詳敘常用塑膠的基本特性和射出成型的注意點

1.AS(SAN) – 大力胶. 丙烯晴-苯乙烯共聚物
@ 塑料主要性能:
a) 高透明` 高光泽` 耐冲击性优于GPPS;
b) 不耐动态疲劳, 但耐应力开裂远胜GPPS.
   @ 主要工艺要点:
a) 需进行预干燥, 80℃2小时;
b) 温度控制: 注射成型温度180-270℃, 模具温度65-75℃.
c) 玻璃纤维强化SAN-GF30, 需进行预干燥, 80℃2小时, 温度控制: 注射成型温度200-260℃, 模具温度60-80℃,成型收缩率0.1~0.2%
   @ 常用原料举例:
       AS767 / STYLON GR601          (旭 DOW。日本)

2.BDS(K-ResinK树脂) –料。丁二烯-笨乙烯共聚物
@ 塑料主要性能:
a) 透明且具有较高的冲击强度及韧性;
b) K料分KR-01 % KR-03, KR-03冲击性优于KR-01;
@ 主要工艺要点:
         啤塑参数: 注射料筒温度: 200-250℃, 注射压力: 40-70Mpa, 模具温度:40-60℃.
@ 共混改性塑料:
         根据需要, K料可以和聚苯乙烯及其改性物(包括ABS)任何比例混炼.
@ 常用原料举例:
         KR-01, KR-03    (美国菲利浦石油化学公司)

3.ABS&MBS
1.ABS – 超不碎胶. 丙烯睛-丁二桸-苯乙烯共聚物
   ABS可以看作是PB(聚丁二烯)` BS(丁苯橡胶)` PBA(丁睛橡胶)分散于AS(丙烯睛-苯乙烯的共聚物)或PS(聚苯乙烯)中的一种多组份聚合物. 三种组份的作用:
     A (丙烯睛) --- 占20-30% , 使胶件表面较高硬度, 提高耐磨性, 耐热性
   B (丁二烯) --- 占25-30%, 加强柔顺性, 保持材料弹性及耐冲击强度
   C (苯乙烯) --- 占40-50%, 保持良好成型性(流动性, 着色性)及保持材料刚性.
   @ 塑料主要性能:
a) 由于B的作用，ABS较GPPS抗冲击强度高得多;
b) 收缩率较小(0.4-0.7%), 尺寸稳定;
c) 具有良好电镀性能, 也是所有塑料中电镀性能最好的.
@ 注塑工艺要点:
a)  吸湿性较大, 必须干燥, 干燥条件85℃, 3hrs以上(如要求胶件表面光泽,   更需长时间干燥);
b) 温度参数: 料温180-260℃(一般不宜超过250℃, 因过高温度会引致橡胶成份分解反而使流动性降低),模温40-80℃正常, 若要求外观光亮则模温取较高.
c) 注射压力一般取70-100Mpa, 保压取第一压的30-60%, 注射速度取中` 低速.
d) 模具入水采用细水口及 热水口. 一般设计细水口为0.8-1.2mm.
@ 共混改性塑料:
a) ABS + PC→提高ABS耐热性和抗冲击强度; (充电器﹑手机的外壳)
b) ABS + PVC→提高ABS的韧性` 耐热性及抗老化能力.
@ 常用原料举例:
a) ABS  POLYLAC 747 757               (台湾奇美实业公司)
b) LUSTRAN ABS 248             (Monsanto  Company  USA)
c) LG HI-121H                    (LG Chemical  Ltd  KOREA)
d) Cycolac  ABS  1008  1002     (General  electrical  U.S.A)
e) ABS  DENKA  GR-2000        (日本电气化学工业)
f) ABS  JSR  12                 (日本合成橡胶公司)
g) STYLAC ABS 191               (旭道。日本)
2. MBS --- 透明ABDS. 甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯共聚物
@ 塑料主要性能:
透明且具备ABS性能, 其原理为: M + BS→MBS(透明), M使材料折光率降低, S使材料折光率增大, 故加入后两者折光率趋于一致成为透明.
@ 注塑主要工艺同ABS, 需注意混点` 气泡影响外观.)
@ 常用原料举例:
    Toray ABS 920         


4.PVC (聚氯乙烯) -(CH2- CH2)-
                                 | CH3
一般以为含15%以下增塑剂的PVC称为硬PVC, 而含15%以上增塑剂的PVC称为软PVC, 玩具所用PVC多为软PVC, 35~90度
@ 塑料主要性能:
a)非结晶性塑料, 透明, 着色容易:
b)材料中增塑剂含量决定软硬程度(一般在55-90度)及力学性能.
@  注塑工艺要点:
a) 原料必须干燥(氯乙烯极性分子易吸水), 干燥温度85℃左右, 时间2小时以上;
b) 材料的成型温度接近分解温度, 故须控制尽可能用较低的温度注射, 同时亦应尽可能缩短啤塑周期, 以减少熔料在料筒内的滞留时间;
    料温参数: 前160-170℃, 中160-165℃, 后140-150℃. 由于PVC本身耐热性差, 料在料筒内长时间受热, 会降解析出氯化氢(HCL)使胶件变黄甚至产生 黑点, 并且氯化氢对模腔有腐蚀作用, 所以要经常清洗模腔及机头死角位;        
c)流动性很差, 故注塑模的浇口` 流道尽可能粗` 短` 厚且制件壁厚应在1.5mm以上, 以减少压力损失使料流尽快充满型腔, 总之宜采用高压底温(注射压力200Mpa以上, 背压取0.5-1.5Mpa, 保压取注压力的20-30%);
d)模具温度尽可能低(通常运冻水, 控制模温在30-45℃), 以缩短成型周期以及减小胶件出模后变形, 必要时借助定型模` 缩水模来较正控制变形;
e)水口料: 清洁良好的水口料可百分之百回用;
f)关机: 早10啤前关电掣, 停机后用PE过机.用于唱片,瓶子,人造皮,地板材料,薄板,胶膜,热索套馆,鞋子,线材,给排水管(UPVC),摥胶.
共混改性塑料:
a) PVC + EVA→提高冲击强度(长效增塑作用);
b) PVC + ABS→增加韧性, 提高冲击强度.

5.NYLON(PA)--(尼龙。聚  胺)
常见尼龙为脂肪族尼龙如PA6`PA66，`PA1010….最常用的PA66(聚己二   己二胺), 在尼龙材料中结构最强, PA6(聚己内  胺)具有最佳的加工性能.
@ 塑料主要性能:
a) 结晶度高, 机械强度优异(因为高分子链含有强极性   胺基(NHCO), 链之间形成氢键);
b) 冲击强高(高过ABS` POM但比PC低), 冲击强度随温度` 湿度增加而颢着增加(吸水后其它强度如拉升强度, 硬度, 刚度会有下降);
c) 表面硬度大, 耐磨性, 自滑性卓越, 适于做齿轮` 轴承类传动零件(自滑性原理A分子结晶中具有容易滑移的面层结构);
d) 热变形温度低, 吸湿性大, 尺寸稳定性差.
@ 注塑工艺要点:
a) 原料需充分干燥, 温度80-90℃, 时间四小时以上;
b) 熔料粘度底, 流动性极好, 啤件易出披锋, 故压力取低一般为60-90Mpa, 保压取相同压力(加入玻璃纤维的尼龙相反要用高压);
c) 料温控制: 过高的料温易使胶件出现色变` 质脆及银丝, 而过低的料温使材料很硬可能损伤模具及螺杆. 料筒温度220-280℃(纤维偏高), 不宜超过300℃, (注A6熔点温度210-215℃, PA66熔点温度255-265℃);
d) 收缩率(0.8-1.4%), 使啤件呈现出尺寸的不稳定(收缩率随料温变化而波动);
e) 模温控制: 一般控制左20-90℃, 模温直接影响尼龙结晶情况及性能表现   模温高----结晶度大, 刚性, 硬度, 耐磨性提高模温低----柔韧性好, 伸长率高, 收缩性小;
f) 注射速度: 高速注射, 因为尼龙料熔点(凝点)高, 只有高速注射才能使顺利充模, 对薄壁, 细长件更是如此:;
        *** 需要同时留意披锋产生及排气不良引致的外观问题.
g) 模具方面: 工模一般不开排气位, 水口设计形式不限;
h) 退火/调试处理: 可进行二次结晶, 使结晶度增大; 故刚性提高, 改善内应力分布使不易变形, 且使尺寸稳定.
         可行方法: 用100℃沸水煮1-16小时, 视具体情况可考虑加入适量醋酸盐使沸点上升到120℃左右以增加效果.
@ 常用原料举例:
a) Zytel 101,109,408…….  属PA66 (Du Pont Company USA);
b) NYLON 1013B, 1013NB…… 属PA6 (UBE宇部兴产株式会社。日本)


6.PC--防弹玻璃胶。聚碳酸脂  价格最贵120元/斤
@ 塑料主要性能:
a) 高透明度(接近PMMA---压克力), 非结晶体, 耐热性优异;
b) 成型收缩率小(0.5-0.7%), 高度的尺寸稳定性, 胶件精度高;
c) 冲击强度高居热塑料之冠, 蠕变小, 刚硬而有韧性;
d) 耐疲劳强度差, 耐磨性不好, 对缺口敏感, 而应力开裂性差.
@ 注塑工艺要点:
a) 高温下PC对微量水份即敏感, 必须充分干燥原料, 使含水量降低到0.02%以下, 干燥条件: 100-120℃, 时间12小时以上;
b) PC对温度很敏感, 熔体粘度随温度升高而明显下降. 料筒温度:250-320℃, (不超过350℃), 适当提高后料筒温度对塑化有利;
c) 模温控制: 85-120℃,模温宜高以减少模温及料温的差异从而降低胶件内应力,
        *** 模温高虽然降低了内应力, 但过高会易粘模, 且使成型周期长;
d) 流动性差, 需用高压注射, 但需顾及胶件残留大的内应力(可能导至开裂), 注射速度: 壁厚取中速, 壁薄取高速;
e) 必要时内应力退火:烘炉温度125-135℃, 时间2Hrs,自然冷却到常温;
f) 模具方面要求较高;
      *** 设计尽可能粗而短` 弯曲位少的流道, 用圆形截面分流道及流道研磨,拋光等为使降低熔料的流动阻力;
      *** 注射浇口可采用任何形式的浇口, 但入水位直径不小于1.5mm;
      *** 材料硬, 易损伤模具, 型腔` 型芯经淬火处理或镀硬(Cr).
g) 啤塑后处理: 用PE料过机.
h) PC料分子键长, 阻碍大分子流动时取向和结晶, 而在外力强.
@ 共混改性塑料:
a) PC + ABS→随着ABS的增加, 加工性能得到改善, 成型温度有所下降, 流动性变好, 内应力有改善, 但机械强度随之下降;
b) PC + POM→可直接任何比例混和, 其中比例在PCOM=50-70:50-30在很大 程度上保持了PC优良的机械性能, 而且应力开裂能力显著提高;c)         PC + PE→目的是降低熔`粘度, 提高流动性, 也可使PC的冲击强度` 拉伸强度` 断裂强度得到一定程度改善;
d) PC + PMMA→可使胶件呈现珠光效果.
@ 常用原料举例:
a) Panlite  PC 1250Y         
b) Saicoroy  PC 800         


7.POM------赛钢。聚甲荃
@ 塑料主要性能:
a) 高结晶, 乳白色料粒, 很高刚性和硬度;
b) 耐磨性及自润滑性仅次于尼龙(但价格比尼龙便宜), 并具有较好韧性, 温度`湿度对其性能影响不大;
c) 耐反复冲击性好过PC及ABS;
d) 耐疲劳性是所有塑料中最好的.
@ 注塑工艺要点:
a) 结晶性塑料, 原料一般不干燥或短时间干燥(100℃, 1-2Hrs);
b) 流动性中等, 注射速度宜用中`高速;
c) 温度控制: 料温: 170-220℃, 注意料温不可太高, 240℃以上会分解出甲醛单体(熔料颜色变暗), 使胶件性能变差及腐蚀模腔,模温: 80-100℃, 控制运热油;
d) 压力参数: 注射压力100Mpa, 背压0.5Mpa, 正常啤压宜采用较高的注射压力, 因流体流动性对剪切速率敏感, 不宜单靠提高料温来提高流动性, 否则有害无益;
赛钢收缩率很大(2-2.5%), 须尽量延长保压时间来补缩改善缩水现象.
e) 模具方面: *** POM具高弹性材料, 浅的侧凹可以强行出模,
             *** 注射浇口宜采用大入水口流道整段大粗为佳.
@ 共混改性塑料:
     POM + PUR (聚氨脂) →「超韧POM」, 冲击强度可提高几十倍.
@ 常用原料举例:
a) 均聚甲醛: Delrin  100, 100ST, 500     (DU PONT Company USA)

8.PP--------百折胶。聚丙烯
@ 塑料主要性能:
a) 质轻, 可浮于水中;
b) 高结晶度, 耐磨性好, 优于HIPS, 高温冲击性好, 硬度低于ABS; HIPS;
c) 突出的延伸性和抗疲劳性能.
@ 注塑工艺要点;
a) 加工前一般不需干燥;
b) 染色性较差, 色粉在料中扩散不够均匀(一般需加入扩散油/白磺油), 大胶件尤明显;
c) 成型收缩率大(1.2-1.9%), 尺寸不稳定, 胶件易变形缩水, 采用提高注射压力及注射速度, 减少层间剪切力使成型收缩率降低;
d) 流动性很好, 注射压力大时易出现披锋且有方向性强的缺陷, 注射压力一般为: 50-80Mpa, (太小压力会缩水明显), 保压压力取注射压力的80%左右, 宜取较长的保压时间补缩及较长的冷却时间保证胶件尺寸` 变形程度;
e) PP冷却速度快, 宜快速注射, 适当加深排气槽来改善排气不良;
f) 料温控制: 成型温度料温较宽, 因PP高结晶, 所以料温需要较高.前料筒200-240℃, 中料筒170-220℃, 后料筒160-1900℃, 实际上为减少披锋, 缩水等缺陷, 往往取偏下限料温;
g) 模温: 一般40-60℃, 模温太低(＜40℃), 胶件表面光泽差, 甚至无光泽, 模温太高(＞90℃), 则易发生翘曲变形` 缩水等;
h) 「气泡」问题: 高结晶的PP高分子在熔点附近其容积会发生很大变化, 冷却时收缩及结晶化导致胶件内部产生「气泡」甚至局部空心(这会影响制件机械强度), 所以调节啤塑参数要有利于补缩.
i) 低温下表现脆性, 对缺口敏感, 产品设计时避免尖角. 壁厚件所需模温较薄壁件低.
@ 共混改性塑料:
a) PP + EVA (10%) →改善加工性, 帮助提高冲击强度;
b) PP + LDPE(10%)→提高流动性及耐冲击性;
c) PP + 橡胶→提高耐冲击性.
@ 常用原料举例:
a) P COSMO PLENE PAV 161   (The Polyolefin Company Singapore Pte Ltd)
b) PP BJ 500                  (三星综合学。韩国)
c) Carlona 6100                (Shell  Chemicals UK-Limited)
d) MITSUBISHI PP BC3B     


9.PE(LDPE&HDPE)--聚乙烯POLYETHYLENE
@ 塑料主要性能:
*** LDPE ------ 花料。低密度软聚乙烯     -(CH2- CH2)-  
a) 分子量较低, 分子链有支链, 结晶度较低(55-60%), 故密度小, 质地柔软, 透明性较HDPE好;
b) 耐冲击` 耐低温性极好, 但耐热性及硬度都低.
*** HDPE ------ 孖力士。高密度硬聚乙烯 ***
HDPE结晶度为85-90%, 远高于LDPE, 这决定了它具有较高的机械强度.
@ 注塑工艺要点:
a) 结晶性原料, 吸湿性小, 可不必干燥;
b) 流动性好, 流动性对压力敏感;
c) 收缩率大易变形, 翘曲, 必须控制模温, 保持冷却均匀;
d) 成型工艺参数:
*** LDPE: 成型温度180-240℃, 模温35-65℃, 注射压力30-90Mpa;
*** HDPE: 成型温度180-250℃, 模温50-70注射压力90-100Mpa;
啤塑PE一般不需高压, 保压取第一压的30-60%;
e) 模具方面: 对有侧凹位的件, 一般都可以强行脱模.
@ 共混改性塑性:
a) PE + EVA→改善环境应力开裂, 但机械强度有所下降;
b) PE + PP →提高塑料硬度;
c) PE + PE→不同密度混熔以调节柔软性和硬度;
d) PE + PB(顺丁二烯) →提高其回弹性.
@ 常用原料举例:
a) UCAL PE    (Union Carbide  ASIA Ltd 。JAPAN联合碳化物亚洲公司)
b) LDPE-F401-1    (The Polyolefin  Company  Singapore Pte Ltd)
c) DAELIM POLY LDPE 25A  (Dealim Industrial Co; Ltd。KOREA)
d) LDPE LF542       (三菱化学株式会式。日本)

10.PMMA---亚加力。聚甲基丙烯酸甲脂
@ 塑料主要性能:
a) 最优秀的透明度(仅GPPS可与之相比)及良好的导旋光性;
b) 常温下较高的机械强度;
c) 表面硬度较低, 易擦花, 故包装要求很高.
@ 注塑工艺要点:
a)原料必须经过严格干燥, 干燥条件: 95-100℃, 时间6Hrs以上, 料斗应持续保温以免回潮;
b) 流动性稍差, 宜高压成型(80-10Mpa), 宜适当增加注射时间及足够保压压力(注射压力的80%)补缩;
c)         注塑速度不能太快以免气泡明显, 但速度太慢会使熔合线变粗;
d)         料温` 模温需取高, 以提高流动性, 减少内应力, 改善透明性及机械强度. 料温参数: 200-230℃, 中215-235℃, 后140-160℃; 模温: 30-70℃;
e)         模具方面:
i. 入水口要采用大水口, 够阔够大;
ii. 模腔` 流道表面应光滑, 对料流阻力小;
iii. 出模斜度要足够大以使出模顺利;
iv. 考虑排气, 防止出现气泡, 银纹(温度太高影响)` 熔接痕等.
f) PMMA极易出现啤塑黑点, 请从以下方面控制:
i. 保证原料洁净(尤其是翻用的水口料);
ii. 定期清洁模具;
iii. 机台清洁(清洁料筒前端, 螺杆及喷咀等).
@ 共混改性塑料:
     PMMA + PC→可获得珠光色泽, 能代替潻加有毒的(Cd)类无机物制成珠光塑料.
@ 常用原料举例:
a) PMMA 372#. 373#          (国内生产)
b) Lueite                    (Du Pont Co., Ltd。USA)
c) Acry-aie                (Fudow  Chemical Co。JAPAN)

        ABS塑料外观性能
一.流纹
流纹常由熔体中的气泡产生，气泡来自潮气、包陷的气体和裂解气体。适当的预干燥可避免与潮湿潮湿有关的流纹。（Fritch.L., “Injection Molding ABS for Properties of Weld Line in Injection Molded Thermoplastics” SPE ANTEC Papers）错误的螺杆设计、过小的螺杆背压、大的塑料颗粒、高的螺杆转速以及使用螺杆减压可引起由包陷气体产生的流纹。
裂解气体产生的流纹产生于过高的熔体温度或在塑化筒中长时间的停留、高的喷嘴温度和过度的剪切。过度的剪切产生于：
.导致熔体过热的不良螺杆设计；.螺旋片或单向阀开裂；.高的螺杆转速；.螺杆背压过高；.节流浇道和浇口；.非常高的注射速率。通过模具设计和机器调节等措施，流纹也能得到各种程度的消除。某些提高流纹消除能力的机器条件却又反过来加重了型腔流动时产生的气泡。最终的结果总是难以预测的。在喷嘴和模具流道设计正确的假定下，快速充填常常产生较少的流纹（图一）。这是由于气泡生长的时间被缩短了，而且快速充填提高了流纹的消除能力。提高熔体温度虽然也能帮助消除流纹，但结果几乎总是产生更多的流纹（图一）。较高的熔体温度产生较多的气泡，因为熔体的黏度小了，而气泡中的压力却大了。所以，根据不同的情况，高温熔体的快速充填既可减少流纹，也可使其增多。如果快速充填因剪切热使熔体过热，那么流纹就将增多。
图二表示增加充填压力可以减少流纹的情形,这在高模温时最有效.消除流纹是一件费力而不易见效的事,最好是避免产生气泡的根本原因,如此就不必再要求消除流纹了.对有待电镀或油漆的塑件,或者将浸泡在热水或溶剂中的塑件,就毋需采用消除流纹的方法.
二.光泽
ABS塑料含有两种材料,其中一相比另一相容易变形,所以熔体锋面滚动产生的塑料表面本质上是在微米量级内起伏不平的.最佳的光泽取决于将这种起伏不平的新生表面紧贴在高度拋光的模具表面上.虽然人们总是期望较高的熔体温度会有利于提高光泽,但是在大多数情况下却正好相反,尤其是在冷模具中(图三).某些牌号的ABS塑料不甚敏感,所以性能响应曲线比较平坦.熔体过冷也会使光泽降低,因为充填受到了障碍.因为,总的性能响应曲线是一条弓背型的曲线.模具温度对光泽有强烈的影响.冷模具(低于1400F)减少了可得到的光泽,同时使其它成形参数对光泽更为敏感.较高的模具温度(150~1800F)提高了光泽,并减小了熔体温度的影响.
只要熔体在节流浇道和浇口中不受到过度的剪切,较快的充填往往有助于提高光泽.充填速率的影响在低模温时最大(图四).令人感到意外的是,在塑件良好充填所需范围之外提高充填压力,并不总会产生人们所期望的强烈影响.充填压力的影响可能是微弱的,并且与模具温度相互作用(图五).曾发现过高的充填压力降低光泽的情况.最好的光泽得自中等熔体温度.“上限”模温.快速充填和充分而不过度的充填压力.由于高模温会牺牲冷却时间和成形效率,所以不采用比所需要模温更高的温度是明智的.利用这四种成形条件,同一种牌号的ABS塑料的光泽可从20%变化到98%–––––该项结果由文献[11]公布.
三.翘曲
由于若干原因,成形塑件在不受载条件下因温度升高而可能发生翘曲.应该了解,翘曲更容易发生在高温度时(即翘曲倾向在湿热条件下比干热条件下更大).成形塑件中的芯部方向性和冷却应力都能引起塑件的翘曲.提高熔体温度减少了塑件中的方向性,因为减少了翘曲的倾向.较快异充填也减少了塑件芯部的方向性,当然也常能减小翘曲.图六表示综合的影响.冷模具以几种方式产生较大的翘曲倾向.方向性松驰的机会较少及快速冷却产生了有害的冷却应力.提高充填压力也产生较大的应力,阻碍松驰并降低不退火热扭变温度(见热扭变温度一节).充填压力和模具温度的影响见图七.
械性能和成形参数机
一. 拉伸强度和弹性模量
上述四个成形参数并不明显影响弹性模量.拉伸强度主要受方向性影响,塑件在取向方向强度较高.有证据表明,加热时间具有有害的影响.与冲击性能相对照,拉伸性能受的影响处胾较低的量级内.图八定性地表示了重要的性能响应.定量地说,在从冷熔体慢速充填到热熔体快速充填的典型条件内.室温时的拉伸屈服强度可降低正常值的5~10%[15].模具温度和充填压力无明显的影响.
二. 弯曲强度和弯曲模量
这些性能对成形参数的响应与拉伸性能的相同,所以上述内容完全可用.
三.蠕变
可获得的有限数据表明,成形参数对蠕变没有明显影响.
四. 热扭变温度
    研究结果表明,不退火和退火材料的热扭变温度对成形参数响应稍有不同.不退火材料的热扭变温度受充填压力和模 具温度影响,未发现熔体温度和充填速率对此有何影响.试图将不退火热扭变温度与方向性或冷却应力相联系的努力已经失败[11].一个众所周知的事实是有趣的,即退火常常将热扭变温度提高400F.文献[4]在分子松驰概念基础上解释了成形参数的影响.图九表明,过高的充填压力使不退火热扭变温度损失10~150F[15].冷模具(800F)也能使不退火热扭变温度降低100F[11].高充填压力和快速冷却阻碍分子运作,并且阻碍塑料分子的优惠排列.
另一方面,充填压力.模具温度或充填速度对退火热扭变温度没有影响.已收集的一些数据表明,当熔体温度上升时,退火热扭变温度下降约达100F(图十).这种影响并不总是存在,它取决于所使用的ABS塑料牌号.

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五. 悬挂梁式冲击
V形缺口冲击受到方向性的强烈影响,因此冲击值也能反映方向性的强弱.因为方向性是有向的概念,所以必须特别规定相对于流动方向断裂方向.冲击断裂方向与流动方向垂直时的方向性是有利的.另一方面,塑件沿流动方向断裂时,相同的方向性就是不利的.垂直冲击断裂值可能比平行断裂值大1~4倍[11].在某些应用中,尽可能在一个方向上有较大的冲击值是有益的,而其它方向则是无关紧要的.另一些应用中则要求均匀的冲击值(即没有优先方向).成形参数的相互作用可在某种程度上取得这两种结果.
熔体温度通过两种可能的方式影响冲击值.在推荐范围内,升高熔体温度降低了强烈影响该项性能的芯部方向性,使得垂直断裂值下降而平行断裂值上升(图十一).
过高的熔体温度不仅减小了方向性,而且还会使塑料降解,这就同时减小了平行方向和垂直方向的冲击强度.图十一中的曲线在超出推荐温度范围后呈现下降趋势的原因就在于此.根据各种ABS塑料不同的结构和稳定性,熔体温度对强度的影响降到几分之一,而对平行断裂冲击强度的影响没有这么大,在推荐范围内提高熔体温度可提高平行断裂冲击强度约50%[11,15].
快速充填减小芯部方向性,结果其影响是减小垂直断裂冲击强度和增大平行断裂冲击强度.在低熔体温度时,充填速率的影响可为15~50%或更大.高熔体温度时,充填速率的影响明显减小,因为熔体松驰抵消了充填引起的方向性(图十二).提高模具温度还可减小垂直断裂和平行断裂冲击强度的差别,因为这促进了缓冷过程和增加了熔体的松驰.模温(800F和1800F)的影响不象充填速率那么大.模温影响最大发生在低熔体温度和低充填速率时(图十三).充填压力对冲击强度没有强烈和确定的影响.
六. 熔接痕强度
熔接痕由两股熔流汇合而成,有几个原因决定了它的强度低于非熔接痕区.熔接痕缺口处存在应力集中.熔体锋面的拉伸延展产生,与主流动方向垂直.这种方向性也被认为是弱熔接痕的一个原因16~19].在熔接痕处避免陷入空气是最重要的,所以成形模正确排气是必不可少的.有关成形参数的影响资料并不充裕,但是现有的资料告诉了我们下列的一般规则.
提高熔体和模具的温度往往增加熔接痕的强度(图十四).较高的熔体温度促进熔接痕处分子的合并和缠连,也产生较小的残留方向性.因此,可尝试在推荐限度内提高熔体温度.过高的熔体温度会使熔体降解,使包括熔接痕区在内的强度降低.因此,图十四中熔体温度的响应曲线在推荐限度上呈现下降趋势.提高模具温度会促进缓冷,可以有较多的时间填满熔接痕处的缝隙,并使该处分子互相缠连,方向性也得到更多的松驰,因此有利于提高熔接痕强度.然而,在大多数情况下,模温的提高虽然是有利的,但不如熔体温度的影响大.由于充填速率和充填压力的相互作用,它们的影响是复杂的>因此,确切的影响程度取决于ABS塑料牌号.塑料设计和熔体及模具温度.
一方面,提高充填速率可促进拼合,其机理与提高熔接温度相同.快速充填会产生热量以及减少流动时的模内冷却.另一方面,快速充填可产生更多不利熔体锋面的方向性和加剧排气问题,因此使熔接痕变弱(图十五).
充填压力不足会产生较明显和较弱的熔接痕.可是有两个因素决定了过高充填压力也会产生较弱的熔接痕.过高的充填压力产生比较尖锐的缺口,在使用条件下容易增加应力集中.过高充填压力也阻碍熔体松驰和分子的缠连.图十六总结了可能发生的情况.
最佳的充填压力和充甜速率取决于塑件设计的特殊性.排除故障时可从正.反两个方向调整这两个参数,并仔细注意性能的响应.充填压力和充填速率的影响都不如熔体或模具温度的影响.还应认识到,变动这些参数虽可在一定程度上改善熔接痕,但熔接痕区的强度总要比非熔接痕区的差.
七. 投掷冲击
投掷冲击性能与垂直断裂悬臂梁式冲击性能相比较,成形参数的影响在某些方面是不同的.在垂直断裂悬臂梁式冲击的情况下,芯部方向性提高了冲击强度.相形之下,方向性对投掷冲击性能几乎总是有害的,因为流动倾向的强度较弱.投掷冲击产生双向变形,塑件不会比最弱方向的强度更牢固,流动方向上的高强度是无用的.
通常的规则是在不引起塑料降解的条件下改变成形参数,以促使方向性减小.这意味着在许可范围内提高熔体温度.各种ABS塑料的热稳定性是不同的.在降解抵消方向性减小带来的好处之前,某些牌号经受较高熔体温度.各种牌号ABS塑料投掷冲击性能响应在图十七中表示为包络线.
模具温度的升高促进方向性的消除,并且常与充填速率相互作用.在模具温度降低时,改变充填速率具有最大的影响(图十八).充填压力对投掷冲击性能一般没有什么影响.在发现提高充填压力的影响时,这种几乎总是有害的,在综合较低熔体和模具温度及缓慢充填时尤其如此.实验和工业实践已显示,过高充填压力时的投掷强度最优值的一半.过高充填压力增加残留方向性,并可能打破冷却应力的平衡,使表面受拉而不象通常那样受压[6].预计这两种情况都会减小投掷冲击强度.
八. 用于电镀的注射成形件
成形件电镀时,其外观.镀层附着性和尺寸稳定性都是关键的质量指针.由于存在各种相互矛盾的因素,从成形参数最优化的观点来看,电镀代表了最复杂的情况中的一种.例如,某种成形参数配置使镀层附着性最佳,但它却不是抑制流纹或塑件翘曲倾向的最好选择.一般情况下选择的参数使镀层附着性和热循环性能最优,下面的讨论将围绕这个方面展开.
假定电镀预处理和电镀的各个步骤都能正确地实现,那么ABS塑料的镀层附着性主要取决于镀层底下塑料薄层的强度.低附着性和镀层气泡很少能使镀层和ABS塑料彻底分离,而是ABS塑料本身在边界层处剥离.边界层受到熔体锋面产生的方向性的制约.为使这个要害层次的强度达成最大,希望该层的方向性最小[20].如图十九所示,两个关键性参数是熔体温度和充填速率.应采用缓慢充填来促使表面方向性减小,从而提高ABS塑料与镀层相结合的边界层的强度.不过,这里的例子很好地说明了前述的折衷方法.由于电镀塑件的扭曲或弯曲会产生应力,使得镀层起伏或开裂,因此还应使塑件的翘曲达成最小.如前所述,快速充填使方向性产生在表层而不是在芯部,所以减小了翘曲.有一个合理的方法可以幸运地摆脱这种状况––––高熔体温度有利于解除方向性,尤其是对于缓慢充填产生的芯部方向性.因此应该使用较高的熔体温度,只要不至于使塑料降解和产生流纹或低劣的塑件外表.合理选择充填速率和熔体温度可使镀层附着性增加50%或更高.
模温和充填压力的影响较小.高的模具温度有助于减小方向性,尤其是对要求的缓慢充填所产生的芯部方向性.充足的充填压力仅仅是为了得到充满的美观的塑件.过高的充填压力会产生不利的方向性和应力.图二十表示模温和充填压力的影响.
        塑件内各点的性能变化
熔体温度和压力以及充填速率等成形参数在型腔内各点很少是相同的,尤其是头两项参数在流动方向上发生变化.在简单的塑件中,局部速度会在流动方向上改变;在复杂的塑件中,横截面上的局部速度也不一致. 局部速度还受到局部厚度的影响.甚至连型腔各点的模具表面温度基本上也是不同的.因为这些参数在模具中是逐点变化的,所以它们同样也影响到性能变化.像冲击和电镀附着性这类性能的确在塑件各点变化.
塑件浇口端的方向性常达到最大,并朝着盲端逐渐减小.结果垂直断裂冲击强度在浇口端较高,而在盲端较低.投掷冲击强度受不均匀方向相的影响,所以投掷冲击强度在浇口端较低,而在盲端较高.文献[15]中的一个范例说明,投掷冲击强度和悬臂梁式冲击强度可随位置发生变化.在一块4in宽的板上,从浇口处开始的15in流动长度内,垂直断裂冲击强度下降一半,而投掷冲击强度竟增加4倍!这个例子说明的另一点是不论是成形机还是位置变化引起的)成形参数可使一种性能得到提高而使另一种性能下降.注射成形过程控制中充满了这种矛盾.甚至连顶杆,塑件编码号或起伏之类的模具表面最小的扰动都可产生表面不规则的方向性,这会影响对表面方向性的敏感性,电镀附着性就是一个很好的例子.模具表面上与流动方向垂直的0.005in深的划痕可减小塑件表面的方向性.用这种技术可局部改善镀层附着性.文献[20.21]中讨论了这些模具表面影响如何干扰熔体烽面,并如何将其中影响传递到相吻合的塑件表面.

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