PVC塑料注塑成型基礎（一）
欄目：行業動態 發布時間：2021-06-01 15:53
1、P VC的結構和性能 1.1 結構 PVC分子結構: H H C C H Cln PVC是使用較廣泛的塑料之一,PVC材料是一種非結晶性材,樹脂分子鏈中大多數是頭-尾結構,只有少數的頭-頭結構和尾-尾結構。工業生產...
1、P VC的結構和性能
1.1 結構
PVC分子結構:
H H
C C
H Cln
PVC是使用較廣泛的塑料之一,PVC材料是一種非結晶性材,樹脂分子鏈中大多數是頭-尾結構,只有少數的頭-頭結構和尾-尾結構。工業生產的PVC的聚合度在500-2000之間。
1.2 性能
PVC是無毒無臭的白色粉末。PVC塑料的密度為1.40g/cm3,加入增塑劑和填料的PVC塑料的密度通常為1.15-2.00g/cm3,玻璃化溫度87℃,熔點160-212℃。
PVC塑料的力學性能取決于聚合物的相對分子質量、增塑劑及填料的含量。一般情況下,填料含量增加,其拉伸強度降低。未加增塑劑的PVC是硬質塑料,填加增塑劑后,柔軟性、伸長率、耐寒性增加,玻璃化溫度、脆性、硬度、拉伸強度等均降低。
PVC在65-85℃開始軟化,170℃以上成黏流狀態,140℃即開始少量分解,隨溫度升高分解速度增加,190℃以上大量放出HCL氣體。PVC的含氯量高達56%,因而具有阻燃性和自熄性;而且具有良好的介電性能,是優良的電絕緣材料。此外,PVC是一種熱穩定性較差的聚合物,在光和熱的作用下能逐漸分解放出HCl,同時在力、氧、臭氧、氯化氰以及某些活性金屬(如銅、鋅等)離子存在下,使降解速度大大加快。
PVC脫除HCl后在主鏈上形成共軛雙鍵,樹脂的顏色發生變化。由于PVC熱分解時放出HCl,而放出的HCl又對PVC的降解起催化作用,進一步加快其降解速度,因此,往往要加入某些堿性物質作為穩定劑,以防止PVC熱降解。
盡管如此,RPVC的熔體流動性仍然較差,需要較大的注射壓力,同時為避免出現熔體破裂現象,在成型中宜選用低速注射。
PVC吸水性較小,通常在0.1%以下,對要求不高的制品,成型前可不干燥。
為減少PVC加工過程中分解出的HCl氣體對設備和模具的腐蝕,設備和模具必須選擇防腐的金屬材料,并做好相應的防腐工作。
2 PVC材料改性
PVC具有優異的化學穩定性,它對大多數的無機酸和堿是穩定的,但在濃的硫酸、硝酸和鉻酸的作用下發生降解。
在硬質PVC(PVC-U)中,為了改善PVC的熱穩定性、潤滑性、增韌性及外觀質量等,應加入各種助劑。提高PVC塑料性能的主要途徑是尋找合適的穩定劑、增塑劑、填充劑等助劑進行合理配置,通過共聚和共混對PVC進行改性是一種有效的方法。
3 注塑工藝特性和工藝參數的設定
3.1影響制件特性的因素
(1)成型料溫。
(2)流道的大小而產生磨察熱的大小。
(3)澆口的位置及大小。
(4)添加劑的選擇及添加量。
(5)冷料穴的位置及大小。
(6)排氣槽的位置及大小。
(7)產品的壁厚。
3.2 PVC-U的工藝特性
(1)沒有明顯的熔點,60℃以上會變軟,100-150℃呈黏彈態,150℃以上呈黏流態,PVC-U 混合料的分解溫度很少超過200℃。
(2)熱穩定性差,無論是時間還是溫度,都能導致PVC-U的分解,所以要嚴格控制成型溫度和物料在料筒中的停留時間。
(3)在PVC-U中,盡管加入了添加劑,但其流動性仍然較差,因此,在極短的時間內要使熔料充滿模腔是困難的,因此,要用較高的注射壓力和較低的注射速率。
(4)由于加工過程中不可避免地要產生分解,放出HCl氣體,因此,做好設備的防腐工作。
(5)制品的脆性大。
(6)PVC在加工時熔化溫度是一個非常重要的工藝參數,如果此參數不當將導致材料分解的問題。
(7)PVC的流動特性相當差,其工藝范圍很窄,特別是大分子量的PVC材料更難以加工(這種材料通常要加入潤滑劑改善流動特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。
(8)PVC的收縮率相當低,一般在0.6-1.0% 。
(9)在成型時溫度過高易分解出氯氣,氯氣與空氣中的水蒸氣結合形成鹽酸,易腐蝕模具型腔表面。
3.3選用注塑機時的要求
(1)只能選用螺桿式注塑機,不能選用柱塞式注塑機.
(2)所有與PVC塑料接觸的部分,不允許對塑化熔體產生任何黏附或滯留;由于HC l的作用,要求這些部位耐磨、耐腐蝕。較好選用耐磨耐腐蝕材質制造的設備,或選用對這些部件進行鍍鉻或氮化處理的設備。
(3)設備的溫度控制系統應指標明確,反映靈敏。
(4)螺桿的長徑比可小,螺桿頭部呈尖頭;螺桿的壓縮比為2-2.5,螺桿的三段長度可分別設置為40%,40%和20%。
(5)選用孔徑較大的通用噴嘴,并配有加熱控溫裝置。
(6)電熱系統采用閉回路控制,嚴格控制料溫的上下偏差,建議料溫控制在±15℃,射嘴
有獨立溫控系統。
(7)料管組應具有一定的冷卻裝置,建議在料管組增加風扇均衡料管組的溫度。
(8)料管盡可能避免在加料及射出時產生摩擦熱,如尖角,突變等現象(圖1-1)
(9)料管盡可能避免積料死角,每次射出成型須控制積料盡可能少(圖1-1)
(10)射嘴采用敞開式,不建議采用止逆閥。(圖1-1)
(11)每次射出應盡可能將射嘴處的余料帶出,建議采用如圖示射嘴(圖1-1)
(12)桿的規格應選用:硬質PVC 屬熱敏性塑料,其細長比建議選擇17~18,螺桿,射嘴,需選用防腐蝕材料進行相關的處理
加料管
分流梭(無止逆環)與螺 3.4 制品與模具設計要求
1.制品的壁厚盡可能均勻,壁厚不太薄,一般不低于1.2mm ,大約在1.5-5mm 之間。
2. PVC-U 的成型收縮率為0.6%-1.5%之間,要求制品有一定的脫模斜度,一般為1。-1.4。,對于多孔制品或脫模阻力較大的制品脫模斜度還要再大些。
3.所有常規的澆口都可以使用,宜取大,以防止死角滯料,一般不小于∮1MM 或厚度1MM 。
4.流道宜取大,流道的反向應留足夠的冷料穴,每個轉折位置一般應圓滑過度,盡可能避
免尖角。
5..由于成型溫度較低,為防止冷料堵塞澆口或流入模腔,在主流道末端應開設足夠的冷料穴,對于較長的分流道也應開設冷料穴。
6.成型中,大部分模具是通水冷卻控制模溫的,但同時為了改善制品表觀,有時也采用加熱/冷卻的方法控制模溫。模溫控制的范圍為30-60℃之間。
7.為了防止HC l氣體的腐蝕作用,對模具的流道、型腔等部位應鍍鉻,做好防腐處理或采用耐磨耐腐蝕材料制成。
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1.1 結構
PVC分子結構:
H H
C C
H Cln
PVC是使用較廣泛的塑料之一,PVC材料是一種非結晶性材,樹脂分子鏈中大多數是頭-尾結構,只有少數的頭-頭結構和尾-尾結構。工業生產的PVC的聚合度在500-2000之間。
1.2 性能
PVC是無毒無臭的白色粉末。PVC塑料的密度為1.40g/cm3,加入增塑劑和填料的PVC塑料的密度通常為1.15-2.00g/cm3,玻璃化溫度87℃,熔點160-212℃。
PVC塑料的力學性能取決于聚合物的相對分子質量、增塑劑及填料的含量。一般情況下,填料含量增加,其拉伸強度降低。未加增塑劑的PVC是硬質塑料,填加增塑劑后,柔軟性、伸長率、耐寒性增加,玻璃化溫度、脆性、硬度、拉伸強度等均降低。
PVC在65-85℃開始軟化,170℃以上成黏流狀態,140℃即開始少量分解,隨溫度升高分解速度增加,190℃以上大量放出HCL氣體。PVC的含氯量高達56%,因而具有阻燃性和自熄性;而且具有良好的介電性能,是優良的電絕緣材料。此外,PVC是一種熱穩定性較差的聚合物,在光和熱的作用下能逐漸分解放出HCl,同時在力、氧、臭氧、氯化氰以及某些活性金屬(如銅、鋅等)離子存在下,使降解速度大大加快。
PVC脫除HCl后在主鏈上形成共軛雙鍵,樹脂的顏色發生變化。由于PVC熱分解時放出HCl,而放出的HCl又對PVC的降解起催化作用,進一步加快其降解速度,因此,往往要加入某些堿性物質作為穩定劑,以防止PVC熱降解。
盡管如此,RPVC的熔體流動性仍然較差,需要較大的注射壓力,同時為避免出現熔體破裂現象,在成型中宜選用低速注射。
PVC吸水性較小,通常在0.1%以下,對要求不高的制品,成型前可不干燥。
為減少PVC加工過程中分解出的HCl氣體對設備和模具的腐蝕,設備和模具必須選擇防腐的金屬材料,并做好相應的防腐工作。
2 PVC材料改性
PVC具有優異的化學穩定性,它對大多數的無機酸和堿是穩定的,但在濃的硫酸、硝酸和鉻酸的作用下發生降解。
在硬質PVC(PVC-U)中,為了改善PVC的熱穩定性、潤滑性、增韌性及外觀質量等,應加入各種助劑。提高PVC塑料性能的主要途徑是尋找合適的穩定劑、增塑劑、填充劑等助劑進行合理配置,通過共聚和共混對PVC進行改性是一種有效的方法。
3 注塑工藝特性和工藝參數的設定
3.1影響制件特性的因素
(1)成型料溫。
(2)流道的大小而產生磨察熱的大小。
(3)澆口的位置及大小。
(4)添加劑的選擇及添加量。
(5)冷料穴的位置及大小。
(6)排氣槽的位置及大小。
(7)產品的壁厚。
3.2 PVC-U的工藝特性
(1)沒有明顯的熔點,60℃以上會變軟,100-150℃呈黏彈態,150℃以上呈黏流態,PVC-U 混合料的分解溫度很少超過200℃。
(2)熱穩定性差,無論是時間還是溫度,都能導致PVC-U的分解,所以要嚴格控制成型溫度和物料在料筒中的停留時間。
(3)在PVC-U中,盡管加入了添加劑,但其流動性仍然較差,因此,在極短的時間內要使熔料充滿模腔是困難的,因此,要用較高的注射壓力和較低的注射速率。
(4)由于加工過程中不可避免地要產生分解,放出HCl氣體,因此,做好設備的防腐工作。
(5)制品的脆性大。
(6)PVC在加工時熔化溫度是一個非常重要的工藝參數,如果此參數不當將導致材料分解的問題。
(7)PVC的流動特性相當差,其工藝范圍很窄,特別是大分子量的PVC材料更難以加工(這種材料通常要加入潤滑劑改善流動特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。
(8)PVC的收縮率相當低,一般在0.6-1.0% 。
(9)在成型時溫度過高易分解出氯氣,氯氣與空氣中的水蒸氣結合形成鹽酸,易腐蝕模具型腔表面。
3.3選用注塑機時的要求
(1)只能選用螺桿式注塑機,不能選用柱塞式注塑機.
(2)所有與PVC塑料接觸的部分,不允許對塑化熔體產生任何黏附或滯留;由于HC l的作用,要求這些部位耐磨、耐腐蝕。較好選用耐磨耐腐蝕材質制造的設備,或選用對這些部件進行鍍鉻或氮化處理的設備。
(3)設備的溫度控制系統應指標明確,反映靈敏。
(4)螺桿的長徑比可小,螺桿頭部呈尖頭;螺桿的壓縮比為2-2.5,螺桿的三段長度可分別設置為40%,40%和20%。
(5)選用孔徑較大的通用噴嘴,并配有加熱控溫裝置。
(6)電熱系統采用閉回路控制,嚴格控制料溫的上下偏差,建議料溫控制在±15℃,射嘴
有獨立溫控系統。
(7)料管組應具有一定的冷卻裝置,建議在料管組增加風扇均衡料管組的溫度。
(8)料管盡可能避免在加料及射出時產生摩擦熱,如尖角,突變等現象(圖1-1)
(9)料管盡可能避免積料死角,每次射出成型須控制積料盡可能少(圖1-1)
(10)射嘴采用敞開式,不建議采用止逆閥。(圖1-1)
(11)每次射出應盡可能將射嘴處的余料帶出,建議采用如圖示射嘴(圖1-1)
(12)桿的規格應選用:硬質PVC 屬熱敏性塑料,其細長比建議選擇17~18,螺桿,射嘴,需選用防腐蝕材料進行相關的處理
加料管
分流梭(無止逆環)與螺 3.4 制品與模具設計要求
1.制品的壁厚盡可能均勻,壁厚不太薄,一般不低于1.2mm ,大約在1.5-5mm 之間。
2. PVC-U 的成型收縮率為0.6%-1.5%之間,要求制品有一定的脫模斜度,一般為1。-1.4。,對于多孔制品或脫模阻力較大的制品脫模斜度還要再大些。
3.所有常規的澆口都可以使用,宜取大,以防止死角滯料,一般不小于∮1MM 或厚度1MM 。
4.流道宜取大,流道的反向應留足夠的冷料穴,每個轉折位置一般應圓滑過度,盡可能避
免尖角。
5..由于成型溫度較低,為防止冷料堵塞澆口或流入模腔,在主流道末端應開設足夠的冷料穴,對于較長的分流道也應開設冷料穴。
6.成型中,大部分模具是通水冷卻控制模溫的,但同時為了改善制品表觀,有時也采用加熱/冷卻的方法控制模溫。模溫控制的范圍為30-60℃之間。
7.為了防止HC l氣體的腐蝕作用,對模具的流道、型腔等部位應鍍鉻,做好防腐處理或采用耐磨耐腐蝕材料制成。
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