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processing of crystalline polymers-半结晶塑料的注塑成型

LCP
PPSU HTN
PC PPO
PA POM PBT
PET TPE
ABS PMMA PP-GF PE-UHMW
PS
PVC
SAN
PP PE-LD
PE-HD
无定形
结晶
Zytel® & Minlon® 尼龙
Delrin®
聚甲醛
Crastin® & Rynite® 聚酯
Hytrel® 聚酯弹性体
® DuPont’s registered trade name
熔胶温度
怎样正确的量测熔融塑料的温度?
221155 °°CC
高温计
熔胶品质的评鉴
熔胶品质 - 熔胶温度
熔胶温度
材料 POM-H PA 66 PA 66 GF PA 6 PA 6 GF PBT GF PET GF
熔点
175 °C 255 °C 255 °C 225 °C 225 °C 225 °C 255 °C
螺杆及料筒设计 背压
滞留时间 /
含水量
熔胶品质
螺杆转速
熔融温度 温度曲线
熔胶品质
均匀的熔化 ?
一致的结晶 ?
最佳性能 最小内应力
良好的结构 较差的结构 – 未熔
机械强度
100%
熔胶品质 建议熔融温度
80%
60%
40%
20%
0% -20 -15 -10 -5
5 10 15 20 °C
建议熔融温度
无定形塑料与半结晶塑料的区别
分子结构:
无序结构 = 不定形 有序结构 = 结晶
热性能:
玻璃转化温度 熔点 软化温度范围 最高使用温度 比体积 熔融粘度
加工参数:
固化 保压 冷却 经浇口流动 加工不当产生的缺陷
塑料热行为
Glass and Melting Transition
固态
液态
“Dead”
“Alive”
压缩段
非增强材料
25%
25%
含玻纤材料
30%
30%
压缩比
进料深度 计量深度
进料段
25%
30%
长径比
螺杆长度 螺杆直径
螺杆设计
长径比(L/D ratio) 最佳 L/D
=20 / 1
可接受L/D
=18 / 1
不可接受L/D
=15 / 1
压缩比(compression ratio) : 3 - 4
射嘴设计
无定形聚合物
无定形聚合物:分子排列与结晶体相比不规则,分子链也随机排列, 如:ABS、 PS、 PVC、 PMMA 、PC 及K料等等。
无定型聚合物的典型特点:
a.熔融需要的潜热较低 b.收缩率小 c.发生翘曲少 d.无明显的结晶熔融点(Tm) e.明显的玻璃态转变点(Tg) f.导热率低
晶体与非晶体之间最大的区别就是有固定的熔点,严格来说所有的塑 料都是非晶体,但是结晶性塑料的结晶度要比无定形塑料高,所以在凝固的 过程中出现了一些与晶体相似的特征,无定形塑料相对而言只不过结晶度 略低
半结晶塑料的注塑成型
工程塑料
讲座内容:
无定形塑料 vs. 半结晶聚合物 主要设备的要求 注塑成型条件
模具设计
热塑性塑料的分类
Teflon® & Tefzel® 氟树脂
Vespel® 聚亚酰胺
Zenite® 液晶高分子
Zytel® 高温尼龙
高级工程塑料 工程塑料 通用塑料
PILeabharlann PSU PESPTFE
小剂量 上升曲线 (小于一倍螺杆直径)
料斗
射嘴温度尽 可能的低
前段
中段
后段
20 %
50 %
80 %
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
熔胶温度
215 ± 5 °C 290 ± 10°C 295 ± 10°C 250 ± 10°C 270 ± 10°C 250 ± 10°C 285 ± 10°C
°c
20 15 10
5
建议熔胶温度
-5 - 10 - 15 - 20
熔胶品质 料管温度曲线
大剂量 下降曲线 ( >2倍 螺杆直径)
中剂量 平曲线 (1 到 2 倍螺杆直径)
1. 无法稳定干燥材料
2. 干燥时间长
3. 无法有效干燥各种材料
干燥循环
加热器 Heater
热的干燥气体
充满湿气的气体 Moisture air
树脂Resin
干燥床 Desiccant bed
过滤器 Filter
料斗 Hopper
吹风器 Blower
螺杆直径
成型螺杆设计
螺杆长度
(20 直径)
计量段
结晶塑料聚合物
结晶性聚合物:内部大部分大分子分子排列很规则,如:PE 、PP、 POM 、Nylon等模塑条件及后处理对聚合物的结晶度有很大影响。
结晶性聚合物的典型特点:
a. 熔融需要的热量较高,源于其结构的规则化,因此,每磅料所需的热 量比无定型聚合物高。 b. 收缩率大,因为结晶体的规则结构使其占据较少的空间,明显的体积 减小表现在发生变化的开端及结晶度,数量的变化上。 c. 易发生翘曲,由于其易受模塑条件影响的特点 d. 明显的结晶熔融点(Tm) e. 无明显的玻璃态转变点(Tg) f. 结晶体导热性几乎是非晶体的两倍,所以啤件内部热量的传导结晶体 聚合物较无定型聚合物容易得多。
冷却时间
锁模 顶出 开模
充填时间
螺杆静止
塑料受压时间
冷却时间
保压时间
加料
无定形塑料
加料
结晶性塑料
半结晶性塑料的注塑成形
m
Delrin®
聚甲醛
Zytel®
尼龙
Minlon®
尼龙
Crastin®
聚酯
® Du Pont’s reg. trade name
Rynite®
聚酯
Zenite® Hytrel®
液晶高分子 聚酯弹性体
结晶塑料
密度
无定形塑料
Tg
TM
温度
注塑成型
举例
房间

走廊
充填
注塑成型
举例
無定形 = 不排列 - 填充足够後,盡快把门
(澆口)關上。
结晶 = 排列 - 结晶期间为了防止内空洞,
需要填充足够的熔料入型腔 - 门和走廊必须保持开着
注射成型周期 无定形 / 结晶 塑料
锁模 顶出
开模
充填时间
螺杆静止
塑料受压时间 保压时间
主要设备的要求
干燥机 螺杆設计 射咀设计 模具温度控制器(模温机) 良好的模具
干燥机 为什么要使用除濕干燥机?
• 除濕干燥机 - 是在机器内
制造低露点的干燥空气, 不受外部空气的影响:
1. 可稳定干燥材料
2. 干燥时间缩短
3. 适宜干燥各种材料
• 热风干燥机 - 因将外部空
气加热后使用,所以受工 厂内环境(湿度)等条件影响 :
射嘴头设计
A
B
C
D
不好
射嘴加热
XXXXXXXXX
加热圈
XXXXXXXXX
XXXXXXXXX

注塑成型条件
最重要的5个成型参数
1. 熔胶温度 2. 温度曲线 3. 保压压力 4. 保压时间 5. 模具温度
5个较重要成型参数
6. 注射充填速度 7. 保压切换 8. 背压 9. 螺杆转速 10. 保压曲线
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