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塑料中常用透明原料特性及注塑工藝
時間：2019-11-17 10:00
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來源：互聯網
由于塑料具有重量輕、韌性好、成型易和成本低等優點，因此在現代業和日用產品中，越來越多采用塑料代替玻璃，特別應用于光學儀器和包裝工業方面，發展尤為迅速。但是由于要求其透明性要好、耐磨件要高、抗沖擊韌件要好，因此對塑料的成份、注塑整個過程的工藝、設備和模具等，都要求嚴格，以保證這些用于代替玻璃的塑料（以下簡稱透明塑料），表面質量良好，從而達到使用要求。
目前市場上一般使用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯（即俗稱亞加力或有機玻璃（代號pmma）、聚碳酸酯（代號pc）、聚對苯二甲酸乙二醇脂（代號pet）、透明尼龍、丙烯睛一苯乙烯共聚物（as）、聚砜（代號psf）等，其中我們接觸得最多的是pmma、pc和pet三種塑料，由于篇幅有限，下面就以這三種塑料為例，討論透明塑料的特性和注塑工藝。
透明塑料的性能
透明塑料首先必須有高透明度，其次要有一定的強度和耐磨性，能抗沖擊，耐熱件要好，耐化學性要優，吸水率要小，只有這樣才能在使用中，能滿足透明度的要求而長久不變，下面列出表，比較一下pmma、pc和pet的性能。
注塑過程注意事項
透明塑料由于透光率要高，必然對塑料制品表面質量要求嚴格，不能有任何斑紋、氣孔、泛白、霧暈、黑點、變色、光澤不佳等缺陷，因而在整個注塑過程對原料、設備、模具，甚至產品的設計，都要十分注意。其次，由于透明塑料多為熔點高、流動性差，因此為保證產品的表面質量，往往要在機高溫度、注射壓力、注射速度等工藝參數作細微調整，使注塑料時既能充滿模，又不會產生內應力而引起產品變形和開裂。
下面就其在原料準備、對設備和模具要求、注塑工藝和產品的原料處理幾方面，談談應注意的事項。
原料的準備與干燥
由于在塑料中含有任何一點雜質，都可能影響產品的透明度，因此在儲存、運輸、加料過程中，必須注意密封，保證原料干凈。特別是原料中含有水分，加熱后會引起原料變質，所以一定要干燥。并且，加料必須使用干燥料斗。還要注意一點的是干燥過程中，輸入的空氣最好應經過濾、除濕，以便保證不會污染原料。
機筒、螺桿及其附件的清潔
為防止原料污染和在螺桿及附件凹陷處存有舊料或雜質，特別熱穩定性差的樹脂存在，因此在使用前、停機后都應用螺桿清洗劑清洗干凈各件，使其不得粘有雜質，當沒有螺桿清洗劑時，可用pe、ps等樹脂清洗螺桿。當臨時停機時，為防止原料在高溫下停留時間長，引起解降，應將干燥機和機筒溫度降低，如pc、pmma等機筒溫度都要降至160℃以下。（料斗溫度對于pc應降至100℃以下）
模具、產品設計注意事項
為了防止出現回流動不暢或冷卻不均造成塑料成型不良，產生表面缺陷和變質，一般在模具設計時，應注意以下幾點。
a）壁厚應盡量均勻一致，脫模斜度要足夠大；
b）過渡部分應逐步圓滑過渡，防止有尖角、銳邊產生，特別是pc產品一定不要有缺口；
c）澆口。流道盡可能寬大、粗短，且應根據收縮冷凝過程設置澆口位置，必要時應加冷料井；
d）模具表面應光潔，粗糙度低（最好低于0.8）；
e）排氣孔。槽必須足夠，以及時排出空氣和熔體中的氣體；
f）除pet外，壁厚不要太薄，一般不得小于lmm。
注塑工藝注意事項
為了減少內應力和表面質量缺陷，在注塑工藝方面應注意以下幾方面的問題。
a）應選用專用螺桿、帶單獨溫控射咀的注塑機;
b)注射溫度在塑料樹脂不分解的前提下，宜用較高注射濕度；
c）注射壓力：一般較高，以克服熔料粘度大的缺陷，但壓力太高會產生內應力造成脫模因難和變形；
d）注射速度：在滿足充模的情況下，一般宜低，最好能采用慢一快一慢多級注射；
e）保壓時間和成型周期：在滿足產品充模，不產生凹陷、氣泡的情況下；宜盡量短，以盡量減低熔料在機筒停留時間；
f）螺桿轉速和背壓：在滿足塑化質量的前提下，應盡量低，防止產生解降的可能；
g）模具溫度：制品的冷卻好壞，對質量影響極大，所以模溫一定要能精確控制其過程，有可能的話，模溫宜高一些好。
其他方面的問題
由于為要防上表面質量惡化，一般注塑時盡量少用脫模劑；當用回用料時不得大于20％。
對于除pet外，制品都應進行后處理，以消除內應力，pmma應在70－80t熱風循環干燥4小時；pc應在清潔空氣、甘油。液體石臘等加熱110-135℃，時間按產品而定，最高需要10多小時。而pet必須經過雙向拉伸的工序，才能得到良好機械性能。
透明塑料的注塑成型工藝
除了以上的共同問題，透明塑料亦各有一些工藝特性，現分述如下：
pmma的工藝特性
pm－ma粘度大，流動性稍差，因此必須高料溫、高注射壓力注塑才行，其中注射溫度的影響大于注射壓力，但注射壓力提高，有利于改善產品的收縮率。注射溫度范圍較寬，熔融溫度為160℃，而分解溫度達270℃，因此料溫調節范圍寬，工藝性較好。故改善流動性，可從注射溫度著手。沖擊性差、耐磨性不好、易劃花、易脆裂，故應提高模溫，改善冷凝過程，去克服這些缺陷。
pc的工藝特性
pc粘度大、融料溫度高、流動性差，因此必須以較高溫度注塑（270－320t之間），相對來說料溫調節范圍較窄，工藝性不如pmma。注射壓力對流動性影響較小，但因粘度大，仍要較大注射壓力，相應為了防止內應力產生，保壓時間要盡量短。收縮率大、尺寸穩定，但產品內應力大、易開裂，所以宜用提高溫度而不是壓力去改善流動性，并且從提高模具溫度，改善模具結構和后處理去減少開裂的可能。當注射速度低時，澆口處易生波紋等缺陷，放射咀溫度要單獨控制、模具溫度要高，流道、澆口阻力要小。
pet的工藝特性
pet成型溫度高，且料溫調節范圍窄（260-300℃），但熔化后，流動性好，故工藝性差，且往往在射咀中要加防延流裝置。機械強度及性能注射后不高，必須通過拉伸工序和改性才能改善性能。模具溫度準確控制，是防止翹曲。變形的重要因素，因此建議采用熱流道模具。模具溫度要高，否則會引起表面光澤差和脫模困難。
透明塑料件的缺陷和解決辦法
由于篇幅關系，這里只討論影響產品透明度的缺陷。其缺陷大概有以下幾項：
（一）銀紋：由于充模和冷凝過程中，內應力各向異性影響，垂直方向產生的應力，使樹脂發生流動上取向，而和非流動取向產生折光率不同而生閃光絲紋，當其擴展后，可能使產品出現裂紋。除了在注塑工藝和模具上注意外，最好產品作退火處理，如pc料可加熱到160℃以上保持3-5分鐘，再自然冷卻即可。
（二）氣泡：由于樹脂內的水氣和其他氣體排不出去，（在模具冷凝過程中）或因充模不足，冷凝表面又過快冷凝而形成“真空泡”。
（三）表面光澤差：主于模具粗糙度大，另一方面冷凝過早，使樹脂不能復印模具表面的狀態，所有這些都使其表面產牛微小凹凸不平，而使產品失去光澤。
（四）震紋：是指從直澆口為中心形成的密集波紋，其原因在于因熔體粘度過大，前端料已在型腔冷凝，后來料又沖破此冷凝面，而使表面出現震紋。
（五）泛白、霧暈：主要由于在空氣中灰塵落入原料之中或原料含水量太大而引起的。
（六）白煙、黑點：主要由于塑料在機筒內，因局部過熱而使機筒樹脂產生分解或變質而形成的。
其克服方法見表4。
