塑料成型的理论基础-2

一、塑料成型的理论基础1、塑料的定义:合成树脂加入或不加入填加剂,充而形成的一种塑性材料或固化交联形成的一种钢性材料就叫塑料.•2、塑料的种类:•目前已有400多种塑料,常用的有十几种.如:PE,PP,PS,PVC,ABS,PC,PA,POM,PMMA,PBT,PET等•3、塑料的分类:•目前有3种分类标准.–依分子结构及热性能分为:A热塑性塑料—分子是线型结构,加热后可流动,冷却即固化,再加热还流动,可循环使用.•B热固性塑料—分子是立体网状结构.有PF,UF,EP等。一旦成型就不可再塑化.•(2)依用途分为:A通用塑料—用途广,产量大的塑料.有PE,PP,PVC,PS等•B工程塑料—工程技术中用作结构材料的•塑料,四大工程塑料是ABS,PA,PC,POM,•(3)依分子的聚集状态分为:A结晶性塑料—PE,PP,PA,POM等,这类塑料的成型收缩率较大如PE料的为0.022,PP料的为0.017•B非结晶性塑料—PS,ABS,PC,PMMA这类塑料的成型收缩率较低如ABS的为0.005,PC为0.0055•4、塑料的物理状态:玻璃态,高弹态,粘流态温度应变玻璃态高弹态粘流态•5、塑料的流动•塑料的流动为层流,因它的雷诺准数Re2100,相对而言,水的雷诺准数Re2100所以水的流动为湍流.•塑料在管道中的流动如下:各截面的速度都不同,中心最大,管壁处为零.•水在管道中的流动如下:各截面的速度都相同•6.塑料在成型过程中的物理和化学行为:•6.1塑料的加热与冷却.•热塑性塑料在成型过程中由于加热,所以从玻璃态转变态为粘流态,成型后又由于冷却,从粘流态转变为玻璃态.•6.2塑料的结晶•高温熔体向低温固态转变的过程中,分子得到规整排列就叫结晶.•6.3塑料的取向•塑料成型时由于流动而造成了分子链在剪切力的作用下朝同一方向排列就叫取向.•6.4塑料的内应力•由于取向冻结而形成的应力叫內应力.•6.5塑料的降解•降解是指塑料由于受高温.氧气.应力.水分等作用,使分子链发生断裂.侧链发生变化,从而造成机械性能下降.•7.热塑性塑料的工艺性能•7.1收缩性.任何一种材料都有热胀冷缩的特性,塑料也如此.•7.2流动性.•塑料的流动性影响制品的外观和工艺參数的调节.•影响塑料流动性的因素有:•A.温度温度高流动性大•B.压力.注射压力大流动性好.•7.3相容性•指两种或两种以上的料在熔融状态下产生”相”分离现象的能力.•ABS与PP相容性差•ABS与PC相容性好•7.4吸湿性•吸湿性是指塑料对水的亲疏程度•吸湿性大的塑料需要在成型前烘干如ABS,PC,PA,PMMA等都需烘干.•吸湿性小的塑料则不需烘料,如PE,PP,POM•几种材料的烘干条件如下:ABS:85度*2HPC:120度*4HPA:110度*3HPMMA:85度*2H•二.注塑成型原理及调机•1.注塑成型原理•注塑成型原理是将颗粒状态的塑料从注塑机的料斗中送进加热的料筒中,经过加热熔融成为粘流态熔体,在注塑机料筒内的螺杆推动下,将塑料以很大的压力与速度注入模具型腔,经过一定时间的保压冷却定型后可保持模具型腔所赋予的形状,然后将产品从模具中取出.•2.注塑机的构造•注塑机是由机械系统.液压系统.电气系统三大部分所组成.•3.注塑机的參数•最大锁模力.最大熔胶量.模厚.开模行程•注塑机压力油油压为140Kg/cm2•注塑机压力油工作温度为45—55摄氏度•4.注塑机的操作状态分为:手动.半自动.全自动.有些机器还设有低压手动(装模用)•5.注塑成型工艺过程•包括成型前的准备.成型过程.及后处理.•5.1准备阶段:包括清洗料筒.配料(配色).烘料•5.2成型过程:合模加料塑化注射保压冷却定型开模顶出•5.3后处理:后处理包括退火和调湿处理.•退火就是将塑件放入烤箱中烘烤一定时间退火处理有利于消除塑件的内应力.•调湿处理是将塑件放入液体中一定时间PA制品进行调湿有利于提前达到吸湿平衡使产品尺寸稳定下来。•6.注射成型工艺參数•6.1温度•包括料筒温度.喷嘴温度.模具温度.•6.2压力•(1)塑化压力—螺杆顶部塑料熔体在螺杆旋转后退时所受到的压力.也称为背压.•(2)注射压力—螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力.其作用是克服熔体在充模过程中的•流动阻力,使熔体具有一定的充模速率.型腔充满后,注射压力的作用在于对模内熔体进行补料压实提高密度.•6.3时间•完成一次注射成型所需要的时间称为成型周期•成型周期包括:A注射时间充模时间•保压时间•B闭模冷却时间•C其它时间(开模.合模.顶出.顶退.座进.座退)•6.4速度•射胶速度(有两段.三段.四段.多段)•保压速度(常见为一段)•6.5速度变换位置•与射胶速度段数匹配•7.一般调机步骤•设定烘料温度•设定料筒温度•设定模具温度•设定开合模压力,速度.•设定顶针的压力,速度.•设定料筒座的压力,速度•设定熔胶量大小,背压.螺杆转速。•设定射胶压力,射胶速度,保压压力,保压速度•设定射胶速度变换位置•设定射胶时间,保压时间,冷却时间三.塑料件常见问题的原因及解决方法•塑件不足1、料筒、喷嘴及模具温度偏低2、加料量不够3、料筒剩料太多4、注射压力太低5、注射速度太慢6、流道式浇口太小，浇口数量不够7、模具排气不良8、注射时间太短9、浇注系统发生堵塞10、原料流动性差塑件溢边•料筒喷嘴及模具温度太高•注射压力大•模具密封不严•加料量太多•原料流动性太大。塑件有气泡•塑料干燥不良，含有水分、溶剂•塑料有分解•注射压力太小•注射速度太快•模温太低，充模不完全•模具排气不良•带入空气塑件凹陷•加料量不足•料温太高•塑件壁厚或壁薄相差大•注射及保压时间太短•注射压力不够•注射速度太快•浇口位置不当熔接痕•料温太低，塑料流动性差•注射压力太小•注射速度太慢•模温太低•模腔排气不良塑件表面银丝或波纹•原料含有水分及挥发物•料温太高或太低•注射压力太低•流道浇口尺寸太小•嵌件未预热或温度太低•内应力太大塑件表面有黑点及条纹•塑料有分解•螺杆转速太快，背压太高•塑料碎屑卡入螺杆和料筒间•喷嘴与主流道吻合不好，产生积料•模具排气不良•原料污染或带有杂质•塑料颗粒大小不均匀塑件翘曲变形•模具温度太高，冷却时间不够•塑件厚薄悬殊•浇口位置不当，数量不够•顶出位置不当，受力不均•塑料大分子取向作用太大塑件粘模•注射压力太高，注射时间太长•模具温度太高•浇口尺寸太大或位置不当•模腔光洁度不够•脱模斜度太小，不易脱模•顶出位置结构不合理主流道粘模•料温太高•冷却时间太短，主流道尚未凝固•主流道无冷料穴•主流道光洁度差•喷嘴孔径大于主流道直径•主流道斜度不够，球面不吻合•锁模力的校核:Fq*AF—锁模力q—模内塑料熔体平均压力A—塑件在分型面上的总投影面积.模内塑料熔体压力是注射压力经喷嘴,流道,型腔损耗后剩余的压力,比注射压力小得多.q=k*p其中K是指压力损耗系数,一般取1/3—2/3P是注射压力.下面列举部分塑料的注射压力部分塑料的注射压力（Mpa)塑料注射条件易流动的壁厚塑件中等流动程度的一般塑件难流动的薄窄浇口塑件聚乙烯70～100100～120120～150聚苯乙烯100～120120～150150聚氯乙稀80～100100～120120～150ABS80～110100～130130～150聚甲醛85～100100～120120～150聚酰胺90～101100～140140聚碳酸脂100～120120～150150聚甲基丙稀酸甲脂100～120210～150150模内的平均压力塑件特点模内平均压力q/MPa举例容易成型塑件24.5PE、PP、PS等壁厚均匀的日用品、容器类塑件一般塑件29.4在模温较高下，成型薄壁容器类塑件中等粘度塑料和有精度要求的塑件34.3ABS、PMMA等有精度要求的工程结构件，如壳体，齿轮等加工高粘度塑料、高精度、充模难的塑件39.2用于机器零件上高精度的齿轮或凸轮等部分塑胶的退火条件塑料温度加热时间炉气PC120-130度厚1mm为0.5-2H热空气PA110度厚3-6mm为15-30min流动石蜡，淬火油中POM145-150度20-30min热空气或油中PMMA65-70度3-5H热空气中锁模力的计算公式•例题1。成型材料为PE,喷嘴段射出压力为800Kg/cm2,塑料在流入模穴过程中压力损失以20%计,若投影面积为100cm2,请问锁模力应为多少ton以上?锁模力=800*80%*100/1000+5ton=64+5=69ton塑料的检测•1.熔体指数的测定:是指在规定的温度和压力下,10分钟内从规定的毛细管中流出的熔体质量（g).•熔体指数值越大说明塑料的分子量越低。流动性也就越好。我们公司使用的PC+ABSGEC6600的熔体指数测定方法如下:260摄氏度下,以2.16kgf压入口径为2.09mm的毛细管,10min内通过的料量为21.5g.所以此牌号的熔体指数为21.5g/10min•GECY6120的熔体指数为18g/10min•GEC7210A的熔体指数为16.4g/10min•GEC6200的熔体指数为14.5g/10min•上面四种材料的熔体指数依次下降,说明它们的分子量依次增大,抗冲击性增大,流动性下降.其它性能也会有所变化.