注塑常⽤原料PS、ABS、PP、PA、POM的性能及加⼯⼯艺应⽤
⼀、P S(聚苯⼄烯)双层布
1 .PS的性能:
PS为⽆定形聚合物,流动性好,吸⽔率低(⼩于00.2%),是⼀种易于成型加⼯的透明塑料。其制品透光率达88-92%,着⾊⼒强,硬度⾼。但PS制品脆性⼤,易产⽣内应⼒开裂,耐热性较差(60-80℃),⽆毒,⽐重1.04g\cm3左右(稍⼤于⽔)。成型收缩率(其值⼀般为0.004—0.007in/in),透明PS--这个名称仅表⽰树脂的透明度,⽽不是结晶度。(化学和物理特性: ⼤多数商业⽤的PS都是透明的、⾮晶体材料。PS具有⾮常好的⼏何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微⼩的吸湿倾向。它能够抵抗⽔、稀释的⽆机酸,但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀,并且能够在⼀些有机溶剂中膨胀变形。) 2 .PS的⼯艺特点:
PS熔点为166℃,加⼯温度⼀般在185-215℃为宜,熔化温度180~280℃,对于阻燃型材料其上限为250℃,分解温度约为290℃,故其加⼯温度范围较宽。模具温度40~50℃,注射压⼒:200~600bar,注射速度建议使⽤快速的注射速度,流道和浇⼝可以使⽤所有常规类型的浇⼝。PS料在加⼯前,除⾮储存 不当,通常不需要⼲燥处理。如果需要⼲燥,建议⼲燥条件为80C、2~3⼩时。因PS⽐热低,其制作⼀些模具散热即能很快冷凝固化,其冷却速度⽐⼀般原料要快,开模时间可早⼀些。其塑化时间和冷却时间都较短,成型周期时间会减少⼀些;PS制品的光泽随模温增加⽽越好。
3.典型应⽤范围:
包装制品(容器、罩盖、瓶类)、⼀次性医药⽤品、玩具、杯、⼑具、磁带轴、防风窗以及许多发泡制品——鸡蛋箱。⾁类和家禽包装盘、瓶⼦标签以及发泡PS缓冲材料,产品包装,家庭⽤品(餐具、托盘等),电⽓(透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等)。
⼆、HIPS(改性聚苯⼄烯)
1. HIPS的性能:
HIPS为PS的改性材料,分⼦中含有5-15%橡胶成份,其韧性⽐PS提⾼了四倍左右,冲击强度⼤⼤提⾼(⾼抗冲击聚苯⼄烯),已有阻燃级、抗应⼒开裂级、⾼光泽度级、极⾼冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等。标准HIPS的其它重要性能:弯曲强度13.8~55.1MPa;拉伸强度13.8—41.4MPa;断裂伸长率为15—75%;密度1.035—1.04 g/ml;它具有PS具有成型加⼯、着⾊⼒强的优点。HIPS制品为不透明性。HIPS吸⽔性低,加⼯时可不需预先⼲燥。
2 .HIPS的⼯艺特点:
双向推车因HIPS分⼦中含有5-15%的橡胶,在⼀定程度上影响了其流动性,注射压⼒和成型温度都
宜⾼⼀些。其冷却速度⽐PS慢,故需⾜够的保压压⼒、保压时间和冷却进间。成型周期会⽐PS稍长⼀点,其加⼯温度⼀般在190-240℃为宜。HIPS树脂吸收⽔分较慢,因此⼀般情况下不需⼲燥。有时材料表⾯的⽔分过多会被吸收,从⽽影响最终产品的外观质量。在160°F下⼲燥2-3h就可去掉多余的⽔分。HIPS制件中存在⼀个特殊的“⽩边”的问题,通过提⾼模温和锁模⼒、减少保压压⼒及时间等办法来改善,产品中夹⽔纹会⽐较明显。
3.典型应⽤范围:
主要应⽤领域有包装和⼀次性⽤品、仪器仪表、家⽤电器、玩具和娱乐⽤品以及建筑⾏业。阻燃级(UL V-0和 UL 5-V),抗冲击聚苯⼄烯已有⽣产并⼴泛⽤于电视机壳、商⽤机器和电器制品。
三、SA(SAN--苯⼄烯-丙烯睛共聚体/⼤⼒胶)
1 .SA的性能:
化学和物理特性: SA是⼀种坚硬、透明的材料,不易产⽣内应⼒开裂。透明度很⾼,其软化温度和抗
冲击强度⽐PS⾼。苯⼄烯成份使SA坚硬、透明并易于加⼯;丙烯腈成份使SA具有化学稳定性和热稳定性。SA具有很强的承受载荷的能
苯⼄烯成份使SA坚硬、透明并易于加⼯;丙烯腈成份使SA具有化学稳定性和热稳定性。SA具有很强的承受载荷的能⼒、抗化学反应能⼒、抗热变形特性和⼏何稳定性。SA中加⼊玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能⼒,减⼩热膨胀系数。SA的维卡软化温度约为110℃。载荷下挠曲变形温度约为100C,SA的收缩率约为0.3~0.7%。
2 .SA的⼯艺特点:
SA的加⼯温度⼀般在200-250℃为宜。该料易吸湿,加⼯前需⼲燥⼀⼩时以上,其流动性⽐PS稍差⼀点,故注射压⼒亦略⾼⼀些(注射压⼒:350~1300bar), 注射速度:建议使⽤⾼速注射。模温控制在45-75℃较好。⼲燥处理:如果储存不适当,SA有⼀些吸湿特性。建议的⼲燥条件为80℃、2~4⼩时。熔化温度:200~270℃。如果加⼯厚壁制品,可以使⽤低于下限的熔化温度。对于增强型材料,模具温度不要超过60℃。冷却系统必须很好地进⾏设计,因为模具温度将直接影响制品的外观、收缩率和弯曲。流道和浇⼝: 所有常规的浇⼝都可以使⽤。浇⼝尺⼨必须很恰当,以避免产⽣条纹、煳斑和空隙。
3.典型应⽤范围:
电⽓(插座、壳体等),⽇⽤商品(厨房器械,冰箱装置,电视机底座,卡带盒等),汽车⼯业(车头灯盒、反光境、仪表盘等),家庭⽤品(餐具、⾷品⼑具等),化装品包装安全玻璃、滤⽔器外壳和⽔龙头旋扭。医⽤制品(注射器、⾎液抽吸管、肾渗折装置及反应器)。包装材料(化妆盒、⼝红套管、睫⽑膏盖瓶⼦、罩盖、帽盖喷雾器和喷嘴等),特殊产品(⼀次性打⽕机外壳、刷⼦基材和硬⽑、渔具、假⽛、⽛刷柄、笔杆、乐器管⼝以及定向单丝)等。
四、ABS(超不碎胶)
1 .ABS的性能:
ABS是由丙烯腈、丁⼆烯和苯⼄烯三种化学单体合成。(每种单体都具有不同特性:丙烯腈有⾼强度、热稳定性及化学稳定性;丁⼆烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯⼄烯具有易加⼯、⾼光洁度及⾼强度。三种单体的聚合产⽣了具有两相的三元共聚物,⼀个是苯⼄烯-丙烯腈的连续相,另⼀个是聚丁⼆烯橡胶分散相。)从形态上看,ABS是⾮结晶性材料,具有较⾼的机械强度和良好“坚、韧、钢”的综合性能。它是⽆定型聚合物,ABS是⼀种通⽤型⼯程塑料,其品种多样,⽤途⼴泛,也称“通⽤塑料”,(MBS称为透明ABS),ABS易吸湿,⽐重为1.05g/cm3(⽐⽔略重),收缩率低(0.60% ),尺⼨稳定,易于成型加⼯。ABS的特性主要取决于三种单体的⽐率以及两相中的分⼦结构。这就可以在产品设计上具有很⼤的灵活性,并且由此产⽣了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料
提供了不同的特性,例如从中等到⾼等的抗冲击性,从低到⾼的光洁度和⾼温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加⼯性,外观特性,低蠕变性和优异的尺⼨稳定性以及很⾼的抗冲击强度。
ABS为浅黄⾊粒状或珠状不透明树脂,⽆毒、⽆味、吸⽔率低,具有良好的综合物理机械性能,如优良的电性能、耐磨性,尺⼨稳定性、耐化学性和表⾯光泽等,且易于加⼯成型。缺点是耐候性,耐热性差,且易燃。
2 .ABS的⼯艺特点
2.1 ABS的吸湿性和湿敏性都较⼤,在成型加⼯前必须进⾏充分⼲燥和预热(为80~90C下最少⼲燥2⼩时),将⽔分含量控制在0.03%以下。
2.2 ABS树脂的熔融粘度对温度的敏感性较低(与其它⽆定型树脂不同)。ABS的注射温度虽然⽐PS稍⾼,但不能像PS那样有宽松的升温范围,不能⽤盲⽬升温的办法来除低其粘度,可⽤增加螺杆转速或注射压⼒的办法来提⾼其流动性。⼀般加⼯温度在190-235℃为宜。
2.3 ABS的熔融粘度属中等,⽐PS、HIPS、AS均较⾼,需采⽤较⾼的注射压⼒(500~1000bar)啤货。
2.4 ABS料采⽤中⾼速度等注射速度啤货效果较好。(除⾮形状复杂、薄壁制件需⽤较⾼的注射速度),产品⽔⼝位易产⽣⽓纹。
2.5 ABS成型温度较⾼,其模温⼀般调节在25-70℃。⽣产较⼤产品时,定模(前模)温度⼀般⽐动模(后模)略⾼5℃左右为宜。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)
2.6 ABS不宜在⾼温炮筒内停留时间过长(应⼩于30分钟),否则易分解发黄。
3.典型应⽤范围:
汽车(仪表板,⼯具舱门,车轮盖,反光镜盒等),电冰箱,⼤强度⼯具(头发烘⼲机,搅拌器,⾷品加⼯机,割草机等),电话机壳体,打字机键盘,娱乐⽤车辆如⾼尔夫球⼿推车以及喷⽓式雪撬车等。
五、BS(K料)
1 . BS的性能
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BS为丁⼆烯-苯⼄烯共聚物,它具有⼀定的韧性和弹性,硬度低(较软),透明性好。BS料⽐重为1.01f\cm3(和⽔相似)。该料易着⾊、流动性好、易成型加⼯。
2 . BS的⼯艺特点
BS的加⼯温度范围⼀般在190-225℃为宜,模温在30-50℃较好。该料加⼯前应⼲燥,因其流动性较好,注射压⼒和注射速度可低些。
六、PMMA(亚加⼒)
1 .PMMA的性能
马胶配方的大全PMMA为⽆定型聚合物,俗称有机玻璃。透明度极好,耐热性较好(热变形温度为98℃),具有较好的抗冲击特性,其产品机械强度中等、表⾯硬度低,易被硬物划伤⽽留下痕迹,与PS相⽐,不易脆裂,⽐重为1.18g/cm3。PMMA具有优良的光学特性及耐⽓侯变化特性。⽩光的穿透性⾼达92%。PMMA制品具有很低的双折射,特别适合制作影碟等。PMMA具有室温蠕变特性。随着负荷加⼤、时间增长,可导致应⼒开裂现象。
2. PMMA的⼯艺特点
PMMA的加⼯要求较严格,它对⽔份和温度很敏感,加⼯前要充分⼲燥(建议⼲燥条件为90℃、2~4⼩时),其熔体粘度较⼤,需在较⾼(225-245℃)和压⼒下成型,模温在65-80℃较好。PMMA稳定性不太好,受⾼温或在较⾼温度下停留时间过长都会造成降解。螺杆转速不宜过⼤(60%左右即可),较厚的PMMA制件内易出现“空洞”,需采取⼤浇
⼝,“低料温、⾼模温、慢速”注射的办法来加⼯。
3.典型应⽤范围:
汽车⼯业(信号灯设备、仪表盘等),医药⾏业(储⾎容器等),⼯业应⽤(影碟、灯光散射器),⽇⽤消费品(饮料杯、⽂具等)。
七、PE(聚⼄烯)
1.PE的性能
PE是塑料中产量最⼤的⼀种塑料,特点是质软、⽆毒、价廉、加⼯⽅便,耐化学性好,不易腐蚀,印刷困难。PE是⼀种典型的结晶型⾼聚物。它的种类多,常⽤的有LDPE(低密度聚⼄烯)和HDPE(⾼密度聚⼄烯),为半透明性塑料,强度低,⽐重为0.94g/cm3(⽐⽔⼩);很低密度LLDPE树脂(密度低于0.910g/cc,LLDPE和LDPE的密度都在0.91—0.925之间)。LDPE较软,(俗称软胶)HDPE俗称硬性软胶,它⽐LDPE硬,是半结晶材料,成型后收缩率较⾼,在1.5%到4%之间透光性差,结晶度⼤,很容易发⽣环境应⼒开裂现象。可以通过使⽤很低流动特性的材料以减⼩内部应⼒,从⽽减轻开裂现象,当温度⾼于60℃时很容易在烃类溶剂中溶解,但其抗溶解性⽐LDPE还要好⼀些。HDPE的⾼结晶度导致了它的⾼密度,抗张⼒强度,⾼温扭曲温度,粘性以及化学稳定性。⽐LD
外室1H
PE有更强的抗渗透性。PE-HD的抗冲击强度较低。特性主要由密度和分⼦量分布所控制。适⽤于注塑模的HDPE分⼦量分布很窄。对于密度为0.91~ 0.925g/cm3,我们称之为第⼀类型PE-HD;对于密度为0.926~ 0.94g/cm3,称之为第⼆类型HDPE;对于密度为0.94~ 0.965g/cm3,称之为第三类型HDPE。该材料的流动特性很好,MFR为0.1到28之间。分⼦量越⾼,LDPE的流动特性越差,但是有更好的抗冲击强度。HDPE很容易发⽣环境应⼒开裂现象。可以通过使⽤很低流动特性的材料以减⼩内部应⼒,从⽽减轻开裂现象。HDPE当温度⾼于60C时很容易在烃类溶剂中溶解,但其抗溶解性⽐LDPE还要好⼀些。
LDPE是半结晶材料,成型后收缩率较⾼,在1.5%到4%之间。
LDPE是半结晶材料,成型后收缩率较⾼,在1.5%到4%之间。
LLDPE(线性低密度聚⼄烯)更⾼的抗伸、抗穿透、抗冲击和抗撕裂的性能使LLDPE适于作薄膜。它的优异的抗环境应⼒开裂性,抗低温冲击性和抗翘曲性使 LLDPE对管材、板材挤塑和所有模塑应⽤都有吸引⼒。 LLDPE最新的应⽤是作为地膜⽤于废渣填埋和废液池的衬层。
2.PE的⼯艺特点
PE制件最显著的特点是成型收缩率⼤,易产⽣缩⽔和变形。PE料吸⽔性⼩,可不⽤⼲燥。PE的加⼯
温度范围很宽,不易分解(分解温度为320℃),若压⼒⼤,制件密度⾼,收缩率较⼩。PE流动性中等,要严格控制加⼯条件,并保持模温的恒定(40-60℃)。PE的结晶程度与成型⼯艺条件有关,它有较⾼的冷固温度,模温低,结晶度就低。在结晶过程,因收缩的各向异性,造成内部应⼒集中,PE制件易出现变形和开裂。产品放在80℃热⽔中⽔浴,可使压⼒得到⼀定的松驰。成型过程中,料温和模温偏⾼⼀些为宜,注射压⼒在保证制件质量的前提下应量偏低,模具的冷却特别要求迅速均匀,产品脱模时较烫。
HDPE⼲燥:如果存储恰当则⽆须⼲燥。熔化温度220~260C。对于分⼦较⼤的材料,建议熔化温度范围在200~250C 之间。
模具温度:50~95C。6mm以下壁厚的塑件应使⽤较⾼的模具温度,6mm以上壁厚的塑件使⽤较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减⼩收缩率的差异。对于最优的加⼯周期时间,冷却腔道直径应不⼩于8mm,并且距模具表⾯的距离应在1.3d之内(这⾥“d”是冷却腔道的直径)。注射压⼒:700~1050bar。注射速度:建议使⽤⾼速注射。流道和浇⼝:流道直径在4到7.5mm之间,流道长度应尽可能短。可以使⽤各种类型的浇⼝,浇⼝长度不要超过0.75mm。特别适⽤于使⽤热流道模具。
LLDPE的“延伸时柔软”的特性在吹膜过程中是⼀个缺点,LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么稳定。模⼝隙距必须加宽以避免由于产⽣⾼背压和熔体断裂⽽降低产量。 LDPE和 LLDPE的⼀般模⼝隙距尺⼨分别是0.024~0.040 in和0.060-0.10in.
3.典型应⽤范围:
LLDPE已渗透到聚⼄烯的⼤多数传统市场,包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。防渗漏地膜是新开发的LLDPE市场。地膜,⼀种⼤型挤出⽚材,⽤作废渣填埋和废物池衬垫,防⽌渗漏或污染周围地区。例如⽣产袋⼦、垃圾袋、弹性包装物、⼯业⽤衬套、⼱式衬套和购物袋,这些都是利⽤改进强度和韧性后这种树脂的优点。透明薄膜,例如⾯包袋,⼀直由LDPE占统治地位,因为它有更好的浊度。然⽽,LLDPE与LDPE的共混物将改进强度。抗穿透性和LDPE薄膜的刚度,⽽不显著影响薄膜的透明度。
HDPE应⽤范围:电冰箱容器、存储容器、家⽤厨具、密封盖等。
⼋、PP(聚丙烯)
1 .PP的性能
PP为结晶型⾼聚物,常⽤塑料中PP最轻,密度仅为0.91g/cm3(⽐⽔⼩)。通⽤塑料中,PP的耐热性最好,其热变形温度为80-100℃,能在沸⽔中煮。PP有良好的耐应⼒开裂性,有很⾼的弯曲疲劳寿命,俗称“百折胶”。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点:尺⼨精度低、刚性不⾜、耐候性差、易产⽣“铜害”,它具有后收缩现象,脱模后,易⽼化、变脆、易变形。
PP⼀直是制造纤维的主要原料,这是因为它的着⾊能⼒、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。
PP是⼀种半结晶性材料。它⽐PE要更坚硬并且有更⾼的熔点。由于均聚物型的PP温度⾼于0℃以上时⾮常脆,因此许多商业的PP材料是加⼊1~4%⼄烯的⽆规则共聚物或更⾼⽐率⼄烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着⼄烯含量的增加⽽增⼤。
PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较⾼,这种材料的表⾯刚度和抗划痕特性很好。
PP不存在环境应⼒开裂问题。通常,采⽤加⼊玻璃纤维、⾦属添加剂或热塑橡胶的⽅法对PP进⾏改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料,共聚物型的强度⽐均聚物型的要⾼。
型的要⾼。
由于结晶,PP的收缩率相当⾼,⼀般为1.8~2.5%。并且收缩率的⽅向均匀性⽐HDPE等材料要好得多。加⼊30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。油田加药装置
均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然⽽,它对芳⾹烃
(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗⼒。PP也不象PE那样在⾼温下仍具有抗氧化性。
2 . PP 的⼯艺特点
PP在熔融温度下有较好的流动性,成型性能好,PP在加⼯上有两个特点:
其⼀:PP熔体的粘度随剪切速度的提⾼⽽有明显的下降(受温度影响较⼩);
其⼆:分⼦取向程度⾼⽽呈现较⼤的收缩率。PP的加⼯温度在220~275℃,注意不要超过275℃左右较好,它有良好的热稳定性(分解温度为310℃),但⾼温下(270-300℃),长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提⾼有明显的降低,所以提⾼注射压⼒和注射速度会提⾼其流动性,改善收缩变形和凹陷。模温
(40~80℃),建议使⽤50℃。结晶程度主要由模具温度决定,宜控制在30-50℃范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙⽽出现披锋。PP在熔化过程中,要吸收⼤量的熔解热(⽐热较⼤),产品出模后⽐较烫。PP料加⼯时不需⼲燥,PP 的收缩率和结晶度⽐PE低。注射速度通常使⽤⾼速注塑可以使内部压⼒减⼩到最⼩。如果制品表⾯出现了缺陷,那么应使⽤较⾼温度下的低速注塑。注射压⼒:可⼤到1800bar。
流道和浇⼝: 对于冷流道,典型的流道直径范围是4~7mm。建议使⽤通体为圆形的注⼊⼝和流道。所有类型的浇⼝都可以使⽤。典型的浇⼝直径范围是1~1.5mm,但也可以使⽤⼩到0.7mm的浇⼝。对于边缘浇⼝,最⼩的浇⼝深度应为壁厚的⼀半;最⼩的浇⼝宽度应⾄少为壁厚的两倍,PP材料完全可以使⽤热流道系统。
PP⼀直是制造纤维的主要原料,这是因为它的着⾊能⼒、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。
3.典型应⽤范围:
汽车⼯业(主要使⽤含⾦属添加剂的PP:挡泥板、通风管、风扇等),器械(洗碗机门衬垫、⼲燥机通风管、洗⾐机框架及机盖、冰箱门衬垫等),⽇⽤消费品(草坪和园艺设备如剪草机和喷⽔器等)。
注塑品是PP均聚物的第⼆⼤市场,包括容器、密封器、汽车⽅⾯的应⽤、家庭⽤品、玩具及其它许多消费品和⼯业⽅⾯的最终⽤途。
九、PA(尼龙)
1.PA的性能
PA也是结晶型塑料(尼龙为韧性⾓状半透明或乳⽩⾊结晶性树脂),作为⼯程塑料的尼龙分⼦量⼀般为1.5-3万,品种很多,应⽤于注塑加⼯的常⽤尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。尼龙具有韧性、耐磨性和⾃润滑性,其优点主要有机机械强度⾼、韧性好、耐疲劳、表⾯光滑、软化点⾼,耐热,磨擦系数低,耐磨损,⾃润滑性,吸震性和消⾳性,耐油,耐弱酸,耐碱和⼀般溶剂,电绝缘性好,有⾃熄性,⽆毒,⽆臭,耐候性好。缺点是吸⽔性⼤,染⾊性差,影响尺⼨稳定性和电性能,纤维增强可降低吸⽔率,使其能在⾼温、⾼湿下⼯作。尼龙与玻璃纤维亲合性⼗分良好(100℃内可长期使⽤)、耐腐蚀、制件重量轻、易成型。PA缺点主要有:易吸⽔、注塑技术要求较严、尺⼨稳定性较差,因其⽐热⼤,产品较烫。
PA66是PA系列中机械强度最⾼、应⽤最⼴的品种。其结晶度⾼,故其刚性、硬度、耐热性都⾼。PA1010是我国1958年⾸创、半透明、⽐重⼩、弹性和柔性较⼤,吸⽔性⽐PA66低,尺⼨稳定性可靠。
尼龙中尼龙66的硬度、刚性最⾼,但韧性最差。各种尼龙按韧性⼤⼩排序为:PA66<PA66/6<PA6<PA610<PA11<PA12
尼龙的燃烧性为ULS44-2级,氧指数为24-28,尼龙的分解温度>299℃,在449~499℃时会发⽣⾃燃。
尼龙的熔体流动性好,故制品壁厚可⼩到1mm。