关于塑料退火

关于退火

为了改善成型品的尺寸稳定性，有时需要进行退火工序。那么，应在何时、何温度、用多长时间进行退火，以及退火有哪些要注意的事项呢？此次，介绍一下正确的退火条件和方法。

■尺寸稳定性的改善——首先，何谓后收缩？

象本公司“夺钢”（POM树脂）及Duranex（PBT树脂）那样的所谓结晶性塑料，一经冷却固化，其分子就进行规则有序排列，所以体积有很大收缩。这种收缩的程度一般用成型收缩率的值来表示。

但是，成型品中有序排列的分子所占的比例（称之为结晶度）并非100%。在高分子材料中，由于分子过长，运动受限制，所以必然剩有未结晶化的部分，叫做非结晶部分。这种非结晶部分会因使用环境温度的增高等原因而发生结晶，使体积进一步收缩，这种现象叫做“后收缩”。

图1、后收缩情况

（附加说明）即使是非结晶树脂也会发生体积收缩，但它与结晶性树脂相比其数值要小。

这种后收缩的大小受成型条件（模具温度）和树脂的使用环境温度所左右。图2表示了以模具温度40℃和80℃进行成型的成型品，分别在80℃和120℃环境下一定时间静置后的后收缩率。从图中可以看出：模具温度越低、静置温度越高，后收缩率就越大。

图2、夺钢M90-44（50mm正方形平板、点浇口φ1.0、板厚1mm）时

数据库：自M90-44的收缩率中选出(English)

另外,后收缩率的大小因树脂的种类和品级制品而异。下表中列出了各代表品级制品的值，请参照。

表1、各代表性品级制品的后收缩率

树脂.品级制品后收缩率成型品成型条件静置条件

夺钢（POM）M90S 0.31%(FD)

0.30%(TD)

120mm正方形平板

板厚2mm

侧浇口4*2t

机筒200℃

模具60℃

保压60MPa

温度

100℃

时间24 hr

Duranex（（PBT）33000.1%(FD)

0.03%(TD)

120mm正方形平板

板厚2mm

侧浇口4*2t

机筒310℃

模具60℃

保压60 MPa

温度80℃

时间2hr

Fortron （PPS）1140Al 0.01%(FD)

0.03%(TD)

80mm正方形平板

板厚2mm

侧浇口4*2t

机筒310℃

模具150℃

保压60 MPa

温度

150℃

时间2 hr

Vectra（LCP）A150B 0.0%(FD)

0.1%(TD)

80mm正方形平板

板厚3mm

侧浇口4*2t

机筒300℃

模具140℃

保压59 MPa

温度150℃

时间3 hr

■尺寸稳定性的改善——最佳退火温度和时间？

改善尺寸稳定性亦即减少后收缩率的方法有两个方面。

（1）充分提高成型时的模具温度

如果提高模具温度，则会促进成型品的结晶化，所以，可相应地减少后收缩。下页汇总了后收缩率数据，请一并参照。成型时的模具温度高于制品的使用环境温度时，几乎所有制品均不需要退火。

（2）进行退火

退火是将成型品在高温环境下放置一定时间，预先促进其结晶化的方法。换言之，就是事前人为地使其进行后收缩，以达到使用环境温度下的稳定状态。

如上所述，使用环境温度越高、模具温度越低，后收缩就越大。所以，退火温度必须根据使用环境温度而改变。一般认为，以使用环境温度+10~20℃的退火温度为宜。譬如：使用环境温度为80℃时，退火温度应为90~100℃。另外，虽然定为+20℃，但是仅就退火而言，可以高于这一温度。然而，温度过高时有可能会产生其它（变色等）问题，所以，还须注意温度不能过高。

退火时间一般建议在3小时左右。但是，厚度薄的成型品有时无须3小时即可。模具温度高时也可使用较少的时间。所以，为避免浪费，最好按照不同的时间，分别测定实际成型品的尺寸，从而确定必要且充分的退火时间。

另外，可在任何时候进行退火。成型后立即退火和放置若干日后退火，效果相同。

■退火时注意事项

（1）玻璃纤维增强材料应注意异向性

与成型收缩率相同，后收缩率也有异向性。它还因成型品的厚度和浇口的位置、形状而异。

（2）嵌入品不得退火

嵌入品绝对不可进行退火。否则，会大大损坏制品性能和减少制品寿命。对嵌入成型品进行退火使之进行后收缩时，有可能在熔合纹处造成破坏、或在与嵌入物的界面处因应力松弛而产生间隙。

（3）过多的退火

原则上不宜进行过高温度和过长时间的退火。否则，可能会产生变色、分解和表面膨胀等问题。建议对使用的材料和制品进行实际的退火与尺寸测定，从而找出退火的最佳条件。

After-Shrinkage of M90-44

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These data are the typical values obtained under

varying conditions prescribed by applicable

standards and test methods, and are not minimum

standard material values.

[Test specimen] 120 x 120mm Flat Plate Thickness:2mm Side Gate:4w x 2t

[Condition] Cylinder Temp.:200

Mold

Temp:60 Annealing Time:Horizontal Annealing Temp.50 Holding Pressure:60MPa Direction:In the graph [Test specimen] 120 x 120mm Flat Plate Thickness:2mm Side Gate:4w x 2t

[Condition] Cylinder Temp.:200 Mold

Temp:60 Annealing Time:Horizontal Annealing Temp.65 Holding Pressure:60MPa Direction:In the graph