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由于塑料具有重量輕、韌性好、成型易。成本低等優點,因此在現代工業和日用產品中,越來越多用塑料代替玻璃,特別應用于光學儀器和包裝工業方面,發展尤為迅速。
但是由于要求其透明性要好,耐磨件要高,抗沖擊韌件要好,因此對塑料的成份,注塑整個過程的工藝,設備,模具等,都要作出大量工作,以保證這些用于代替玻璃的塑料(以下簡稱透明塑料),表面質量良好,從而達到使用的要求。
目前市場上一般使用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯(即俗稱亞加力或有機玻璃,代號PMMA)、聚碳酸酯(代號PC)、聚對苯二甲酸乙二醇脂(代號PET)、透明尼龍。AS(丙烯睛一苯 乙烯共聚物)、聚砜(代號PSF)等, 其中我們接觸得最多的是PMMA、PC和PET三種塑料,由于篇幅有限,下面就以這三種塑料為例,討論透明塑料的特性和注塑工藝。
一、透明塑料的性能
透明塑料首先必須有高透明度, 其次要有一定的強度和耐磨性,能抗沖擊,耐熱性要好,耐化學性要優, 吸水率要小,只有這樣才能在使用中,能滿足透明度的要求而長久不變,下面列出表l,比較一下 PMMA、PC和PET的性能。
表1:透明塑料性能比較
性能密度(g/am2)抗拉強度(MPa)缺口沖擊(J/m2)透明度(%)變形溫度(℃)允許含水量收縮率耐磨性抗化學
PMMA1.1875120092950.040.5差良
PC1.20661900901370.020.6中良
PET1.371651030861200.032良優
注:(1)因品種繁多,這只是取平均值,實際不同品種數據有異。
(2)PET數據(機械方面)為經拉伸后的數據。
從表1數據可知PC是較理想的選擇, 但主于其原料價貴和注塑工藝較難,所以仍以選用PMMA為主,(對一般要求的制品),而RET由于要經過拉伸才能得到好的機械性能,所以多在包裝、容器中使用。
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二、透明塑料注塑過程中應注意的共同問題
透明塑料由于透光率要高,必然要求塑料制品表面質量要求嚴格,不能有任何斑紋、氣孔、泛白、霧暈、黑點、變色、光澤不佳等缺陷,因而在整個注塑過程對原料、設備、模具、甚至產品的設計,都要十分注意和提出嚴格甚至特殊的要求。
其次由于透明塑料多為熔點高、流動性差,因此為保證產品的表面質量,往往要在較高溫度、注射壓力、注射速度等工藝參數作細微調整,使注塑料時既能充滿 模,又不會產生內應力而引起產品變形和開裂。
下面就其在原料準備、對設備和模具要求、注塑工藝和產品的原料處理幾方面,談談應注意的事項。
(一)原料的準備與干燥
由于在塑料中含有任何一點雜質,都可能影響產品的透明度,因此和儲存、運輸、加料過程中,必須注意密封,保證原料干凈。特別是原料中含有水分,加熱后會引起原料變質,所以一定要干燥,并在注塑時,加料必須使用干燥料斗。
還要注意一點的是干燥過程中,輸入的空氣最好應經過濾、除濕,以便保證不會污染原料。其干燥工藝如
表2 透明塑料的干燥工藝
工藝干燥溫度(℃)干燥時間(h)料層厚度(mm)備注
PMMA70~802~430~40采用熱風循環干燥
PC120~130>6<30采用熱風循環干燥
PET140~1803~4采用連續干燥加料裝置為佳
(二)機筒、螺桿及其附件的清潔
為防止原料污染和在螺桿及附件凹陷處存有舊料或雜質,特別熱穩定性差的樹脂存在,因此在使用前、停機后都應用螺桿清洗劑清洗干凈各件,使其不得粘有雜質,當沒有螺桿清洗劑時,可用PE、PS等 樹脂清洗螺桿。
當臨時停機時,為防止原料在高溫下 停留時間長,引起解降,應將干燥機和機筒溫度降低,如 PC、PMMA等機筒溫度都要降至 160℃以下。(料斗溫度對于 PC應降至100℃以下)
(三)在模具設計上應注意的問題(包括產品的設計)
為了防止出現回流動不暢,或冷卻不均造成塑料成型不良,產生表面缺陷和變質, 一般在模具設計時,應注意以下幾點。
a)壁厚應盡量均勻一致,脫模斜度要足夠大;
b)過渡部分應逐步。圓滑過渡,防止有尖角。銳邊產生,特別是PC產品一定不要有缺口;
c)澆口。流道盡可能寬大、粗短,且應根據收縮冷凝過程設置澆口位置,必要時 應加冷料井;
d)模具表面應光潔,粗糙度低(最好低于0.8);
e)排氣孔。槽必須足夠,以及時排出空氣和熔 體中的氣 體;
f)除 PET外, 壁厚不要太薄,一般不得小于lmm。
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