塑料成型工藝及模具設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 80mm結構復雜、型腔很深、嵌件較多的薄壁塑件壓縮或壓注第四級200mm壓縮、壓注或注射影響因素塑料品種、模具結構、成型條件（三）比容及壓縮率比容為每一克塑料所占有的體積（以厘米3/克計）。壓縮率為塑粉與塑件兩者體積或比容之比值（其值恒大于1）。它們都可被用來確定壓模裝料室的大小。其數值大即要求裝料室體積要大，同時又說明塑粉內充氣多，排氣困難，成形周期長，生產率低。比容小則反之，而且有利于壓錠，壓制。但比容值也常因塑料的粒度大小及顆粒不均勻度而有誤差。（四）硬化速度定義：硬化是指塑料成型時完成交聯反應的過程。硬化速度通常以塑料試樣硬化每1mm厚度所需的秒數來表示，此值越小，硬化速度越快。影響因素：塑料品種、塑件形狀、壁厚、成型溫度及是否預熱、預壓硬化速度慢，使成型周期變長，生產率降低；硬化速度快，則不能成型復雜的塑件。（五）水分及揮發物含量塑料中水分及揮發物，一方面來自塑料本身，另一方面來自壓縮或壓注過程中化學反應的副產物。各種塑料中含有不同程度的水分、揮發物含量，過多時流動性增大、易溢料、保持時間長、收縮增大，易發生波紋、翹曲等弊病，影響塑件機電性能。但當塑料過于干燥時也會導致流動性不良成形困難，所以不同塑料應按要求進行預熱干燥，對吸濕性強的料，尤其在潮濕季節即使對預熱后的料也應防止再吸濕。由于各種塑料中含有不同成分的水分及揮發物，同時在縮合反應時要發生縮合水分，這些成分都需在成形時變成氣體排出模外，有的氣體對模具有腐蝕作用，對人體也有刺激作用。為此在模具設計時應對各種塑料此類特性有所了解，并采取相應措施，如預熱、模具鍍鉻，開排氣槽或成形時設排氣工序。 常用塑料的性能及應用 熱塑性塑料產量比較：聚乙烯PE 聚氯乙烯PVC聚苯乙烯PS聚丙稀PP聚氯乙烯（PVC）（1）典型應用范圍：供水管道，家用管道，房屋墻板，商用機器殼體，電子產品包裝，醫療器械，食品包裝等。（2）注塑模工藝條件：干燥處理：通常不需要干燥處理。熔化溫度：185~205℃模具溫度：20~50℃注射壓力：可大到1500bar保壓壓力：可大到1000bar注射速度：為避免材料降解，一般要用相當地的注射速度。流道和澆口：所有常規的澆口都可以使用。如果加工較小的部件，最好使用針尖型澆口或潛入式澆口；對于較厚的部件，最好使用扇形澆口。針尖型澆口或潛入式澆口的最小直徑應為1mm；扇形澆口的厚度不能小于1mm。（3）化學和物理特性:剛性PVC是使用最廣泛的塑料材料之一。PVC材料是一種非結晶性材料。PVC材料在實際使用中經常加入穩定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。PVC材料具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優良的幾何穩定性。PVC對氧化劑、還原劑和強酸都有很強的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。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。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材料更難于加工（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。PVC的收縮率相當低，~%。PS 聚苯乙烯（1）典型應用范圍：產品包裝，家庭用品（餐具、托盤等），電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。（2）注塑模工藝條件：干燥處理：除非儲存不當，通常不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為80℃、2~3小時。熔化溫度：180~280℃。對于阻燃型材料其上限為250℃。模具溫度：40~50℃。注射壓力：200~600bar。注射速度：建議使用快速的注射速度。流道和澆口：可以使用所有常規類型的澆口。（3）化學和物理特性：大多數商業用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩定性、熱穩定性、光學透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機酸，但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。~%之間。聚乙烯（PE）產量在塑料工業中占首位。按合成時壓力不同，聚乙烯合成方法可分為高壓、中壓和低壓三種。PEHD 高密度聚乙烯 （1）典型應用范圍：電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等。（2）注塑模工藝條件：干燥：如果存儲恰當則無須干燥。熔化溫度：220~260℃。對于分子較大的材料，建議熔化溫度范圍在200~250℃之間。模具溫度：50~95℃。6mm以下壁厚的塑件應使用較高的模具溫度，6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度。塑件冷卻溫度應當均勻以減小收縮率的差異。對于最優的加工周期時間，冷卻腔道直徑應不小于8mm，（這里“d”是冷卻腔道的直徑）。注射壓力：700~1050bar。注射速度：建議使用高速注射。流道和澆口：，流道長度應盡可能短。可以使用各種類型的澆口。特別適用于使用熱流道模具。（3）化學和物理特性：PEHD的高結晶度導致了它的高密度，抗張力強度，高溫扭曲溫度，粘性以及化學穩定性。PEHD比PELD有更強的抗滲透性。PEHD的抗沖擊強度較低。PHHD的特性主要由密度和分子量分布所控制。適用于注塑模的PEHD分子量分布很窄。~ ，我們稱之為第一類型PEHD；~ ，稱之為第二類型PEHD；~ ，稱之為第三類型PEHD。該材料的流動特性很好。分子量越高，PHLD的流動特性越差，但是有更好的抗沖擊強度。PELD是半結晶材料，成型后收縮率較高，%到4%之間。PEHD很容易發生環境應力開裂現象。可以通過使用很低流動特性的材料以減小內部應力，從而減輕開裂現象。PEHD當溫度高于60℃時很容易在烴類溶劑中溶解，但其抗溶解性比PELD還要好一些。PELD 低密度聚乙烯（1）典型應用范圍：碗，箱柜，管道聯接器（2）注塑模工藝條件：干燥：一般不需要熔化溫度：180~280℃模具溫度：20~40℃，為了實現冷卻均勻以及較為經濟的去熱，建議冷卻腔道直徑至少為8mm。注射壓力：最大可到1500bar。保壓壓力：最大可到750bar。注射速度：建議使用快速注射速度。流道和澆口：可以使用各種類型的流道和澆口。PELD特別適合于使用熱流道模具。（3）化學和物理特性：~ g/cm3。PELD對氣體和水蒸汽具有滲透性。PELD的熱膨脹系數很高不適合于加工長期使用的制品。~ g/cm3之間，那么其收縮率在2%~5%之間；~ g/cm3之間，%~4%之間。當前實際的收縮率還要取決于注塑工藝參數。PELD在室溫下可以抵抗多種溶劑，但是芳香烴和氯化烴溶劑可使其膨脹。同PEHD類似，PELD容易發生環境應力開裂現象。PP 聚丙烯（1）典型應用范圍：汽車工業（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風管、風扇等），器械（洗碗機門襯墊、干燥機通風管、洗衣機框架及機蓋、冰箱門襯墊等），日用消費品（草坪和園藝設備如剪草機和噴水器等）。（2）注塑模工藝條件:干燥處理：如果儲存適當則不需要干燥處理。熔化溫度：220~275℃，注意不要超過275℃。模具溫度：40~80℃，建議使用50℃。結晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使內部壓力減小到最小。如果制品表面出現了缺陷，那么應使用較高溫度下的低速注塑。流道和澆口：對于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~。對于邊緣澆口，最小的澆口深度應為壁厚的一半；最小的澆口寬度應至少為壁厚的兩倍。PP材料完全可以使用熱流道系統。（3）化學和物理特性:PP是一種半結晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時非常脆，因此許多商業的PP材料是加入1~4%乙烯的無規則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強的抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環境應力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進行改性。PP的流動率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。由于結晶，PP的收縮率相當高，~%。并且收縮率的方向均勻性比PEHD等材料要好得多。加入30%%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。 熱固性塑料酚醛塑料氨基塑料環氧樹脂 主要熱硬性塑膠之特性及用途塑膠名稱特 性用 途PF機械強度大，絕緣性，耐燃燒性，耐水性，耐酸性，耐油性，安定良好。暗色不耐點，易變色，染色性有限。各種電器零件，機械零件，無聲齒輪，剎車來令，接著劑，食哭，容器，安全帽，涂料，烹調器握柄，煙斗，麻將牌等。UP無色，著色自由，與PF性質類似而稍劣，耐水性和耐候性比PF稍差電氣零件，配電器具，電話筒，汽車零件，合板接著劑，涂料，按鈕，容器，麻將牌，時針盤，筷子，衣扣，MF與UP同性質，耐水性佳，表面硬度大，耐燃性，無色，易著色配電盤，機械零件，汽車零件，麗光板，涂料，接著劑，容器，食器，紙，布的樹脂加工 主要熱可塑性塑膠之特性及用途塑膠名稱特性用 途電 氣機 械建 筑日 用 品其 他PVC強度，電氣絕緣性，耐藥品性，加可塑劑會軟化，耐熱性不是很好電線被覆，電線管，絕緣材料，膠帶車用座墊，化學工埸配管，汽車零件水管，塑膠，地板，屋頂，材料，隔熱材手提袋，皮帶，塑膠鞋，桌巾，透明瓶子，電話機玩具，農業用薄膜，涂料，藥碇包裝PVDC比PVC耐藥品性大，耐熱性，薄膜的透氣性少車用座墊防蟲網，家具表層皮涂膜防濕紙，帳篷，唱片，發泡體，軟水管，食品包裝漁網，發泡體，耐藥性成型品PVAC無色透明，接著性好，耐光性佳，耐熱差，吸水性大，大部分之溶劑皆可溶皮帶涂料，地板，安全玻璃工作服，襪子，塑膠手套PVAL的原料，口香糖的原料，接著劑PVA無色透明彈性體，耐熱。絕緣，軟化點高電線被覆安全硝子的中間膜安全玻璃涂料合成纖維，接著劑，塑膠皮簡化PVA土壤改良劑PMMA無色透明,光學性佳,強韌,絕緣性佳,加工性好,耐候性良好照明器具零件，透明板防風玻璃，車尾燈廣告燈，燈座，廣告招牌鈕扣及其他裝飾品眼鏡，假牙，光學零件，醫療用品PS無色透明，易于染色，絕緣性佳，耐水，耐藥品，不耐沖擊收音機外殼，電視機，電視柜，絕緣物車尾燈，冷凍庫壁百葉窗，隔熱材，招牌，隔音材，天花板，壁材杯子，容器，各種箱子，牙刷，梳子，原子筆玩具，嬰兒車，軟墊用品PA強韌，自己油滑且耐磨，吸震性強，耐熱，耐寒，耐藥品，尺寸安定性差電線被覆，電氣零件齒輪，軸承，座墊，凸輪戶外車棚，尼龍皮（農業用）梳子，包裝材料，刷子，家用品，襪子，繩子漁網，衣材用品，醫療器具PE比水輕,柔軟，不耐熱，耐藥品，耐水性，電氣絕緣性，接蓍印刷差電波機器零件，電線被覆檔泥板，塑膠熱片可撓性水管包裝材料，食器，容器藥瓶，水桶，塑膠袋玩具，雜貨PTFE高低溫電氣絕緣性，耐藥品性，強度很大，耐熱佳，耐磨性，安定性佳高級絕緣材料，絕緣管，電線，電氣零件塑膠墊片，軸承，輸送帶耐紫外線之建筑用具耐藥品之成形品CA透明，可撓性，加工性良好，著色易收音機殼，電話器汽車方向盤，電扇葉片涂料照相軟片，錄音帶，文具難燃燒物，眼鏡框PP最輕的塑膠，機械強度比PE高，電氣絕緣性佳，耐水，耐藥品電氣絕緣材料，電氣制品之被覆機器包裝薄皮洗臉盆，容器，食器，高韌性高溫塑膠袋，塑膠繩軟片，水管，各種成形品POM強韌，耐久力大，耐熱，耐藥品，類似尼龍，耐磨耗且類似PC，耐沖擊高級絕緣材料金屬代用品，齒輪，彈性凸輪窗簾滑動器，各種手把容器類各種耐沖擊成形品，玩具PC高低溫之機械性佳，特別耐沖擊，低溫安定性好，耐候性佳，透明性佳計算機零件，電氣零件精密機械零件，螺帽，齒輪，軸承等涂料家庭用品，軟片，果汁機，吹風機，奶瓶接著劑，安全帽ABS乳白色半透明，耐沖擊性比PS好，流動性佳，化學電鍍密著性佳，耐熱性佳電氣零件，收音機外殼機械之機構體，金屬化用品，汽車儀表板陳列柜，管類文具容器，吸塵器零件安全帽，電池箱 塑膠的中文名稱，簡稱及全名中 文 名 稱簡 稱全 名羧甲（基）纖維素CMCCarboxymethl cellulose酪素CSCasein醋酸纖維素CACellulose acetate醋酸丁酸纖維素CABCellulose acetatebutyrate硝酸纖維素CNCellulose nitrate丙酸纖維素CPCellulose propionate氯化聚氯乙烯CPVCChlorinated poly (vinyl chloride)甲酚甲醛CFCresolformaldehyde環氧化物，環氧樹脂EPEpoxy,epoxide乙基纖維素ECEthyl cellulose三聚氰胺MFMelamineformaldehyde全氟乙烯丙烯