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1、PVC材料1、 PVC的结构和性能1.1 结构 PVC分子结构: H H C CH Cln PVC是使用最广泛的塑料之一,PVC材料是一种非结晶性材,树脂分子链中大多数是头-尾结构,只有少数的头-头结构和尾-尾结构。工业生产的PVC的聚合度在500-2000之间。1.2 性能 PVC是无毒无臭的白色粉末。PVC塑料的密度为1.40g/cm3,加入增塑剂和填料的PVC塑料的密度通常为1.15-2.00g/cm3,玻璃化温度87,熔点160-212。 PVC塑料的力学性能取决于聚合物的相对分子质量、增塑剂及填料的含量。一般情况下,填料含量增加,其拉伸强度降低。未加增塑剂的PVC是硬质塑料,填加增塑
2、剂后,柔软性、伸长率、耐寒性增加,玻璃化温度、脆性、硬度、拉伸强度等均降低。 PVC在65-85开始软化,170以上成黏流状态,140即开始少量分解,随温度升高分解速度增加,190以上大量放出HCL气体。PVC的含氯量高达56%,因而具有阻燃性和自熄性;而且具有良好的介电性能,是优良的电绝缘材料。此外,PVC是一种热稳定性较差的聚合物,在光和热的作用下能逐渐分解放出HCl,同时在力、氧、臭氧、氯化氰以及某些活性金属(如铜、锌等)离子存在下,使降解速度大大加快。PVC脱除HCl后在主链上形成共轭双键,树脂的颜色发生变化。由于PVC热分解时放出HCl,而放出的HCl又对PVC的降解起催化作用,进一
3、步加快其降解速度,因此,往往要加入某些碱性物质作为稳定剂,以防止PVC热降解。尽管如此,RPVC的熔体流动性仍然较差,需要较大的注射压力,同时为避免出现熔体破裂现象,在成型中宜选用低速注射。PVC吸水性较小,通常在0.1%以下,对要求不高的制品,成型前可不干燥。为减少PVC加工过程中分解出的HCl气体对设备和模具的腐蚀,设备和模具必须选择防腐的金属材料,并做好相应的防腐工作。2 PVC材料改性PVC具有优异的化学稳定性,它对大多数的无机酸和碱是稳定的,但在浓的硫酸、硝酸和铬酸的作用下发生降解。在硬质PVC(PVC-U)中,为了改善PVC的热稳定性、润滑性、增韧性及外观质量等,应加入各种助剂。提
4、高PVC塑料性能的主要途径是寻找合适的稳定剂、增塑剂、填充剂等助剂进行合理配置,通过共聚和共混对PVC进行改性是一种有效的方法。3 注塑工艺特性和工艺参数的设定 3.1影响制件特性的因素(1)成型料温。 (2)流道的大小而产生磨察热的大小。(3)浇口的位置及大小。(4)添加剂的选择及添加量。(5)冷料穴的位置及大小。(6)排气槽的位置及大小。(7)产品的壁厚。3.2 PVC-U的工艺特性(1)没有明显的熔点,60以上会变软,100-150呈黏弹态,150以上呈黏流态,PVC-U混合料的分解温度很少超过200。(2)热稳定性差,无论是时间还是温度,都能导致PVC-U的分解,所以要严格控制成型温度
5、和物料在料筒中的停留时间。(3)在PVC-U中,尽管加入了添加剂,但其流动性仍然较差,因此,在极短的时间内要使熔料充满模腔是困难的,因此,要用较高的注射压力和较低的注射速率。(4)由于加工过程中不可避免地要产生分解,放出HCl气体,因此,做好设备的防腐工作。(5)制品的脆性大。(6)PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数,如果此参数不当将导致材料分解的问题。(7)PVC的流动特性相当差,其工艺范围很窄,特别是大分子量的PVC材料更难以加工(这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。(8)PVC的收缩率相当低,一般在0.6-1.0% 。(9)在成型时
6、温度过高易分解出氯气,氯气与空气中的水蒸气结合形成盐酸,易腐蚀模具型腔表面。3.3选用注塑机时的要求(1)只能选用螺杆式注塑机,不能选用柱塞式注塑机(2)所有与PVC塑料接触的部分,不允许对塑化熔体产生任何黏附或滞留;由于l的作用,要求这些部位耐磨、耐腐蚀。最好选用耐磨耐腐蚀材质制造的设备,或选用对这些部件进行镀铬或氮化处理的设备。(3)设备的温度控制系统应指标明确,反映灵敏。(4)螺杆的长径比可小,螺杆头部呈尖头;螺杆的压缩比为-2.5,螺杆的三段长度可分别设置为40,40和20。(5)选用孔径较大的通用喷嘴,并配有加热控温装置。(6)电热系统采用闭回路控制,严格控制料温的上下偏差,建议料温
7、控制在15,射嘴有独立温控系统。(7)料管组应具有一定的冷却装置,建议在料管组增加风扇均衡料管组的温度。(8)料管尽可能避免在加料及射出时产生摩擦热,如尖角,突变等现象(图1-1)(9)料管尽可能避免积料死角,每次射出成型须控制积料尽可能少(图1-1)(10)射嘴采用敞开式,不建议采用止逆阀。(图1-1)(11)每次射出应尽可能将射嘴处的余料带出,建议采用如图示射嘴(图1-1)(12)杆的规格应选用:硬质PVC属热敏性塑料,其细长比建议选择1718,螺杆,射嘴,需选用防腐蚀材料进行相关的处理 3.4 制品与模具设计要求1制品的壁厚尽可能均匀,壁厚不太薄,一般不低于1.2mm,大约在1.5-5m
8、m之间。2 PVC-U的成型收缩率为0.6%-1.5%之间,要求制品有一定的脱模斜度,一般为1。.4。,对于多孔制品或脱模阻力较大的制品脱模斜度还要再大些。3所有常规的浇口都可以使用,宜取大,以防止死角滞料,一般不小于1MM或厚度1MM。 4流道宜取大,流道的反向应留足够的冷料穴,每个转折位置一般应圆滑过度,尽可能避免尖角。5.由于成型温度较低,为防止冷料堵塞浇口或流入模腔,在主流道末端应开设足够的冷料穴,对于较长的分流道也应开设冷料穴。6成型中,大部分模具是通水冷却控制模温的,但同时为了改善制品表观,有时也采用加热/冷却的方法控制模温。模温控制的范围为30-60之间。7为了防止l气体的腐蚀作
9、用,对模具的流道、型腔等部位应镀铬,做好防腐处理或采用耐磨耐腐蚀材料制成。3.5 原料的准备 PVCU水分允许含量为0.4%,所以,对要求不高的制品,成型前原料可不干燥,但原料中水分含量较高时也要进行干燥,通常是在热风循环烘箱中进行,在90-100的温度下干燥12.5小时。对于进行过干燥的粒料应冷却后再进行注塑成型。3.6 成型工艺条件 (1)采用螺杆式注射机。 (2)成型温度范围在160-190,最高不超过200;料筒温度分布通常采用阶梯式布置;喷嘴温度应比料筒末端温度底10-20。 (3)注射压力在90Mpa以上,保压压力大多在60-80Mpa;注射压力大对减少收缩有利,但也可能产生溢边等
10、问题,PVC-U宜采用较高注射压力。 (4)较高的注射速率可减少物料的温度变化,充模速度快,制件的表观缩痕小,熔接痕得到改善;但注射速率过快也会引起排气不良,产生较多的摩擦热而使塑件烧焦、产生色变等问题,因此成型时,可采用中等或较低的注射速率。 (5)模具温度一般在40以下,最高不超过60,由于PVC-U的热变形温度较低,一般采用通冷却水来降低模温。 (6)螺杆转速一般为20-50r/min。 (7)除大型超厚制品外,成型周期一般在40-80s。3.7 注意事项 (1)掌握好清洗料筒的技术,如料筒中原来有POM等热敏性塑料时,应采用间接换料法清洗料筒。 (2)在料筒升温过程中,应密切注意升温情
11、况,当温度达到工艺要求时,须及时开动注塑机,进行对空注射,而不可以在料筒内恒温一段时间。 (3)对空注出的料是光亮明洁的,说明塑化良好,可投入正常生产。 (4)成型时,前后的成型周期应尽可能一致,注塑机油路系统的温度应保持恒定。 (5)停机时,应先将料筒内的料全部排完,并用PE或PS等及时清洗料筒。(6)成型过程中,应保持室内通风良好,确保人身安全。注塑成型各种缺陷的现象及解决方法 编辑:国际模具网 上传时间:2005-5-14 8:46:221. 龟裂 龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷,产生的主要原因是由于应力变形所致。主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。()残余应力引起的龟裂
12、残余应力主要由于以下三种情况,即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为 在充填过剩的情况下产生的龟裂,其解决方法主要可在以下几方面入手:(1)由于直浇口压力损失最小,所以,如果龟裂最主要产生在直浇口附近,则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。(2)在保证树脂不分解、不劣化的前提下,适当提高树脂温度可以降低熔融粘度,提高流动性,同时也可以降低注射压力,以减小应力。 (3)一般情况下,模温较低时容易产生应力,应适当提高温度。但当注射速度较高时,即使模温低一些,也可减低应力的产生。(4)注射和保压时间过长也会产生应力,将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好。(5)非结晶性树脂,如
13、AS树脂、 ABS树脂、 PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯、聚甲醛等容易产生残余应力,应予以注意。脱模推出时,由于脱模斜度小、模具型胶及凸模粗糙,使推出力过大,产生应力,有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。只要仔细观察龟裂产生的位置,即可确定原因。在注射成型的同时嵌入金属件时,最容易产生应力,而且容易在经过一段时间后才产生龟裂,危害极大。这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力,而且随着时间的推移,应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。为预防由此产生的龟裂,作为经验,壁厚7与嵌入金属件的外径通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加镶嵌件,而镶嵌件对尼龙的影响最小。由于玻璃纤维增强树
14、脂材料的热膨胀系数较小,比较适合嵌入件。另外,成型前对金属嵌件进行预热,也具有较好的效果。(二)外部应力引起的龟裂 这里的外部应力,主要是因设计不合理而造成应力集中,特别是在尖角处更需注意。由图22可知,可取R7一0507。(三)外部环境引起的龟裂化学药品、吸潮引起的水降解,以及再生料的过多使用都会使物性劣化,产生龟裂。二、充填不足充填不足的主要原因有以下几个方面:i. 树脂容量不足。 ii. 型腔内加压不足。 iii. 树脂流动性不足。 iv. 排气效果不好。 作为改善措施,主要可以从以下几个方面入手: 1)加长注射时间,防止由于成型周期过短,造成浇口固化前树脂逆流而难于充满型腔。 2)提高注射速度。 3)提高模具温度。 4)提高树脂温度。 5)提高注射压力。 6)扩大浇口尺寸。一般浇口的高度应等于制品壁厚的12l3。 7)浇口设置在制品壁厚最大处。 8)设置排气槽(平均深度003mm、宽度3smm)或排气杆。对于较小工件更为重要。 9)在螺杆与注射喷嘴之间留有一定的(约smm)缓冲距离。 10)选用低粘度等级的材料。 11)加入润滑剂。三、皱招及麻面产生这种缺陷的原因在本质上与充填不足相同,只是程度不同。因此,解决方法也与上述方法基本相同。特别是对流动性较差的树脂(如聚甲醛、PMMA树脂、聚碳酸酯及PP树脂等)更需要注意适当增大浇口和适当的注射时间。四、缩坑缩坑的原因也与充填