改性塑料:PC-聚碳酸酯注塑常见缺陷分析及解决方法
(2014-06-10 11:00:16)
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分类: PC改性杂谈 |
广东铨盛化工 郝生
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聚碳酸酯(PC)是一种性能优质的工程塑料,不仅透明度高,进攻韧性极好,况且耐蠕变,无毒性,使用温度范畴宽,尺寸执著性好,电绝缘性优良,耐候苦守好,因而被普及运用于仪器仪表、照明器具、电子电气装备、家用电器、包装等行业。另外,跟着高份子质料技能的一日千里,其改性新品种不息出现,也极大地缩减了它的使用领域。同时,其加工技术也愈来愈遭到各方面的重视。改性塑料
PC是分子主链构造中含有苯环、异丙基、醋键的线性聚合物,这种组织使其既有刚性又有不一定的柔韧性,以及良好的耐高温本事,但同时具有着树脂的熔体粘度高、对水分敏感等不足,给注射成型加工带来未必的难度川。其加工唱工共性是无显然熔点,在正常加工温度即230一320℃范畴内熔体粘度高,粘度对剪切速度的敏理性小而对温度的敏理性大,近似于牛顿流体行为;改性塑料对水份敏感,高温下树脂易水解;成品易发生发火内应力等。由此可见,PC是一种较难加工的塑料。于是在现实生产过程中,咱们碰着的题目较多。
现就几种较思空见贯的成品瑕疵来加以综合和探究。
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一、成品变色,出现变黑、黄纹及雀斑
相对于而言,PC的耐热性较好,通常加工平凡P改性塑料C料时,可将其熔融温度设定在240一300℃,即便长年华停留,通常也不会分解。可为甚么在生产一些电器废品时,经常会出现变色气象呢?这是因为现在市场竞争激烈,为了低沉生产老本,绝大大都厂家生产中高档电器成品时大都使用PC改性料或再生料,乃至有些厂家使用自已加人阻燃剂、加添剂等配混的料。由于这些料品流驳杂,而塑化申请较高,唱工方面管教就较坚苦,从而呈现多么那样的问题改性塑料。
针对上述情形,需从下列几个方面进行思忖与寻找打算方法:
(3)用料、利用方法方面若一开机就发明有雀瘢,这多半与机筒存料有关。故须属意利用方式方法,当开机前机筒所存料为PC时,要用新料在成型温度下将机筒荡涤3一4次(对空打针),如果所存料为另外料,特别是热执著性差的料如PVC ,POM等,这就申请在开机时不能举高温度,何况改性塑料不能用PC料清洗机筒,只能在较低温度下用热不乱性好的料如PS,PE等清料,荡涤洁净后,再把机筒温度升至PC正常加工温度,然后用PC料荡涤一下,方可进行加工。在加工进程中,如需一时终止生产,则需将机筒温度降到160℃以下保温(因PC的玻璃化温度为160"C ),以避免年华过长物料潮解而变色。实现生产任务时,可用PS,PE等热拘泥改性塑料性好的料清洗机筒,清空后停机。
如果在生产历程中不绝有变色情形,就需起首检查用料可否有标题问题,比方能否搀和了其它料及异物,新料能否存在风致题目,浇口料可否合格,配混料能否配法正确等,逐一清扫后,再查抄其它启事。另一个因素是环境净化对照严重,如气氛中游离着良多尘埃,模具被污染,自烘式料斗过滤网不起作用而吸进较多尘粒等。这就要求加工车间时刻坚持腌臜、整齐,最好用细纱改性塑料布把料斗进气口、出气口蒙住,这在加工通明废品时十分必要。
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二、废品泛起银纹、气泡、真空泡
废品出现银纹、气泡、真空泡,是PC料思空见贯的制品坏处之一,惹起这些误差的原由较多且繁冗,故较难以武断和翦灭。
银纹(或气纹)是指塑料在充模进程中受到气体骚动扰攘侵犯而出现在成品表改性塑料面熔料偏向上的流毒。气体的成分主要蕴含水汽、氛围、分化气及溶剂气,个中以水汽、潮解气与气氛为多见。当这些气体逾越未必的限度时,在注射成型后模腔失压,接近制品表面的气体就会冒进去,沿料流标的目的刻蚀成一连串在光照下闪闪烁烁的大大小小的泡点,称之为银纹或气纹。实际上,在注塑进程中气体的具有是不成预防的,并且有相当一部分还残留在塑料内部。当模内压力足够大,而气体含量又不逾越定然的限度时,气体以拉拢的状态改性塑料消融到塑料内中去;但当模内压力缺失大,而气体含量又逾越不一定的限度时,这些气体便从熔融塑猜中纷纭释放出来,达到制品表面而构成银纹,困闭在厚的壁体内而成为气泡。无论是成品表面的银纹,仍是成品壁内的气泡,均多是由4种气体中某一种气体为主的浸染事实或几种气体一块儿感化的毕竟,它与原料、模具、塑化琐细、做工参数的调节、以致天色的转变(尤其是湿度的更动)等因素有很大的关连。所改性塑料以这个题目相比芜杂。但无论怎么样,标题问题的重点及企图对策该当会集在气体上,也便是说应若何管教气体的含量。
PC
(2)氛围要是气泡粒极为轻细而鳞集,首要分布在制品浇口周围,造成改性塑料光辉状纹或扇形纹,这多半是空气惹起的。氛围泉源为:
料内夹带氛围。当浇口料较多,且颗粒大小相差迥异时,易夹带氛围。以是使用浇口料时,最好把粉料挑选进去。若熔融时背压太低,螺杆转速又太高,使螺杆回退过快,空气易随料一起推向机筒前端,故通常倡导在冷却年华内尽量拖延时间熔融光阴,这对提高塑化品格是颇有副手的。若下料段温度管束坏,温度过高会使逐个部分料过早熔融而梗塞了空气改性塑料退出下料口的通路;而温度太低则预热不足,使一有部分粒料进人均化段而裹入氛围。另外,松退量过大也会吸入氛围。遇到上述情况,一般疗养螺杆转速、背压及松退量可大略能够贪图。
充模过程当中的排气。为了使熔体粘度较高的PC料能顺利充模,一般是提高熔料温度和增进注塑压力。在高温低压下,假如注射速度较快,熔懂得骤然穿过狭隘的流道与浇口进人具有较大镇定空间的模腔,改性塑料如许从熔体中监禁出来的气体再夹带流道及模腔内的氛围而组成高速喷射状态,在冷凝塑料表面就会泛起说合气流的踪迹即气纹叫。另外,假如模腔内转角较多、厚薄相差过大,或镶件多、浇口职位欠妥时,熔体就会涌人模腔,飘荡模内气氛形成涡流,在不一定的部位就会组成气纹,如成型电器产品的开关插座面板,由于其插口、接口及开关都汇合在一个部位,故经常会出现这种情况。解决此害处的方法是,一方面修改模具,加强模具排气,美化浇口改性塑料位子;另外一方面飞腾充模速率,特别是有气纹部位的注射速度。
同上述的变色一样,发生发火分解气的首要起因是熔体温渡过高。比如,机筒温度设定过高,或机筒的发烧圈管制失调,应由喷嘴劈脸改性塑料,逐段查抄发热圈,以飞腾机筒温度;熔体在机筒里搁浅岁月过长(如生产小成品使用大设施,缓冲垫量过大),成型周期太长,或机筒内的呆料、死角处存料因长时间受热而惹起分化;或熔体在机筒里遭到强剪切浸染,如螺杆的压缩比过大,螺杆转速过高,背压太大等也会潮解。另外,喷嘴孔径太小,模具浇口、流道太小,型腔阻力大等均能使经过的熔体因摩擦而造成局部过热而分化,因此加工PC料时改性塑料,所取喷嘴孔径、浇口、流道尺寸都较大,排气槽要深,且不宜产薄壁制品。
另有一个必要缘故原由是PC自己品质差,容易分化,这一点每每被用户所忽视,而把标题问题推到模具及加工装备上,从而找不到操持题目的正确门径。
(4)溶剂气溶剂气主要与生产中把持质量无关,如机筒清洗不腌臜,助剂加得过多等。溶剂气可经由进程十足干燥吊销大部分改性塑料,它对气纹影响不是很大。
通明成品内部存在的泡点偶然很难分清是气泡照旧真空泡。一样平常认为,假设开模瞬间已发明具备泡点,并且寄放一段年华后体积没甚么变卦则为气泡,属于气体困扰惹起的;要是在脱模冷却过程中涌现并变大,则属于真空泡。真空泡的组成是由于充模时料不足或压力较低,在模具急剧冷却感召下,与模壁构兵的熔料表面起首固化,然后外围部门的熔料冷却紧缩,造成体积改性塑料缩小而组成中空即泡点。
其设计办法是:
提高注塑压力、注射时日和料量;
斡旋料温:禁受空泡远离浇口身分时,提高料温使熔料流动顺畅,压力能通报到阔别浇口的部位;当真空泡在浇口附近时可飞腾料温使收缩减小;
适当提高模具温度,额外是造成真改性塑料空泡部位局部的模具温度;
将浇口设在废品厚壁部位,改进喷嘴、流道和浇口的运动状况及模具排气状况;
缩短制品在模内的冷却年光,必要时将制品投入热水中缓慢冷却;
用点浇口成型的制品可用慢速、高温成型来计划真空泡问题,当流道上有真空泡时可加大流道尺寸。另外,在生产过程中还创造PC改性塑料制品脱模后很快在厚壁部位泛起鼓泡景象,这是由于冷却不足使PC内部气体膨胀造成的。一样平常可用拖延时间冷却光阴、增强冷却造诣、提高保压压力和年光、延缓PC分解等递次希图。
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三、成品出现“指纹”及乱流痕
由于PC熔体粘度大、流动性较差,故成品较易涌现“指纹”及乱流痕征象。这两种现象在加工开关插座件及通常电改性塑料器件面板时较为常见,而这两种情形又由于形状相似,偶尔很难区吞并来。其实,这两种征兆的造成原因不尽相同,何况其贪图方法也是不尽相通的。
(1)“指纹”因其形状像人的手指纹而得名,无意偶尔又喻为波纹、震荡纹或震纹,等于说其纹路像石头掉在安静冷静僻静的水面所构成的一样。其发生发火的缘故原由首要是PC熔体粘渡过大,当注塑压力、注射速度较小时,熔体便以滞流内容充改性塑料模,前端的熔料一交兵到冷的模具表面,便很快冷凝紧缩,尔后头热的熔料在压力的推动下胀开已缩短的冷料持续行进,如斯历程的交替进行,便在料流行进偏向上构成垂直波纹线。
其方案方法是:
提高温度,主要是提高喷嘴温度与机筒前端温度及模具温度,额定是发作波纹处的温度。这是为了消沉PC的熔体粘度,提高熔体运动性。而且要是废品相比毛糙,对改性塑料表面申请峻厉,就需增设模温机,准确管制模具温度在
增加注射速率和注塑压力,首要是为了增多“指纹”处的熔体流动速率,杜绝熔体以滞流模式流动。要是“指纹”发作在废品处所或远离浇口位置时,就要采取多级打针,逐段休养打针速度。
修改模具,主要是为了减小熔体在充模过程当中遭到的阻力,如加大流道、浇口尺寸;寄望改性塑料对喷嘴孔及流道抛光;加大排气沟、槽;设置镶件、顶杆引气摆设;改良模具排气状况;设置足够大的冷料阱,减小前端冷料的阻流劝化。
其管理方法是:
提高熔体温度,以减少熔体的过早冷却;
提高模具温度,分外是出现乱流痕部位的温度,以防止熔料在模腔内过早冷却而滑动;
采纳多级注射,将泛起乱流痕部位的打针速度、注塑压力适当飞腾;
改性塑料篡改浇口地位,以旋转熔料的流动方式;
加大冷料阱,防止冷料在模内滑动;
改用流动性好的料,使熔料充模顺畅。
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四、制品呈现冷料斑
冷料斑是PC制品浇口部位思空见贯的误差之一,其景遇是成品近浇口处带有雾色或亮色的糊斑,或来自浇口的粘在制品表面的好改性塑料像蚯蚓的笔挺疤痕。其构成的原因主要是由进人模腔的熔料先锋冷料的促进或因偏激保压作用然厥后挤进模腔的冷料酿成的,前锋料由于喷嘴与冷模板交兵或流道的冷却劝化传走了热量,在进人模腔时,又有随之而来的热熔体的推挤,于是就构成为了冷料斑。冷料斑在较薄的制品大将被铺开而成为烟雾状或糊状混浊斑痕,而在从容流动的厚壁成品大将留下一条蜿蜒走向形如蚯蚓的疤痕。至于由偏激保压感导所组成的冷料斑,是因保压光阴太长,在保压改性塑料压力过大的情况下将流道、浇口上的冷料持续挤进废品而至,这类冷料斑往往使靠近浇口的一片很小的范畴形成圆形的亮斑。另有一种是熔料神速挤进小的浇口而在浇口周围造成熔体割裂,或因模内气体的陵犯使浇口处呈现烟云状或灿烂状亮斑。冷料斑不但危害了成品的表观品格,并且影响后续工序如喷涂或电镀的造诣,也差距水准地降低了成品的力学强度。
对此弱点可采取的筹画挨次为:
&nb改性塑料sp;
调高机筒与喷嘴温度,提高模具温度,以削减冷料的影响;
减慢打针速率,增进注塑压力,免得熔体决裂或模内气体的烦扰;
调节打针岁月与保压工夫,防御适量充填;
合理的模具浇口设计可以预先削减或防御冷料斑的构成,传统而有效的方法是在流道着末开设冷料阱,使先锋料陷人阱内而改性塑料不致进人模腔,而有些模具除设冷料阱外,还需要思忖浇口的内容、大小与职位的合理性;
加强模具排气;
去除估中感染物,强化物料的枯燥成绩,削减或更调光滑剂,尽可能少用脱模剂。
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五、透明废品的内应力
在生产PC无色成品如太阳镜、挡风罩、眼罩等制件时改性塑料,经常会创造废品变形、散光、无色度欠安及开裂等现象,这主要是由于制品外部具有内应力的因由。其切实不透明成品外部也具有内应力,只是展现不明显罢了。内应力是指在没有外力的情况下,塑料内部由于成型欠妥、温度转变等起因所产生的应力,其性子是塑料分子高弹变形被解冻在成品内而酿成的。塑料制品的内应力可影响制品的力学屈服与使用效用,如发生发火翘曲、变形乃至细小裂缝;制品光学性能变差、制品变浑浊等。内应力改性塑料还会使注塑成品在运动左袒上显示出较高的力学遵守,而垂直于运动偏袒的强度则较低,使废品效率不平匀,从而影响制品的使用。分外是当成品受热或与无机溶剂构兵时将会加速废品开裂。
PC废品的内应力主要是由取向应力与温度应力惹起的,有时也与脱模欠妥无关。
取向应力注塑废品外部大分子取向后易发作内应力,造成应力会合。在注塑时熔体很快冷却,在改性塑料较低温度下熔体粘度较高,取向的分子不克不及虚假松弛,云云发生的内应力对废品的力学死守和尺寸稳固性都有影响。所以熔体温度对取向应力的影响最大,提高熔体温度时熔体粘度降落,因而剪切应力与取向降低。此外,在高的熔体温度下取向应力的松懈水准较大,但当粘度低沉时,注塑机螺杆传送到模腔的压力增大,或是使剪切速率提高,招致取向应力增大。保压光阴太长,取向应力增大;
制品外形与尺寸对内应力也有很大的影响。成品表面积与体积之比改性塑料越大,表面冷却越快,取向应力、温度应力也越大。取向应力首要发生在制品薄的表层内,是以,可以认为取向应力理应随制品表面对其体积之比的增进而增大。若成品厚度不匀称或制品带有金属嵌件都容易发生发火取向应力,所以嵌件与浇口都宜设置装备摆设在废品厚壁处。
经由以上分析可知,由于塑料的构造特征及注塑功底前提的限定,要完全避免内应力是不成能的,只能尽量减小内应力或尽可能使内应力改性塑料在废品内分布平均。其方法是:
注射温度对成品内应力大小影响很大,于是要适本地提高机筒温度,包管物料塑化良好,使组分平均以飞扬收缩率,减小内应力;提高模具温度,使废品冷却机伶,以松懈取向份子,消沉内应力。
过高的注塑压力可使塑料分子取向浸染增大而产生较大的剪切力,使塑料份子有序布列,成品取向应力增大,因此,要只管即便采取较低改性塑料的注塑压力;若保压工夫太长,模内压力由于补压感召而提高,熔料发作较高的受挤压效应,份子取向水准提高,使成品内应力增大,因此保压光阴不宜太长。
注射速度对注塑件内应力的影响比温度、压力等因素要小得多,不过最佳采取变速打针,即快捷充模,当模腔洋溢后改用低速,变速打针一方面充模历程快,削减熔接痕,另外一方面低速保压可削减份子取向。
合理设计浇口地位,扁平制品最好采用缝形、扇形浇口;顶出摆设应设计成大面积顶出;脱模斜度要大。
尽大约使用较好的料
当废品带有金属嵌件时,嵌件质料需事前加热(一样平常申请达200℃摆布),以防止金属资料与塑料质料线胀系数纷歧致而发作内改性塑料应力。过渡处需用圆弧过渡。
出模后可用热处置惩罚方法撤销内应力。热处置的温度为120℃左右,岁月2h支配。其实质是使塑料分子中的链段、链节有定然的勾当才具,冻结的弹性变形得到松弛,取向的分子回到无规状态。
最好不用脱模剂,否则易引发内应力,造成制品不透明、花纹或开裂。(来源:注塑论坛)
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