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造型PC製品(pǐn)質量不穩定的原因(yīn)較多,影響因(yīn)素是多方(fāng)麵的,但(dàn)隻要掌握以(yǐ)下因素就能使(shǐ)質量不穩定現象有明顯好轉(zhuǎn),從而製備出(chū)合格(gé)的產品。
(1)原(yuán)材料。注射用PC為無色透明粒料,少數色澤微黃(huáng),相對分子質量為2.3×10的四次方·3.2×10的四次(cì)方。在成型加工前應測定PC流動(dòng)性能,即熔體流動速率(MFR)。測定(dìng)條件:測定溫(wēn)度為300℃,載(zǎi)荷為1200g。盡管PC吸(xī)水性小,室溫下平衡吸水率為0.3%,但在成(chéng)型加工中也會對製品性能造成極大的影響。必(bì)須經過(guò)充分的幹燥(zào),以使含水量(liàng)降至0.02%以下,最好在0.015%以下,方可進行注塑。
使用於PC樹脂幹燥的(de)方法有(yǒu)多種,常用的有熱風循(xún)環幹燥、直結式料鬥幹(gàn)燥、負壓沸騰幹燥、真空幹燥等,其幹燥工藝因方(fāng)法的不同而各有差異(yì)。
有關幹燥效果的檢驗,可通過(guò)水分(fèn)測定儀或壓(yā)片法或對空慢速自由注(zhù)射(shè)法等方法予以了解,其中後兩種方法運用(yòng)較多。
必須指(zhǐ)出,經幹燥處理後的顆粒如若露置在空氣中,則會因空氣中水分的影響而導致重新吸濕,重新吸濕後的PC對(duì)所得製品影響情況(kuàng)。
(2)工藝條件與控(kòng)製。
①成型溫(wēn)度。對於大多數PC製品,料筒溫度應控製在250℃·310℃。溫度過低,因黏度大,供料不(bú)足,製品(pǐn)表(biǎo)麵收(shōu)縮或起皺紋,無光澤,銀絲繚亂;溫度過高(gāo)或高於310℃而停留時間過長,會造(zào)成嚴重降解,製(zhì)品帶飛邊,轉為暗褐色,表麵有銀絲暗條、斑(bān)點和紋跡,內部有(yǒu)氣泡,各(gè)種性能都變劣。具體料筒溫(wēn)度的確定於製(zhì)品壁厚及注(zhù)射機(jī)類有關。薄壁(2mm以下)製(zhì)品,料筒溫度應偏高,在285℃·305℃為好;厚壁(大於10mm)製品,料筒溫(wēn)度(dù)可略低,以250℃·280℃為宜,若溫度超過290℃,由於(yú)注射周(zhōu)期長,過熱分解的傾向就會增大,影響製品的綜合性能。
不同類型的注(zhù)射機,料筒溫度也不(bú)同,螺杆式為260℃·285℃,柱塞式為270℃·310℃。所以盡量采用螺杆式注射機,這樣可使塑料在(zài)較低的料筒溫度下均勻塑化,從(cóng)而避免因(yīn)溫升過高或停留在料筒中受熱時間過長而引起過熱分解
噴嘴溫度應第一點,與料筒前段溫度相等或稍低5℃·10℃。溫(wēn)度過高,容易出現流涎現(xiàn)象,過低會引起噴嘴堵(dǔ)塞或使製(zhì)品(pǐn)中有低溫物料而造成缺陷(xiàn)。兩類注射機上的噴嘴都應加熱,溫度控製在260℃·310℃。加料口(kǒu)一端的料筒(tǒng)溫度應控(kòng)製在PC的軟化(huà)溫度以上,一般要求大於230℃,以減少料塞的阻力(lì)和注射壓力的損失。
②模具(jù)溫度。PC成型(xíng)溫(wēn)度高(gāo)、冷卻速度快,很容易使製品(pǐn)表麵產生缺陷,內部形成應(yīng)力(lì)。為了避免這些這些問題,模(mó)具溫度(dù)應盡可能高。對大多數製品(pǐn),模溫控製在80℃·120℃,其中薄壁製品偏低(80℃·100℃),厚的製品稍高(100℃·120℃)。模溫過(guò)低,製品可能難(nán)充滿或帶有收縮率大、波紋、毛斑、暗條等缺陷。更嚴重的是殘餘應力大,往往一出模就(jiù)開裂了;但模溫過高(高於(yú)120℃),製品不能很快冷卻(què),成型周期長‘表麵光澤差,切易(yì)發生黏膜,脫模困難(nán),使製品翹曲變形。
③注射壓力。PC的(de)熔融度較(jiào)高(gāo),成型薄壁壁長流(liú)程或外形複雜’交匯部位多的(de)製品以及不采(cǎi)用高壓快速注射不足(zú)以(yǐ)充滿(mǎn)型(xíng)腔的製品,需要較(jiào)大的注射壓力。其他應盡可能采(cǎi)用低壓慢速,以減少製品的殘餘應力。當采用(yòng)高壓快速時(shí),熔體流(liú)動(dòng)速度快,且以不規則形式前進,出現渦流,有可能混入(rù)空氣,表麵產生熔融裂紋,內部殘留應力大。但(dàn)注射壓力也(yě)不(bú)能過低,否則柱塞或螺杆難以克服熔體的流動阻力,會使型腔內冷卻的熔體因不能補給新料而收縮,使製品變形(xíng)收縮率增大。一般注(zhù)射(shè)壓力為98MPa·156MPa,而螺杆式注射機為78MPa·127MPa。
注射速度為8m/s·10m/s。注射速度過快,對穩(wěn)定充模不利,製品易出(chū)現(xiàn)銀絲紋、旋紋、燒傷等缺陷。保壓時間對製品性能影(yǐng)響較大。保壓時間短,製品收縮或出現收縮空洞、真空洞;加以保(bǎo)壓時間,特別是對大麵積厚壁(bì)製品,可增加(jiā)其密度,消除真空泡,使尺寸穩定。但(dàn)保壓時間(jiān)過長,由於是強行(háng)充模,又(yòu)會使製(zhì)品產生內(nèi)應力,容易開裂,同時還會(huì)延長(zhǎng)成型周期。所以,為了減少內應力,獲得各項性能良(liáng)好的製品,一般采用較低的保壓時間和較短的保壓時間。
塑化壓力(背壓)為注射壓(yā)力的10%·15%。背壓過大會加長預塑時間,可得導致PC過熱(rè)降解;過(guò)小(xiǎo)則不利於物料(liào)排氣、熔料(liào)致密以(yǐ)及熔料的溫度和色澤均勻。
(3)注意事項。PC在注射過程中需(xū)注意如下幾點情況:
①脫模劑。PC是透明性材料,在成型過程(chéng)中一般不推薦使用脫模劑,以免影響製品(pǐn)的透明(míng)度,造成(chéng)斑紋或開裂(liè),對脫模有困難、確需脫模劑以助脫模的製品,可使用一些硬脂(zhī)酸或矽油衍(yǎn)生物作為脫模劑(jì),但其用量一定要嚴(yán)格控製。
②模(mó)具溫度。PC成型溫度(dù)高(gāo)、冷卻速度快(kuài),很容易(yì)使製品表麵產生缺陷,內部形成應力。為避免這些問題,模具溫度應盡可能高。對大多數製(zhì)品,模溫控製在80℃·120℃,其中薄(báo)壁製品偏低(80℃·100℃),厚的製品稍高(100℃·120℃)。模溫過低,製品可能難充模或一出(chū)模(mó)就開裂了(le);但模(mó)溫過高(高於120℃),製品不能很快冷卻,成型周期長、表麵光澤差,切易發生黏膜(mó),脫模困難,使(shǐ)製(zhì)品(pǐn)翹曲(qǔ)變形。
③注射壓力。PC的熔(róng)融黏度較(jiào)高,成型薄壁長流程(chéng)或外形複雜(zá)、交(jiāo)匯(huì)部位多的製品以及不采用高壓快速注射不足以充滿型腔(qiāng)的製(zhì)品的殘餘應力。當采用高壓快速時,熔體流動速度快,切以不規則形式前進,,出現渦流,有可能混入空氣(qì),表麵產生熔融裂紋,內部殘留應力。但注射壓力也不能過低,否則柱塞或螺(luó)杆難以克服熔體的(de)流動阻力,會使型腔內冷卻的熔體因不能補給新料而收縮,使製(zhì)品變形收縮率增大。一般注射壓力為98MPa·156MPa,而螺杆式注射機為78MPa·127MPa。
注射速度為8m/s·10m/s。注射速度過快,對穩定充(chōng)模不利,製品易出現銀絲紋、旋紋、燒傷等缺陷。保(bǎo)壓時間對製品性能影響較大。保(bǎo)壓(yā)時間(jiān)短,製品收縮或出現收縮空洞‘真(zhēn)空(kōng)泡;加長保壓時(shí)間(jiān),特別是對大麵積厚壁製品,可增(zēng)加其密度,消除真空泡,使尺寸穩(wěn)定。但保(bǎo)壓時間過長,由(yóu)於是(shì)強行充模,又會使製品(pǐn)產生內應力,容易(yì)開裂,同時還會延長成型周期。所以,為了(le)減小內(nèi)應力,獲得各項性能良好的製品,一(yī)般采用較低的保壓壓力和較短(duǎn)的保壓(yā)時(shí)間。
塑化壓力(背壓)為注射壓力的10%·15%。背壓過大會加(jiā)大(dà)預塑時間,可(kě)能(néng)導致PC過熱降解;過小則不利於(yú)物料排氣’熔料致密以及熔料的溫度和色澤均勻。
(3)注意事項。PC在注(zhù)射過程中需要注(zhù)意如下幾點情況:
①脫模劑。PC是透明性材料,在成型過程中一般不推(tuī)薦使用脫模劑,以免(miǎn)影響(xiǎng)製品的透明度,造成斑紋或(huò)開(kāi)裂,對脫模有困難、確需脫模劑以助脫模(mó)的製品,可使用一(yī)些硬脂酸或(huò)矽油衍(yǎn)生物作為脫模劑,但其用(yòng)量一定(dìng)要嚴格控製。
②嵌件的使用。由於金屬與塑料在熱膨脹係數上的差(chà)別較大,它們相接的界麵會形(xíng)成很大的內應力,這(zhè)在PC中表現較為突出(chū),製品在使用過程(chéng)中容易出現開(kāi)裂(liè)現象,因(yīn)此除了盡可(kě)能(néng)減少金屬嵌件使用數量以及對製品進行必要的(de)後處理之外,嵌(qiàn)件應避免銳角或缺口的存在,在成型加工中應將嵌件進行預熱(一(yī)般要求(qiú)達200℃),以縮小金屬件與熔體之間的溫差(chà),使嵌件在與樹脂(zhī)熔體接觸時,至少有120℃以上的溫度。對嵌件的(de)製品,其樹脂最好選用相對分子質量較大的(de)品級。
③再生料的使用(yòng)。由於PC具有較好的穩定性,對於加工中出現的澆口、流道以及不合格製品,經破碎後是可以重複使用的。當然,再生料(liào)的使用時(shí),還應(yīng)注意對製品性能帶來的影(yǐng)響。再生料使用量的增加和再生次數的增加,都將對PC產生(shēng)一定的影響。為了保(bǎo)證製品的質量和(hé)性能的穩定性,要求在生料的再生次數不要超過三(sān)次,使用量為20%左右。
對於再生PC,除了注(zhù)意防止汙染外,在成型加工之前,還需經過嚴格的幹燥處理。
④換料料筒與停機。
a.料筒清洗。開機時,當料筒內所存物料為PC時,用新料在成型溫(wēn)度下將舊料推出即(jí)可(一(yī)般2次·3次的對空注射過程)。若料筒內所存(cún)的料為聚氯乙烯、聚甲醛等(děng)成型溫(wēn)度較低、熱穩定性稍(shāo)差的樹脂時,就不用PC推洗料筒,也不可(kě)升高料筒溫度,而應在低溫度下,用聚乙烯、聚苯乙烯等熱穩定性較(jiào)好的樹脂將脂(zhī)將料(liào)筒清洗幹淨。然後升高料筒溫(wēn)度至PC加工溫度,用PC再(zài)生料(liào)將料筒(tǒng)在清洗一下,排空其他樹脂,方可用新料進行加工。
b.停機。臨時停機或中(zhōng)止生產時,要求(qiú)將料筒(tǒng)溫度降低至160℃一下,以免停機時間(jiān)過久(jiǔ)而引起物料的降解變色。當加工任務已完成時,可用聚苯乙烯、聚乙(yǐ)烯等(děng)樹脂清洗料筒(tǒng),然後降溫停機。
⑤製品的後處理。熱處理時為消除PC製(zhì)品內應力(lì)而采取的(de)措施,熱處理的介質為空氣、甘油、液體石蠟等,其中因熱空(kōng)氣清潔簡便,故(gù)使(shǐ)用最(zuì)為普遍。PC製品的熱處理溫度要求控製在其玻璃化轉變溫形狀、使用(yòng)要求以及熱(rè)處(chù)理介質的不同,可由幾十分鍾到數十小時不等。
實際上,想(xiǎng)以熱處理方法來達到完全消除內應力(lì)是很(hěn)困難的,隻能將製品中的應力值降到允許範圍內。因此製品中多少仍殘留一定的內應力。有關內應力的情況可通過偏振光儀或極(jí)性溶劑進行測定了解(jiě),其中極性(xìng)溶劑法是加工廠普遍采用的一種檢測手段。極性溶劑是將PC製品浸入某些溶(róng)劑內,根據開裂的時間和開(kāi)裂情況判斷其應力的大(dà)小和分布(bù)情況。
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