在现代业和日用产品中,用塑料代替玻璃越来越普遍,特别是在光学仪器和包装工业方面,应用更为普遍。但是由于要求塑料制品透明性要好,耐磨性能要高,抗冲击性和韧件要好,因此对塑料成份,注塑的整个过程的工艺,设备。模具等,都要求很高,以使这些用于代替玻璃的透明塑料,表面质量良好,从而达到替代玻璃的要求。
市场上常用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯(俗称亚加力或有机玻璃,即pmma)、聚碳酸酯(即pc)。聚对苯二甲酸乙二醇脂(即pet)、透明尼龙。as(丙烯睛一苯乙烯共聚物)、聚砜(即psf)等,其中使用最普遍的是pmmapc和pet三种塑料原料,下面就以这三种塑料为例,谈谈透明塑料的特性和注塑工艺。
表1:常用透明塑料性能比较
注:
(1)因品种繁多,这只是取平均值,实际不同品种数据有异。
(2)pet数据(机械方面)为经拉伸后的数据。
数据比较可以看出pc是较理想的选择,但由于其原料价贵和注塑工艺较难,所以,一般要求的产品仍以选用pmma为主,而pet由于要经过拉伸才能得到好的机械性能,所以多在包装、容器中使用。
下面我们就其在原料准备。对设备和模具要求、塑工艺和产品的原料处理几方面,谈谈应注意的事项。
一)原料的准备与干燥由于在塑料原料中含有任何一点杂质都可能影响产品的透明度,因此和储存、运输和加料过程中,必须注意密封及保证原料干净。特别是当原料中含有水分,加热后会引起原料变质,所以一定要干燥。并在注塑时,加料时须使用干燥料斗。还要注意一点的是干燥过程中,输入的空气最好应经过滤、除湿,以便保证不会污染原料。
表2,常用透明塑料的干燥工艺比较
二)机筒、螺杆及其附件的清洁
三)在模具设计上应注意的问题(包括产品的设计)
为了防止出现回流动不畅,或冷却不均造成塑料成型不良,产生表面缺陷和变质;
一般在模具设计时,应注意以下几点。
1)壁厚应尽量均匀一致,脱模斜度必须足够大;
2)过渡部分应逐步。圆滑过渡,防止有尖角。锐边产生,特别是pc产品一定不要有缺口;
3)浇口。流道尽可能宽大、粗短,且应根据收缩冷凝过程设置浇口位置,必要时应加冷料井;
4)模具表面应光洁,粗糙度低(最好低于0.8);
5)排气孔。槽必须足够,以及时排出空气和熔体中的气体;
6)壁厚不要太薄,一般不得小于lmm(除pet外)。
四)注塑工艺方面应注意的问题(包括注塑机的要求)
为了减少内应力和表面质量缺陷,在注塑工艺方面应注意以下几方面的问题。
1)应选用专用螺杆、带单独温控射咀的注塑机;
2)注射温度在塑料树脂不分解的前提下,宜用较高注射湿度;
3)注射压力:一般较高,以克服熔料粘度大的缺陷,但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形;
4)注射速度:在满足充模的情况下,一般宜低,最好能采用慢一快一慢多级注射;
6)螺杆转速和背压:在满足塑化质量的前提下,应尽量低,防止产生解降的可能;
7)模具温度:制品的冷却好坏,对质量影响极大,所以模温一定要能精确控制其过程,有可能的话,模温宜高一些好。
五)其他问题
由于要防上表面质量恶化,一般注塑时尽量少用脱模剂;当用回用料时不得大于20%。
1、pmma的工艺特性pm-ma粘度大,流动性稍差,因此必须高料温、高注射压力注塑才行,其中注射温度的影响大于注射压力,但注射压力提高,有利于改善产品的收缩率。注射温度范围较宽,熔融温度为160℃,而分解温度达270℃,因此料温调节范围宽,工艺性较好。故改善流动性,可从注射温度着手。冲击性差,耐磨性不好,易划花,易脆裂,故应提高模温,改善冷凝过程,去克服这些缺陷。
2、pc的工艺特性
3、pet的工艺特性
pet成型温度高,且料温调节范围窄(260-300℃),但熔化后,流动性好,故工艺性差,且往往在射咀中要加防延流装置。机械强度及性能注射后不高,必须通过拉伸工序和改性才能改善性能。模具温度准确控制,是防止翘曲。变形的重要回素,回此建议采用热流道模具。模具温度官高,否则会引起表面光泽差和脱模回难。综上所述,我们可以列出在塑工艺参数表3透明塑料注塑成型工艺参数表表(表3),供大家注射时参考。
表3透明塑料注塑成型工艺参数
四、透明塑料件的缺陷和解决办法
由于篇幅关系,这里只讨论影响产品透明度的缺陷,其他缺陷请参考本公司的产品说明书或其他资料·。
其缺陷大概有以下几项:
一)银纹:由充模和冷凝过程中,内应力各向异性影响,垂直方向产生的应力,使树脂发生流动上取向,而和非流动取向产生折光率不同而生闪光丝纹,当其扩展后,可能使产品出现裂纹。除了在注塑工艺和模具上注意外(见表4,最好产品作退火处理。如pc料可加热到160℃以上保持3-5分钟,再自然冷却即可。
二)气泡:主于树脂内的水气和其他气体排不出去,(在模具冷凝过程中)或因充模不足,冷凝表面又过快冷凝而形成“真空泡”。
其克服方法见表4。
三)表面光泽差:主于模具粗糙度大,另一方面冷凝过早,使树脂不能复印模具表面的状态,所有这些都使其表面产牛微小凹凸不平,而使产品失去光泽。
四)震纹:是指从直浇口为中心形成的密集波纹,其原因因熔体粘度过,前端料已在型腔冷凝,后来料又冲破此冷凝面,而使表面出现震纹。
五)泛白和雾晕:主要由于在空气中灰尘落入原料之中或原料含水量太大而引起的。
六)白烟和黑点:主要由于塑料在机筒内,因局部过热而使机筒树脂产生分解或变质而形成的。
其克服方法见表4。为了使清楚地说明克服这些缺乏所摄取的措施,列出表4供大家参考。