一、性能比较
透明塑料要取代玻璃首先必须有很高的透明度,其次还要有一定的强度和耐磨性,抗冲击性,耐热性,耐化学性,吸水率要小,只有达到上述要求才能在使用中满足透明度的要求而长久不变,下面列出表 l,比较一下pmma、pc和pet的性能。
表1:常用透明塑料性能比较
材料性能 | 密度 (g/am2) | 抗拉强度 (mpa) | 缺口冲击 (j/m2) | 透明度 (%) | 变形温度 (℃) | 允许含水量 | 收缩率 | 耐磨性 | 抗化学性 |
pmma | 1.18 | 75 | 1200 | 92 | 95 | 0.04 | 0.5 | 差 | 良 |
pc | 1.20 | 66 | 1900 | 90 | 137 | 0.02 | 0.6 | 中 | 良 |
pet | 1.37 | 165 | 1030 | 86 | 120 | 0.03 | 2 | 良 | 优 |
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。
二、透明塑料注塑过程中应注意的问题点
透明塑料由于透光率要高,必然表面质量要求严格,不能有任何斑纹、气孔、泛白。雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷,因而在整个注塑过程对 原料、设备,模具、甚至产品的设计,都要根据产品要求而十分注意。 其次由于PV PMMA PET都是熔点高、流动性能较差,因此为保证产品的表面质量,主要在机高温度、注射压力、注射速度等 工艺参数 作细微调整,使注塑料时既能充满模具,又不会产生内应力而引起 产品变形和开裂。
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
材料工艺 | 干燥温度(℃) | 干燥时间(h) | 料层厚度(mm) | 备注 |
pmma | 70~80 | 2~4 | 30~40 | - |
pc | 120~130 | >6 | <30 | 采用热风循环干燥 |
pet | 140~180 | 3~4 | - | 采用连续干燥加料装置为佳 |
二)机筒、螺杆及其附件的清洁
为防止原料污染和在螺杆及附件凹陷处存有旧料或杂质,特别热稳定性差的树 脂存在,因此在使用前及停机后都应用螺杆清洗剂清洗干净各件,使其不得粘有 杂质,当没有螺杆清洗剂时,可用pe、ps等树脂清洗螺杆。 当临时停机时,为防止原料在高温下停留时间长,引起解降,应将干燥机和机筒温度降低,如 pc、pmma等机筒温度都 要降至160℃以下。(料斗温度对于pc应降至100℃以下)
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;
5)保压时间和成型周期:在满足产品充模,不产生凹陷、气泡的情况下;宜尽 量短,以尽量减低熔料在机筒停留时间;
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%。
对于除pet外,制品都应进行后处理,以消除内应力,pmma应在70-80t热风循 环干燥4小时; pc应在清洁空气、甘油。液体石腊等加热 110-135℃,时间按产品而定,最高需要10多小时。而pet必须经过 双向拉伸 的工序,才能得到良好的机械性能。
三、透明塑料的注塑成型工艺
(一)透明塑料的工艺特性:除了以上的共同问题,透明塑料亦各有一些工艺特性,现分述如下:
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
工艺参数塑料名称 | 温度(℃) | 压力(mpa) | 转速(rpm) |
射嘴 均化段压缩段加料段模具 | 注射 保压背压 | 螺杆 | |
pmma | 180-200 190-210 200-230 180-200 40-90 | 70-15040-6014.5-40 | 20-40 |
pc | 250-270 260-285 270-300 240-270 85-100 | 80-15040-706-14.7 | 20-60 |
pet | 260-300 265-300 260-295 250-290 68-140 | 86-12030-504.85 | 20-70 |
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。
其克服方法见表4。
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。
其克服方 法见表4。
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。
其克服方法见表4。
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。
表四:透明产品的缺陷和克服方法
克服方法缺陷- | 银纹- | 气泡- | 表面光泽差- | 震纹- | 泛白、雾晕- | 白烟、黑点- |
树脂原料有杂质或污染 | 清除杂质、污染 | - | - | - | 清除杂质、污染 | 清除杂质、污染 |
树脂原料干燥 | 干燥要充分 | 干燥要充分 | - | - | 干燥要充分 | - |
融料温度 | 降低、控制精确 | 保证塑化再降低 | 增加 | 增加,特别射嘴 | 降低、控制精确 | 尽量降低料温 |
注射压力 | 增加 | 增加 | 增加 | 增加 | 增加 | 调整合适、不变质 |
注射速度 | - | 增加 | 增加 | 增加 | - | - |
注射时间 | - | 增加 | - | 增加 | - | - |
保证压力 | - | - | - | - | - | - |
生产周期 | - | - | - | - | 减少 | 减少料在机筒内停留时间 |
背压压力 | 调整合适 | - | - | - | 增加 | - |
螺杆转速 | 减少 | - | - | - | - | - |
浇注系统 | 合理(尺寸及布局) | 壁厚部分加浇口 | 设置布局合理 | 合理(尺寸及布局) | - | 合理,尽量短粗 |
模具温度 | - | 调整适当,略增 | 增加 | 增加 | 增加 | - |
冷却时间 | - | 增加 | 增加 | - | - | - |
模具排气 | 排气孔够位置对 | 排气孔够位置对 | - | 加冷料井改善 | - | 排气孔够位置对 |
射嘴、流道、浇口 | 不能堵塞 | 料流畅、不塞 | 料流畅、不塞 | 料流畅、不塞 | - | - |
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