常用塑料的性能和注塑機有關參數

发布时间:2019-12-30 作者:bet36体育在线网 浏览次数: 104

我們常說的塑料,是對所有塑料品種的統稱,它的應用很廣泛,因此,分類方法也各有不同。按用途大體可以分為通用塑料和工程塑料兩大類。通用塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、改性聚苯乙烯(例如:SAN、HIPS)、聚氯乙烯(PVC)等,這些是日常使用最廣泛的材料,bet36体育在线网性能要求不高,成本低。工程塑料指一些具有機械零件或工程結構材料等工業品質的塑料。其機械性能、電氣性能、對化學環境的耐受性、對高溫、低溫的耐受性等方面都具有較優越的特點,在工程技術上甚至能取代某些金屬或其它材料。常見的有ABS、聚酰胺(簡稱PA,俗稱尼龍)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、有機玻璃(PMMA)、聚酯樹脂(如PET、PBT)等等,前四種發展最快,為國際上公認的四大工程塑料。

按加熱時的工藝性能,塑料又可以分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。熱固性塑料在受熱后分子結構轉化成網狀或體型而固化成型,變硬后即使加熱也不能使它再軟化。這種材料的特點是質地堅硬,耐熱性好,尺寸比較穩定,不溶于溶劑。常見的有酚醛樹脂(PF)、環氧樹脂(EP)、不飽和聚酯(UP)等等。熱塑性塑料在受熱條件下軟化熔融,冷卻后定型,并可多次反復而始終具有可塑性,加工時所起的是物理變化。常見的有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)及其改性品種、ABS、尼龍(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、有機玻璃(PMMA)等等。這類塑料在一定塑化溫度及適當壓力下成型過程比較簡單,其塑料制品具有不同的物理性能和機械性能。

我們現在接觸的都是熱塑性塑料,熱塑性塑料可分為兩大類:結晶形塑料和無定形塑料。所謂結晶,就是聚合物由熔融態分子的無次序狀態到凝固態有規則地進行重排的性質。具有這種性質的塑料就叫結晶形塑料。反之,就叫無定形塑料,或叫非結晶形塑料。結晶形材料具有比較明顯的熔點,當加工溫度進入熔點后即出現粘流態,聚合物粘度迅速下降,發生不可逆的塑性形變。而無定形塑料,由常溫下的固態加溫直至軟化最后到粘流態,中間沒有明顯的熔點。作為判別結晶形塑料和無定形塑料方法,一般來說,不透明的或半透明的是結晶形塑料,例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚酰胺、聚酯等,透明的是無定形塑料,例如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(有機玻璃)、聚砜等。當然,也有例外情況,比如ABS屬于無定形塑料,卻不透明。

一般來說,對于結晶形塑料,當加工溫度高于其熔點時,其流動性較好,能很快的充滿型腔,它所需要的注射壓力也可以較小。而無定形塑料的流動性較差,因此,注入型腔的速度較慢,它所需要的注射壓力也要較大。所以,在模具設計時,可以根據塑料的流動性來設計合理的流道系統尺寸,一方面可避免流道系統尺寸太大而浪費材料,同時也延長注塑成型周期,另一方面避免流道系統尺寸太小而導致充填、保壓困難。當然,也有例外,比如,聚苯乙烯雖然是無定形塑料,但它的流動性卻很好。反映流動性的指標通常有熔融指數(MFR)和表觀粘度。MFR是指在熔體流動速率儀中,在一定的溫度和負載下,熔體每10min從標準毛細管中流出的質量,它的單位是g/10min。對于高分子聚合物來講,在通常的注塑成型條件下,它們的流動行為大都不服從牛頓流動定律,屬于非牛頓流體,它們流動剪切應力與剪切速率的比值稱為表觀粘度。表觀粘度在一定溫度下并不是一個常數,可隨剪切應力、剪切速率而變化,甚至有些還隨時間而變化。

高聚物的流變性是指加工過程中,應力、形變、形變速率與粘度之間的關系。這就涉及到溫度、壓力、時間及分子結構、分子量大小及其分布對這些要素的影響。根據塑料的流變性,塑料又可分為剪敏性材料和熱敏性材料。粘度對剪切速率的依賴性越強,粘度隨剪切速率的提高而迅速降低,這種塑料屬于剪敏性塑料。常見的剪敏性塑料有ABS、PS、PE、PP、POM等等。如果熔體粘度對溫度的依賴性越強,粘度隨溫度的上升而下降得越快,這種塑料屬于熱敏性塑料。常見的熱敏性塑料PC、PA、PMMA等等。對于高分子聚合物來講,剪切速率對以上兩種材料的粘度都有影響,剪切速率的提高都可以在不同程度上降低熔體的粘度,可以使熔體產生“剪切變稀”現象。所以,在設計流道系統時,并不是流道尺寸越大,壓力降就越小,適當小的流道尺寸可以提高熔體的剪切速率來降低粘度,進一步減少壓力降,這種效果對剪敏性材料來得明顯些。較小的澆口尺寸可以使增加熔體的剪切速率,產生大量的摩擦熱,熔體溫度明顯上升,熔體粘度跟著下降,增加流動性。所以,小澆口的采用對于剪敏性塑料往往是成功的。但制品的壁厚較厚時,應該考慮到保壓而適當加大澆口尺寸以延長澆口的凝固時間。

影響制品性能的因素還有塑料熔體在流動過程中的取向效應。塑料熔體的大分子在外力的作用下被拉伸而順著流動方向互相平行排列,這種排列在塑料冷卻凝固之前來不及消除而凍結在固態制品中,便形成了取向效應。取向效應會使制品的整體性受到削弱,表現為各個的方向的物理機械性能的不一致,也可能導致各個方向收縮不均勻,從而可能導致制品翹曲變形。按熔體中大分子受力的形式和作用的性質可分為剪切應力作用下的“流動取向”和受拉伸作用下的“拉伸取向”下。控制取向的條件有以下因素: