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結晶性塑料的特性及其注塑件成型的工藝過(guò)程簡(jiǎn)
結晶性塑料有明顯的熔點(diǎn),固體時(shí)分子呈規則排列。規則排列區域稱(chēng)為晶區,無(wú)序排列區域稱(chēng)為非晶區,晶區所占的百分比稱(chēng)為結晶度,通常結晶度在80%以上的聚合物稱(chēng)為結晶性塑料。常見(jiàn)的結晶性塑料有:聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚甲醛POM、聚酰胺PA6、聚酰胺PA66、PET、PBT等。 結晶對塑料性能的影響 1)力學(xué)性能 結晶使塑料變脆(耐沖擊強度下降),韌性較強,延展性較差。 2)光學(xué)性能 結晶使塑料不透明,因為晶區與非晶區的界面會(huì )發(fā)生光散射。減小球晶尺寸到一定程式度,不僅提高了塑料的強度(減小了晶間缺陷)而且提高了透明度,(當球晶尺寸小于光波長(cháng)時(shí)不會(huì )產(chǎn)生散射)。 3)熱性能 結晶性塑料在溫度升高時(shí)不出現高彈態(tài),溫度升高至熔融溫度TM時(shí),呈現粘流態(tài)。因此結晶性塑料的使用溫度從Tg(玻璃化溫度)提高到TM(熔融溫度)。 4)耐溶劑性,滲透性等得到提高,因為結晶分排列更加緊密。 影響結晶的因素有哪些? 1)高分子鏈結構,對稱(chēng)性好、無(wú)支鏈或支鏈很少或側基體積小的、大分子間作用力大的高分子容易相互靠緊,容易發(fā)生結晶。 2)溫度,高分子從無(wú)序的卷團移動(dòng)到正在生長(cháng)的晶體的表面,模溫較高時(shí)提高了高分子的活動(dòng)性從而加快了結晶。 3)壓力,在冷卻過(guò)程中如果有外力作用,也能促進(jìn)聚合物的結晶,故生產(chǎn)中可調高射出壓力和保壓壓力來(lái)控制結晶性塑料的結晶度。 4)形核劑,由于低溫有利于快速形核,但卻減慢了晶粒的成長(cháng),因此為了消除這一矛盾,在成型材料中加入形核劑,這樣使得塑料能在高模溫下快速結晶。 結晶性塑料對注塑件機和模具有什么要求 1)結晶性塑料熔解時(shí)需要較多的能量來(lái)摧毀晶格,所以由固體轉化為熔融的熔體時(shí)需要輸入較多的熱量,所以注塑件機的塑化能力要大,最大注射量也要相應提高。 2)結晶性塑料熔點(diǎn)范圍窄,為防止射咀溫度降低時(shí)膠料結晶堵塞射咀,射咀孔徑應適當加大,并加裝能單獨控制射咀溫度的發(fā)熱圈。 3)由于模具溫度對結晶度有重要影響,所以模具水路應盡可能多,保證成型時(shí)模具溫度均勻。 4)結晶性在結晶過(guò)程中發(fā)生較大的體積收縮,引起較大的成型收縮率,因此在模具設計中要認真考慮其成型收縮率 5)由于各向異性顯著(zhù),內應力大,在模具設計中要注意澆口的位置和大小,加強筋和位置與大小,否則容易發(fā)生翹曲變形,而后要靠成型工藝去改善是相當困難的。 6)結晶度與塑件壁厚有關(guān),壁厚冷卻慢結晶度高,收縮大,易發(fā)生縮孔、氣孔,因此模具設計中要注意控制塑件壁厚的控制 結晶性塑料的成型工藝 1)冷卻時(shí)釋放出的熱量大,要充分冷卻,高模溫成型時(shí)注意冷卻時(shí)間的控制。 2)熔態(tài)與固態(tài)時(shí)的比重差大,成型收縮大,易發(fā)生縮孔、氣孔,要注意保壓壓力的設定 3)模溫低時(shí),冷卻快,結晶度低,收縮小,透明度高。結晶度與塑件壁厚有關(guān),塑件壁厚大時(shí)冷卻慢結晶度高,收縮大,物性好,所以結晶性塑料應按要求必須控制模溫。 4)各向異性顯著(zhù),內應力大,脫模后未結晶折分子有繼續結晶化的傾向,處于能量不平衡狀態(tài),易發(fā)生變形、翹曲,應適當提高料溫和模具溫度,中等的注射壓力和注射速度。
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