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1、PE工程培训资料(之一)玩具产品常用塑料的性能及其啤塑工艺的了解 常用(热塑性)塑料主要有以下几种:1. 聚苯乙烯(PS)及改良性聚苯乙烯(HIPS) 等2. 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)3. 聚甲醛(POM)4. 聚乙烯(PE)5. 聚丙烯(PP)6. 聚氯乙烯(PVC)7. 聚碳酸酯(PC)8. 聚酰胺(PA)9. 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 各塑料的性能及啤塑工艺要求如下: 一. 聚苯乙烯(PS)及改良性聚苯乙烯(HIPS) 等 聚苯乙烯(PS或GPPS)即俗称之“硬胶”属非结晶性塑料,其主要性质如下:1. 透明、良好光泽、容易着色。2. 溶于有机溶剂 (丙醇、三氯乙烯等),
2、 便于喷油上色.3. 成型收缩率小 (0.4%左右), 尺寸稳定性好. 4. 质脆不耐冲击, 表面易擦花, 胶件包装要求高. 5. 耐酸性差: 遇酸、醇、油脂易应力开裂。 改良性聚苯乙烯即高抗冲击聚苯乙烯（HIPS）,即俗称之“不碎胶”,其主要性质如下:1. 在GPPS中加入适量(520%)丁二烯橡胶改性,从而改善了硬胶的抗冲击性能.2. 颜色:不透明之乳白或略显黄色.3. HIPS与GPPS根据需要可混合啤塑,GPPS成份越多制品表面亮泽越好,流动性能越好. 例如:组份比HIPS:GPPS=7:3或8:2,可保持足够强度及良好外观质量.4. 其它主要性质同GPPS. 其它聚苯乙烯改良性物主要
3、有:1. MBS聚甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物, 即透明ABS.主要性质：透明、韧性好、耐酸碱、流动性好、易于成型及着色、尺寸稳定。2. SBS苯乙烯与二烯聚合物即K料 (常见有KRO1, KRO3).主要性质：透明、较好弹性、方便成型。3. AS丙烯睛与苯乙烯聚合物, 即SAN料.主要性质：提高抗冲击力、耐腐蚀性较好、苯乙烯系中流动性最差.与其它同系塑料相容性不好. 聚苯乙烯的成型工艺了解1. GPPS成型温度范围大 (成型温度距降解温度较远), 加热流动及固化速度快, 故成型周期短.在能够流动充满型腔前提下, 料筒温度宜稍低.温度参数: 前料筒温度200, 喷嘴后料筒160左右.2.
4、 GPPS流动性好, 成型中不需要很高的啤塑压力 (70130Mpa), 压力太高.反而使半制件残留内应力增加-尤其在喷油后胶件易开裂. (注: 改良性聚苯乙烯类的流动性均稍差于GPPS). 3. 注射速度宜高些, 以减弱熔接痕 (夹水纹), 但因注射速度受注射压力影响大, 过高的速度可能会产生飞边 (披锋) 或出模时碎裂等.4. 适当背压：当啤机背压太低, 螺杆转动易卷入空气, 料微筒内料粒密度小, 塑化效果不好.5. 模温：3050.6. 聚苯乙烯因吸湿性小,一般成型前不需干燥,而改良性聚苯乙烯需干燥处理：温度6080;干燥时间2HRS.二. 丙烯晴丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)主要性质如
5、下:1. 三种组份的作用丙烯晴(A)-使制品表面较高硬度,提高耐磨性、耐热性。丁二烯(B)-加强柔顺性,保持材料韧性弹性及耐冲击强度.苯乙烯(S)-保持良好成型性(流动性、着色性)及保持材料刚性。(注：根据组份不同派生出多种规格牌号）。2. ABS具有良好电镀性能, 也是所有塑料中电镀性能最好的.3. 因组份中丁二烯的作用, ABS较GPPS抗冲击强度亦显著提高.4. ABS原料浅黄色不透明, 制品表面光泽度好.5. ABS收缩率小0.5%, 尺寸稳定性良好.6. 不耐有机溶剂, 如溶于酮、醛、酯及氯代烃而形成乳浊液 (ABS胶桨).7. 材料共混性能 (ABS+PVC)提高韧性、耐燃性、抗老
6、化能力。（ABS+PC）提高抗冲击强度、耐热性。 ABS的成型工艺了解1. 成型加工之前需充分干燥,使含水率0.1%.干燥条件:温度85;时间3HRS以上.2. ABS流动性较好,易产生啤塑披锋,注射压力在70100Mpa左右,不可太大.3. 料筒温度不宜超过250.温度参数：前料筒温180210.中料筒温170190.,后料筒温160180.过高温会引致橡胶成份分解反而使流动性降低.4. 模具温度4080.,外观要求较高的制品,模温取较高.5. 注射速度取中、低速为主;注射压力根据制件形状、壁厚,胶料品级选取,一般为80130Mpa.6. ABS内应力检验以制品浸入煤油中2分钟不出现裂纹为准
7、.三. 聚甲醛(POM) 聚甲醛俗称“赛钢”,属结晶性材料,主要性质如下：1. 聚甲醛为乳白色塑料, 有光泽.2. 具有良好综合力学性能, 硬度、刚性较高, 耐冲击性好且具有优良的耐磨性及自润滑性.3. 耐有机溶剂性能好, 性能稳定.4. 成型后尺寸比较稳定, 受温度环境影响较小. 聚甲醛的成型工艺了解1. 聚甲醛吸湿性小(吸水率0.5%,成型前一般不予干燥或短时干燥.2. 成型温度范围窄,热稳定性差, 250以上分解出甲醛单体(溶料颜色变暗).故单凭提高温度改善流动性有害且无效果.正常啤塑宜采用较低的料筒温度及较短的滞留时间而提高注射压力能改善熔料的流动性及制品表面质量(熔体流动性对剪切速率
8、较敏感).温度参数: 前料筒190210,中料筒180205,后料筒150175 压力参数: 注射压力100Mpa左右,背压0.5Mpa。3. 模具温度控制在80100为宜(一般运热油机).4. POM冷却收缩率很大(22.5%),易出现啤塑“缩水”,故必须用延长保压时间来补缩.四. 聚乙烯(PE) 聚乙烯(PE)俗称“花料”属结晶性塑料,其主要性质如下:1. 聚乙烯分高密度 (HDPE) 和低密度 (DDPE) 两种, 随着密度的增高, 透明度减弱.2. 聚乙烯为半透明粒子, 胶件外观呈乳白色.3. 聚乙烯其柔软性、抗冲击性、延伸性和耐磨性、低温韧性好。4. 常温下不溶于任何溶剂, 化学性能
9、稳定; 另一方面, PE难以粘结.5. 机械强度不高,热变形温度低,表面易划伤.6. 聚乙烯亦常用于吹塑制品. 聚乙烯的成型工艺了解1. 流动性好,成型温度范围宽,易于成型.2. 注射压力及保压压力不宜太高,避免啤件内残留大的应力而致变形及开裂.注射压力6070Mpa.3. 吸水性低,加工前可不必干燥处理.4. 提高料筒温度,外观质量好,但成型收缩率大(收缩率2.02.5%),料筒温度太低制品易变形(用点浇口成型更严重,采用多点浇口可改善翘曲).温度参数：前料筒温度200220,中料筒温度180190,后料筒温度160170.5. 前后模温度应保持一致(模温一般为2040为宜),冷却水通道不宜
10、距型腔表面太近,以免局部温差太大,使制品残留内应.提高模温,制品光泽好,但成型周期长.降低模温,制品柔软性好,透明度高,冲击强度高.模温太低,急冷引起制品变形或分子定向造成分层.总之,通过调整模温可调节制品的硬度及柔韧性. 6. 因质软,必要时可不用行位(滑块)而采用强行脱模方式. 五. 聚丙烯(PP) 聚丙烯(PP)俗称“百折胶”,属结晶性塑料.其主要性质如下:1. 呈半透明色,质轻(密度0.91),可浮于水中.2. 良好流动性及成型性,表面光泽,着色、外伤留痕优于PE。3. 高的分子量使得抗拉强度高及屈服强度（耐疲劳度）高。4. 化学稳定性高，不溶于有机溶剂，喷油、烫印及粘结困难。5. 耐
11、磨性优异，以及常温下耐冲击性好.6. 成型收缩率大（1.6%）,尺寸较不稳定,胶件易变形及缩水. 聚丙烯(PP)的成型工艺了解1. 聚丙烯的流动性好,较低的注塑压力就能充满型腔,压力太高,易发生飞边,但太低缩水会严重.注射压力一般为8090Mpa,保压压力取注塑压力的80%左右,宜取较长保压时间补缩.2. 适于快速注射,为改善排气不良,排气槽宜稍深取0.3mm.聚丙烯高结晶度,料筒温度较高:料筒温度参数: 前料筒200240,中料筒170220,后料筒160190.因其成型温度范围大,易成型实际上为减少披锋及缩水而采用较低温度. 3. 因材料收缩大,为准确控制胶件尺寸,应适当延长冷却时间.4.
12、 模温宜取低温(2040),模温太高使结晶度大,分子间作用强,制品刚性好,光泽度好,但柔软性、透明性差，缩水也明显.5. 背压以0.5Mpa为宜,干粉着色工艺应适当提高背压,以提高混炼效果.六. 聚氯乙烯(PVC) 聚氯乙烯(PVC)属非结晶塑料,原料透明.主要性质如下:1. 通过添加增塑剂使材料软硬度范围大.2. 难燃自熄, 热稳定性差.3. PVC溶于环已酮、四氢呋喃、二氯乙烷, 喷油用软胶开油水 (含环已酮).4. PVC溶胶塑料玩具上主要用于搪胶. 聚氯乙烯(PVC)的成型工艺了解1. 软PVC收缩率较大(1.02.5%),PVC极性分子易吸水份,成型前需经干燥,干燥温度:8595,时
13、间2HBS.2. 成型时料筒内长期多次受热,分解出氯乙烯单体及HCL(即降解),对模腔有腐蚀作用.所以应经常清洗模腔及机头内部死角.另外,模腔表面常镀硬铬或氮化处理以抗腐蚀.3. 软PVC中加入ABS,可提高韧性、硬度及机械强度。4. 因PVC成型加工温度接近分解温度,故应严格控制料筒温度,尽可能用偏低的成型温度,同时还应尽可能缩短成型周期,以减小溶料在料筒内的停留时间.料筒温度参数:前料筒160170,中料筒160165,后料筒140150.5. 针对易分解、流动性差，模具流道和浇口尽可能粗、短、厚，以减小压力损失及尽快充满型腔.注射压力90Mpa,宜采用高压低温注射,背压0.51.5Mpa
14、.PVC制品壁厚不宜太薄,应在1.5mm以上,否则料流充腔困难.6. 注射速度不宜太快,以免熔料经过浇口时剧烈磨擦使温度上升,容易产生缩水.7. 模具温度尽可能低(3045左右),以缩短成型周期及防止胶件出模时变形(必要时胶件需经定型模定型).8. 为阻止冷料堵塞浇口或流入模腔,应设计较大冷料穴积存冷料.七. 聚碳酸酯(PC) 聚碳酸酯(PC)俗称“防弹玻璃胶”,属非结晶性塑料.(实际为半结晶).其主要性质如下:1. 外观透明、刚硬带韧性.燃烧慢、离火后慢熄.2. PC料耐冲击性是塑料中最好的.3. 成型收缩率小(0.50.7%),成品精度高,尺寸稳定性高.4. 化学稳定性较好,但不耐碱、酮、
15、芳香烃等有机溶剂.5. 耐疲劳强度差,对缺口敏感,耐应力开裂性差. 聚碳酸酯(PC)的成型工艺了解1. PC在高温下即使对微量水分亦很敏感,故成型前应予充分干燥,使含水率降到0.0150.02%以下. 干燥条件:温度110120，时间812HRS.2. 流动性差,需用高压注塑,但注塑压力过高会使制品残留大内应力而易开裂.3. PC料粘度对温度很敏感,提高温度时,粘度有明显下降.啤塑温度参数：前料筒240260,中料筒260280,后料筒220230.料筒温度勿超过310,PC料成型提高后料筒温度对塑化有利,而一般塑料加工,料筒温度控制都是前高后低的原则.4. 模具设计要求较高:模具的设计尽可能使流道粗而短,弯曲部位少;用圆形截面分流道;仔细研磨抛光流道等,总之是减小
