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1、PPS成型指南广州百富塑料有限公司研发部：张小林2010-05-10PPS材料简单介绍PPS（聚苯硫/PolyphenyleneSulfide）特点如下：聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物。未经拉伸的纤维具有较大的无定形区(结晶度约为5)，在125时发生结晶放热，玻璃化温度为93；熔点281。拉伸纤维在拉伸过程中产生了部分结晶，(增加至30)，如在130230温度下对拉伸纤维进行热处理，可使结晶度增加到6080。因此，拉伸后的纤维没有明显的玻璃化转变或结晶放热现象，其熔点为284。随着拉伸热定形后结晶度的提高，纤维的密度也相应增大，由拉伸前的1.33gcm3到拉伸后的1.34gcm3，经热处理后则可
2、达1.38gcm3。PPS具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点;具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一，热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯，流动性仅次于尼龙。此外，它还具有成型收缩率小（约0.08%），吸水率低（约0.02%），防火性好、耐震动疲乏性好等优点。PPS是一种综合性能优异的特种工程塑料。PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点，被广泛用作结构性高分子材料，通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。同时，还可制成各种功
3、能性的薄膜、涂层和复合材料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。PPS成型安全注意事项1安全安全 1.1安全注意事项安全注意事项只要遵守成型行业的一般安全注意事项，PPS的成型就不会有什么危险。但是，PPS与其它塑料相比也不例外，加热到非常高的温度时就会分解而产生分解物。如果换气不充分，有时这些分解物就会蓄积，损害卫生安全。因此，建议您进行切实的换气。为了防止热分解产生气体或在料筒内产生压力，请勿将树脂温度提高到360以上。需要长时间停机时，务请全部排放出料筒内树脂后，将温度设定在280以下。在提供粒料、驱动螺杆之前，务请对料筒给予充分的加热时间，使之至少达到300。务请作业者佩
4、带防护眼镜（特别是置换时）。另外，装卸热模具等部件时，务请佩带防护手套。成型中止期间，务请后退注射组件，以免喷嘴因与模具接触而固化。1.2 自然色品种的使用自然色品种的使用 使用自然色品种的树脂时，请注意以下事项。由于自然色品种的颜色比传统的玻璃纤维增强品种白，变色时色差明显。特别是长时间暴露在直射日光、荧光灯、水银灯或高温环境下，粒料及成型品均会比通常环境（未暴露在上述环境）下的色差大。所以，保存时，请注意避开直射日光、荧光灯、水银灯或高温环境的场所。为了控制成型变色，务请将预备干燥温度设为一定，考虑成型机内滞留方面的容量平衡，最大限度地避免中途改变成型机的容量和成型品的腔数。务请选择低剪切
5、型或标准型螺杆（高剪切型螺杆发热大，有时造成变色。）如果使用Ni处理的螺杆、料筒及喷嘴等部件，有时会带来树脂的灰色类变色，建议使用Cr系处理的部件。另外，亮度高的着色品有时也会发生同样的变色。PPS成型安全注意事项1.3 成型机的停机、开机与材料切换成型机的停机、开机与材料切换成型机的停机成型机的停机保持PPS成型时的料筒温度置换出之后，建议在PPS的成型温度下以热稳定性好的树脂（例如，高密度聚乙烯系置换材料）进行置换。继续进行PPS成型时，也可只进行PPS置换。成型机的开机成型机的开机如果料筒内的树脂在PPS成型温度范围是稳定的，则可直接升高到PPS成型温度，用PPS进行置换。当树脂的成型温
6、度范围与PPS不同时，建议您先将料筒温度改为料筒内树脂的成型温度，然后用可在PPS的成型温度和料筒内树脂的成型温度下使用、且热稳定性好的树脂（例如，高密度聚乙烯等树脂）进行置换，最后设定到PPS的成型温度进行置换。料筒内树脂为PPS时，一般而言，可直接升高到PPS的成型温度进行置换。1.3.3 树脂的切换树脂的切换以成型机的停机与开机方法为参考，当树脂可直接置换PPS时，务请保持在料筒温度下，直接进行置换。当树脂不可直接置换PPS时，建议您用可在PPS的成型温度和切换树脂的成型温度下使用、且热稳定性好的树脂（例如，高密度聚乙烯等）进行置换，然后将温度设定到成型温度。1.3.4 其它其它如果自然
7、色品种的PPS长时间滞留在料筒内，有时会变色，此时需要进行充分的置换。PPS成型工艺2成型条件的选定成型条件的选定2.1标准成型条件标准成型条件PPS的成型条件范围如图2-1所示。要减少毛刺，就要偏高设定料筒温度，降低注射力，这样才能取得好效果。如果外观良好，那么，将注射速度控制在低速，可减少其对毛刺的影响。 表表2-1 BF1140的标准注射成型条件的标准注射成型条件项目条件预备干燥1403小时料筒温度No.1290300No.2300No.3310No.4310喷嘴温度310320模具温度150注射压力3969MPa（400700kgf/cm2）2.2预备干燥、注射成型机预备干燥、注射成型
8、机虽然PPS是吸湿小的树脂，但是为了改善成型品的外观，也为了防止流涎，建议您140、3小时或120、5小时的条件进行预备干燥。另外，有些品种为了防止干燥时的桥接，建议您在105、3小时的条件进行预备干燥特别是对于自然色制品，为了取得更稳定的色相，请使用同一个成型条件。对于碳素纤维增强品种，预备干燥特别重要。PPS成型工艺为了避免滞留变色，要选择一次注射量与容量相平衡的注射成型机。一般可用开式喷嘴，但为了防止流涎，最好选用闭式喷嘴。建议采用耐摩损、耐腐蚀材质的滚筒和螺杆。通常的标准滚筒和螺杆可能会产生明显的腐蚀和摩损，使用时，请向成型机厂家充分咨询2.3各种成型条件各种成型条件料筒温度料筒温度如
9、果料斗下料筒的温度设置过低，料筒及螺杆的摩损就会趋向增大。如果流动性没有问题，则偏低的温度可减少滞留变色。特别是黑色之外的其它颜色成型品，建议您设定为300320。模具温度模具温度模具温度对特性的影响很大。从成型品的外观、高温使用时的尺寸稳定性、耐热性及耐蠕动性方面考虑，要避免将模具温度设定在120以下，最好设定在130以上。PPS成型工艺注射压力注射压力一般的注射压力最好设定为2998MPa（3001000kgf/cm2），希望减少毛刺时，建议您采取低压成型。注射速度注射速度要得到良好的外观，就要采取高速注射，但成型品容易产生翘曲及烧焦。所以一般而言，如果外观良好，则过高的注射速度没有意义。
10、背压背压为了计量稳定化，建议背压设定为01.0Mpa（010kgf/cm2）。背压不稳定时，采取偏高的背压，一般为2.02.9Mpa（2030kgf/cm2螺杆转数螺杆转数一般以40100rpm-1（rpm）为宜。200min-1（rpm）以上的转数会导致玻璃纤维的断裂或树脂的发热，不宜采用。料筒内滞留料筒内滞留PPS即使长时间滞留在料筒内，其粘度也不会大幅度增加。因此，可有效利用热流道。2.4再生材料的使用再生材料的使用可以使用再生材料。但如果使用100的再生材料，就会因玻璃纤维的切断而造成机械特性及耐热性的降低，色相也会产生变化。使用时，建议采取一定的再生材料比例，不要超过25。 表表2-
11、2 混合混合BF1140再生材料时的物性保持率再生材料时的物性保持率项目物性保持率（%）再生材料混合率（%）0305070100拉伸强度10099989796拉伸伸长100103102102104弯曲强度10099979897弯曲弹性率10010210099100悬臂梁冲击强度缺口侧100103979990反缺口侧100991009597色相变化（E）*-2.23.03.55.0色相变化不用保持率，而用E表示 表表2-3 BF1140 3次使次使10再生再生 材料时的物性保持率材料时的物性保持率项目保持率（%）粉碎再生粒料拉伸强度8278拉伸伸长10097拉伸弹性率90-弯曲强度8785弯曲弹
12、性率9489悬臂梁冲击强度缺口侧7251反缺口侧8475负荷松弛温度*9797色相变化（E）*13.8-熔融指数-220收缩率（流动方向）-135*1.82MPa(18.6kgf/cm2)弯曲应力*色相变化不用保持率，而用E表示。3成型加工特性成型加工特性3.1流动性流动性 表表3-1 PPS的流动性比较的流动性比较BF1130BF2140BF1140BF1150BFM650BF16501.71.61.71.40.71.2成型品厚度:2.0mm将BF1140A1作为1.0时的流动长注射压力:74MPa(750kg/cm2)模具温度:150(但是6565A6为100）3成型加工特性成型加工特性3
13、.2收缩特性收缩特性成型收缩率成型收缩率PPS的成型收缩率非常准确（见图），可以说它是极为适合精密成型的材料（见图）（1）侧浇口时）侧浇口时试片：8080mm平板浇口尺寸：边长厚42筒温度：310模具温度：150表表 BFPPS的成型收缩率一览的成型收缩率一览品种注射压力成型收缩率(%)MPa (kgf/cm2)流动方向垂直流动方向BF113049 (500)0.40.9BF114069 (700)0.30.8BF115059 (600)0.30.66165A4(BFM650）69 (700)0.20.3BF165059 (600)0.20.3BFP214039 (400)0.40.8成型品：
14、直径102圆板浇口：侧浇口(浇口尺寸边长厚53)料筒温度：310模具温度：150表中记入的是代表值。使用模具时，因壁厚、侧浇口尺寸、成型条件因素而变化，需要注意。（2）点浇口时）点浇口时图3-4、3-5表示了点浇口时BF1140、BF650的成型收缩率。用点浇口成型平板时，其成型收缩率为流动方向与垂直流动方向的平均值。试片：5050mm浇口位置：中央1点料筒温度：310模具温度：1503成型加工特性成型加工特性3.2收缩特性收缩特性后收缩率后收缩率将150模具温度下成型的试片以各退火温度进行处理，由此得到的PPS后收缩率如图3-6、3-7所示。PPS的后收缩率极小，可以说它是适合精密成型的材料
15、。3成型加工特性成型加工特性3.2收缩特性收缩特性尺寸精度尺寸精度BF650的尺寸精度如表3-3所示。BF650的成型尺寸偏差小，若用波动系数来表示，则日波动系数为0.027、全年的季节间日波动系数为0.030，可取得尺寸精度好的成型品。表3-3BF650的尺寸精度试片：50503，1点浇口年月日(mm) (mm)3 / x 100连续3日内年数据3 / x 10088. 08. 1049.7660.0040.0240.024全年波动量1149.7660.0030.0171249.7690.0040.02549.7660.01588. 11. 1749.7690.0040.0260.02818
16、49.7660.0040.0253 / x 1001949.7650.0040.0250.030(%)89. 02. 2749.7650.0060.0360.0362849.7620.0070.0432949.7630.0040.02689. 05. 2949.7660.0050.0290.0273049.7670.0040.0223149.7680.0050.029日内波动0.027平均4模具设计模具设计4.1模具材质与模具温度调节模具材质与模具温度调节模具材质模具材质由于BFPPS含有许多玻璃纤维等充填材料，需要考虑模具的摩损问题。另外，成型时产生极微量的腐蚀性气体时，还需要考虑耐摩损性和
17、耐腐蚀性兼备的模具材料。作为Fortron的模具材料，建议使用SKD-11、SUS-420-J2、SUS-440-C。为了延长模具寿命，有效的方法是对模具进行表面处理。建议采用PVD法进行瓷层处理，例如，氮化铬（CrN）层处理。模具温度调节模具温度调节模具需要加热到130以上，通常使用内装式加热器。如果进行加压热水温调或热油温调，模具温度的分布就会更均匀。请在固定及移动侧的安装板上也设置加热器，并使用隔热板以防止向注射成型机放热。直浇口、流道直浇口、流道直浇口需要23度的坡度，标准流道为圆形或梯形。请务必在直浇口及流道的前端设置冷料阱。请充分研磨直浇口。否则会有脱模不良的危险。PPS模具设计常
18、识浇口浇口用侧浇口设计才会增大自由度。设计为点浇口时，直径最小为0.6mm，通常多为0.81.2mm，最好为1mm以上。浇口位置是重要的，需注意熔合部分及纤维形充填物引起的异向性。成型品的壁厚成型品的壁厚原则上是0.8mm以上壁厚均匀的设计。壁厚为0.2mm时，BF1140的流动距离限度为7mm。拔模斜度拔模斜度标准的拔模斜度为12度。要求尺寸精度时，拔模精度为1/41/2度。排气口排气口请设置深0.0050.008mm、宽5mm、长23mm程度的排气口。在比排气口端面深0.51mm处切削模具，开放大气。如果从直浇口及流道处也设置排气口，则效果更好。肋条肋条与其增加肋条高度及厚度，不如增加其数量效果更好。肋条的基座面积为成型品厚度的1/2，拔模斜度为23度以上。PPS模具设计常识谢谢，请多多指导
