热固性塑料的注射工艺.

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2-3
塑料名称
工艺条件
三聚氰胺玻 三聚氰胺石棉 纤增强塑 塑料粉 料
90-94 80-88 68-75
88-94 81-87
0.6
0.4-0.6
45-50
38-40
80-120
160-165 168-175
100-125
165-170 155-160
4
1.5-2.5
背压也称反压力。当螺杆转动将塑料向前推进和进行塑化时,常给螺 杆施加一定的背压,减低螺杆后退的速度,压紧聚积在螺杆前端的塑料, 增大其密实度,还可排出同塑料一同进入料筒内的空气。背压小达不到目 的。但背压过大,使消耗于螺杆转动的功增大,同时由于摩擦生成的热量 增高,使料温增高。还可能使物料在螺杆喷咀离开模具时从喷咀流出。当 背压大于积料使螺杆后退的反作用力时,将无法进料。一般背压值可为注 射压力的1/100~1/150(表压约为0.3~0.6Mpa)。
如酚醛塑料常在90℃左右而熔融,而在100~120℃时 开始自行放热,塑料已深度软化,在130~140℃左右达到 其最大流动性范围,而料筒温度一般都控制在:高温段为 80~90℃,并决不超过95℃为宜,低温加热段则常为 50~60℃,塑料在这温度下塑化后,流经喷咀时因高速磨 擦被再次加热,温度又提高至110~125℃。
热固性塑料
用“塑11-10注黑”酚醛料注射一个重350克的物件,该物件壁 厚4~5mm,凸缘部分最大厚度为8mm,成型周期为120秒,其中保温固 化时间为90秒,当然在进行保温固化时,同时也进行了保压及加料操 作,但足见其所占比例之大。欲达到优质高产,用单纯缩短保温固化 时间是不行的,合理途径是改进塑料配方用其制造工艺,使之在料筒 温度下保持流动态的时间较长,在模具温度下有良好的流动性和尽可 能短的固化时间。。
热固性塑料
三)注射压力和注射速度: 注射压力的大小取决于塑料的流动性、固化速度和模具结构等 因素。塑料的流动性小,固化速度快、模具温度高,模具流程长及形 状复杂时,均应选择较高的注射压力。在一定范围内增大成型压力可 使制件的密度增高,从而有利于制件强度的提高。注射压力增大常使 流速增大以至摩擦热也会增大,这有利于固化时间的减少。注射压力 范围一般为80~200Mpa。常用为100~140Mpa。
热固性塑料
在正常操作下,塑料在料筒塑化过程中反发生的 反应,其固化程度应小于5%。也就是说,只有在塑料 的固化程度小于5%,才能注射出较为理想的塑件。优 质的热固性塑料的获得取决于:注射设备及模具、塑 料的工艺性能及成型工艺备件。
热固性塑料
一)料筒温度与模具温度: 热固性塑料在料筒中受热塑化时同时发生着两个过程, 其一是树脂分子因受热而使活动性增加,树脂的粘度降低, 其二是树脂分子因受热再使其化学反应速度增大,在分子 间形成交联键而使粘度增大。这两个过程以何种占优势制 取决于温度和受热的时间。
热固性塑料
塑化后的塑料在施压螺杆的推动下流经 喷孔注射入已闭合的模具中固化成型。模具 温度远高于料筒温度。事实上,塑化进入模 腔时已经达到能够固化反应所需的温度,所 以塑料在模腔内能迅速固化。较之压制成型 生产周期短。
热固性塑料
热塑性塑料对热的作用是可逆的,在注射成型过程中 除可能发生某些分子断链外,塑料从受热熔融、冷却变硬 均系物理变化过程。而热固性塑料对热的作用是不可逆的, 在受热时其化学反应会继续向前推进,塑化时只有控制在 使塑料获得的热量仅能使塑料中树脂分子的活动性加大, 软化熔融粘度降低,而不发生明显的化学反应促使粘度高 的条件下,注射过程方可顺利进行。
热固性塑料的注射工艺
热固性塑料
热固性塑料的成型是将塑料先经加热逐渐熔融塑化, 同时发生化学反应,在压力和热的继续作用下,充模成型 并交联固化成为制件。热固性塑料的压制成型、传递成型 和注射成型等诸种成型加工方法,其成型原理均属于此。
热固性塑料
注射成型是将塑料从料斗输送到规定温度的料筒 中,使其受热塑化,热量来自加热装置的热传导和 螺杆旋转时塑料与料筒壁、塑料与螺杆之间的磨擦 热以及被螺杆剪切和搅拌时内部的磨擦热。
和热塑性塑料注射成型一样,可以采用对空注射来判断 温度设定是否正确。例如:酚醛塑料“塑11-10注黑”,从喷 咀射出的料,射空速度快,射出后料的直径稍大于喷咀直径, 色泽灰暗,断面较疏松,且成空心,表明料温适宜,适合注射; 又如:三聚氰胺或甲醛玻璃纤维塑料,从喷咀射出的料,射空 速度快,刚射出的料用手捏时有松软的感觉,表明温度适宜, 适合注射。
表1、几种热固性塑料的成型工艺条件
料筒温度
塑11-10注
黑酚醛
附注:1、
塑料粉
料筒温 度未列 出中部 温度者
前端 中端 后端
80-95 50-65
为二段 背压 MPa
加热。 2、固化
(表估)
0.3-0.8
时间系 指成型 长 120±1m
螺杆转速 转/ 30-80 分
注射压力 Mpa 100-120
热固性塑料
当温度过低时,塑料可能尚未完全接触,当然也就不 具有注射所必须的流动性,塑料受热熔融后,随着温度的 升高或受热时间的延长,塑料粘度将明显地降低,粘度降 至某一最低点后塑料将随着温度的继续升高或加热时间的 继续延长而使交联反应增大,故粘度又将明显地增高,这 时予塑力越过最小点而上升。
热固性塑料
注射速度与注射压力起着相辅相成的作用。调整注射 速度可以消除疏松、流痕。但过高易使制件出现气泡和焦 迹。飞边毛刺。一般酚醛塑料的注射速度为1.8~3.5米/ 分左右。有资料称,在注射酚醛树脂时,采用较高的模温, 较慢的注射速度可使制件的抗拉强度、拉弯强度增加,收 缩率降低。
热固性塑料
四)成型周期: 成型周期是指注射一模制件所用的总时间。包括塑化、 注射、保压、保温固化、开模、取出制件及闭模等时间。 制件的成型周期与其它工业参数彼此相关,如固化速度越 快,所需保温固化时间就越短,而固化速度除与树脂性质 有关外,还与其它一切有助于升温的工艺条件有关。在各 操作步骤中,保温固化时间所占比例最大。
m,宽 15±0.2
模具温度计℃ 160-170
mm,厚 动模
180-190
10±0.2 静模
mm之长 条试样 所需固
注射速度 米/ 分
1.8-3.5
化时间。 固化时间
1.5
玻璃纤维 酚醛增强塑
料 85-90 60-65
0.4-0.7
30-40
80-120 170-180 165-175
1.8-3.5
一)料筒温度与模具温度:
为便于操作,塑料在料筒温度下保持流动态的时间应较 长,故料筒温度应选取力矩的最小点所对应的时间为较长者的 温度为定,也就是说,料筒温度的选择一般是在能满足塑料熔 触流动的前提下,取其接近于低限的温度,以避免在注射操作 过程中发生因塑料在料筒中的交联程度超过某一范围而使注射 成型难于进行,甚至因固化程度过高而堵死螺杆。
热固性塑料
二)螺杆转速及背压 螺杆转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ是控制物料温度的一个参数。转速增大,塑 料受到的剪切作用越大,摩擦生成的热量增大。对于固化 速度较快的塑料品种可取低的转速。螺杆直径增大,摩擦 生成热也会增大,因此,随着直径增大,相应转速也要降 低。
酚醛塑料粉,当螺杆直径为40~60mm左右时,转速应 为30~80转/分。当注射玻纤增强酚醛塑料时,处于减少 对玻纤的磨损,所以用30~40转/分为宜。
热固性塑料
热固性塑料受热时,随温度的升高其固化速度加大, 故只有选取具有相当高的固化度所对应的温度为模具温度 时,才能在较短时间内使塑料固化成型。
模具温度的选择应考虑不同种类塑料固化反应的特点。如 聚邻苯二甲酸二烯丙酯,不饱和聚酯塑料,固化时系按游离基 聚合反应而交联,放热比较集中,当模具温度高时制件易出现 裂纹和白斑,模具温度一般为150~165℃。对于酚醛塑料而言, 在150~200℃,动模与静模的温度差值为10~20℃,以利用热 膨胀的差异使制件贴在动模上,便于脱模和顶出制件。
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