑料根本性能及注塑工艺 佚名    来源：本站原创    点击数： 49   更新时间：2023年08月21日    几种通用塑料根本性能及注塑工艺   一、 聚丙烯 PP 典型应用范围:    汽车工业〔主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等〕，器械〔洗碗机门衬垫、枯燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等〕，日用消费品〔草坪和园艺设备如 剪草机和喷水器等〕。 注塑模工艺条件: 枯燥处理：如果储存适当那么不需要枯燥处理。 熔化温度：220~275℃，注意不要超过275℃。 模具温度：40~80℃，建议使用50℃。结晶程度主要由模具温度决定。 注射压力：可大到1800bar。 注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品外表出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。 流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。 化学和物理特性: PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是参加1~4%乙烯的无规那么共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度〔100℃〕、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的外表刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用参加玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。参加30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃〔如苯〕溶剂、氯化烃〔四氯化碳〕溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。   二、低密度聚乙烯 LDPE 典型应用范围: 碗，箱柜，管道联接器 注塑模工艺条件: 枯燥：一般不需要 熔化温度：180~280℃ 模具温度：20~40℃，为了实现冷却均匀以及较为经济的去热，建议冷却腔道直径至少为8mm，并且从冷却腔道到模具外表的距离不要超过冷却腔道直径的1.5倍。 注射压力：最大可到1500bar。 保压压力：最大可到750bar。 注射速度：建议使用快速注射速度。 流道和浇口：可以使用各种类型的流道和浇口。LDPE特别适合于使用热流道模具。 化学和物理特性: 商业用的LDPE材料的密度为0.91~0.94 g/cm3。LDPE对气体和水蒸汽具有渗透性。LDPE的热膨胀系数很高不适合于加工长期使用的制品。如果LDPE的密度在0.91~0.925 g/cm3之间，那么其收缩率在2%~5%之间；如果密度在0.926~0.94 g/cm3之间，那么其收缩率在1.5%~4%之间。当前实际的收缩率还要取决于注塑工艺参数。LDPE在室温下可以抵抗多种溶剂，但是芳香烃和氯化烃溶剂可使其膨胀。同HDPE类似，LDPE容易发生环境应力开裂现象。   三、HDPE高密度聚乙烯 典型应用范围: 电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。 注塑模工艺条件: 枯燥：如果存储恰当那么无须枯燥。 熔化温度：220~260℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。 模具温度：50~95℃。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具外表的距离应在1.3d之内〔这里“d〞是冷却腔道的直径〕。 注射压力：700~1050bar。 注射速度：建议使用高速注射。 流道和浇口：流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。特别适用于使用热流道模具。 化学和物理特性: HDPE的高结晶度导致了它的高密度，抗张力强度，高温扭曲温度，粘性以及化学稳定性。HDPE比LDPE有更强的抗渗透性，HDPE的抗冲击强度较低，HDPE的特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑的HDPE分子量分布很窄。对于密度为0.91~ 0.925g/cm3，我们称之为第一类型HDPE；对于密度为0.926~ 0.94g/cm3，称之为第二类型HDPE；对于密度为0.94~ 0.965g/cm3，称之为第三类型HDPE。该材料的流动特性很好，MFR为0.1到28之间。分子量越高，HDPE的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。HDPE是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间。HDPE很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象。HDPE当温度高于60℃时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。   四、ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 典型应用范围: 汽车〔仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等〕，电冰箱，大强度工具〔头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等〕， 机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 注塑模工艺条件: 枯燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行枯燥处理。建议枯燥条件为80～90℃下最少枯燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210～280℃；建议温度：245℃。 模具温度：25～70℃。〔模具温度将影响塑件光洁度，温度较低那么导致光洁度较低〕。 注射压力：500～1000bar。 注射速度：中高速度。 化学和物理特性: ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 工艺条件对注塑件性能的影响 佚名    来源：本站原创    点击数： 24   更新时间：2023年08月16日    Achim Frick、Arif Rochman和Claudia Stern 注塑工艺不仅决定着成型件的形状，而且还有它的材料特性。图1显示出在参考生产条件下于被研究样品中心所产生的球晶尺寸及分配。在正被讨论的情况中，球晶直径约为18mm。 对形态重要性的认识缺乏 是塑件的整体形态结构决定着每种情况下的终端使用性能。这意味着不只是塑件的外在性能以工艺为条件，内在性能也是如此。这也意味着对成型化合物进行热机械的处理，如加工过程中的压力、温度和剪切率所定义的，都决定着所生产出来的塑件的材料结构〔形态〕。产品外在和内在性能确定了产品的最终性能。所以塑料的形态控制着塑件的皱缩及其形状，同时也确定了材料的使用性能。塑件性能对于某一种塑件形状不一定就是最正确的性能，如高机械强度、理想的硬度、良好耐磨性。反过来，理想的形态将不可防止地产生出一个稳定的塑件形状，但也是一个不可能再改变的一种形状。 一旦建立起工艺和最终品质之间的相互关系，一个事实就变得清楚了：只能通过对注塑进行一定优化形式的工艺控制，才能获得优质的塑件，这种控制以形态为重点，也包括了对状态变量的记录和控制。所以稳定的工艺控制需要工艺适应于被加工的塑料。它以热力学因素为根底，对于半结晶热塑性塑料，还必须考虑到结晶动力学。然而，在塑料加工业内还没有对此的普遍认识，尚待向人们灌输这种思想。 对加工POM的研究 以易流动的共聚甲醛〔POM〕为例子，人们就注塑过程中工艺条件对所制塑件最终性能之影响进行了研究和探讨。 为做这个研究，按照DIN/ISO 527标准，在双腔模具中以不同的注射速度和压力做出5A型的拉伸样板〔截面积4×1mm2〕。模腔通过位于塑件侧翼的侧面上的销式浇口被填充。模具在近浇口处装备有压力感应器，能在拉伸样板的中央肩部位置测量出压力变化。在所有测试中，塑件生产的模温被设定在95℃，因为这是原材料制造商为高品质塑件所推荐的温度。在一台锁模力为220kN的注塑机上加工成型化合物。螺杆直径是18mm，机器上注嘴温度为210℃。 图1：样品中心球晶结构的显微图 研究结果一方面揭示出塑件内在与外在性能之间的清晰关系，另一方面也揭示出与所选工艺条件的关系。尽管所生产出的塑件有着几乎一致的机械强度，但不同样板材料结构的变形能力有着明显的区别。这从断裂时不同拉伸应变看得很清楚，特别是每种情况获得的不同拉伸冲击强度。注射速度数值被标准化为20cm3/s,拉伸冲击强度可以降低55％，而测量出的重量和皱缩之变化只有2.5％或15％。 以材料为中心的品质管理的必要性 通过动态热差法〔DSC〕对不同样板进行的补充性研究只突出了开始时形态上的细微区别。换句话说，综合地来看，所研究样板拥有均匀的结晶。这个结果也在冷却〔结晶热量〕中和在二次加热阶段〔均匀前期过程之后的熔融热〕可观察到。 从动态差分热量测定的结晶过程，可明显看到，当聚合物加工过程中的注射速度逐级上升时，较低温度下的结晶热由-74J/g增加到-97J/g。这暗示所用POM材料会因为加工的原因而出现变化。材料分子量和分子量分布的变化提升了不相近固化性能〔整体结晶或多或少是一致的〕，所以促进了不同结构〔形态〕的形成，这由峰值高度与峰值宽度的比值得到证明，其由2.7降到了1.6。 在这种情况中，只靠DSC〔首步加热〕来观察不同样品的整体结晶，会导致对品质的不正确评估，因为在这里没有差异是显而易见的。只有当结构是在一个不直接的根底之上被评估时，这才会突出存在的区别。 在极化发射光下对不同样品的薄断面〔约10mm〕进行显微观察，显示出受不同工艺条件控制所做出塑件的结构非常不一样。当注射速度提高时，能观察得到的非球状外层的厚度由102mm急剧下降到30mm，同时余下结构也经历着变化〔图2〕。所以，高注射速度下制出的塑件硬度急剧下降也要归结为材料方面的不理想形态变化。图2右边所示的结构与所研究塑件的极脆性变形性能有关系，拉伸冲击测试的冲击强度比具有图2中左边所示结构相同塑件的冲击强度要低上100％。 图2：加工对形态结构的作用 加工对流变性能的影响 在不同注射速度下加工易于流动的POM，明显对材料的流变性能起着深远的影响。聚合物剪切程度的增大引起微分子逐步的链分解，这又伴随着熔体的流动性〔在模具内的压力传送〕发生变化，进而结晶动力学发生变化。已经测量和讨论过的DSC曲线表示进行着的这些过程。流变性调查也确定着这种表现。所用流变计是UDS200型号。取100mg的样本，流变计承受210℃温度下、0.1-100s-1 范围