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PSU塑料注塑工藝要點

編輯:深圳市卓亞歐工程塑料有限公司時間:2020-05-14

PSU塑料是代替玻璃和不銹鋼做蒸汽餐盤,咖啡盛器,微波烹調器、牛奶盛器、擠奶器部件、飲料和食品分配器。衛生及醫療器械方面有外科手術盤、噴霧器、加濕器、牙科器械、流量控制器、起槽器和實驗室器械,還可用于鑲牙,粘接強度高;還可做化工設備(泵外罩、塔外保護層、耐酸噴嘴、管道、閥門容器)、食品加工設備,奶制品加工設備、環??刂苽魅驹O備。

●注塑工藝特性/條件:

①PSU塑料是非結晶型聚合物,無明顯熔點,Tg為190℃,成型溫度在280℃以上。制品呈透明性。

②PSU塑料的成型特點與PC相似。熔體的流動特性接近牛頓流體、聚合物熔體粘度對溫度較為敏感。當熔體溫度超過330℃時,每提高30℃,熔體粘度可下降50%。

③盡管PSU塑料的熔體粘度對溫度敏感,其粘度仍然很高,成型過程中流動性較差;另外,熔體的冷卻速度較快,分子鏈又呈剛性,因此,成型中所產生的內應力難以消除。

④顯然,PSU塑料的分子結構中無親水基團,吸水性較小,平衡吸水性為0.6%,但在成型過程中,微量水分的存在,會因高溫及強機械力作用導致熔體降解。因此,在注塑之前,必須進行干燥。

⑤過高的注射速率會使PSU塑料熔體出現熔體破裂,限制了充模速率,造成充模困難。

●對注塑的要求:

一般選擇精密耐磨的螺桿料筒組,要求如下:

①加工PSU塑料時,通常選用的螺桿形式為單頭、全螺紋、等距、低壓縮比,其長徑比在14~20之間;

②由于PSU塑料的熔體粘度較高,為減輕螺桿轉動的負荷,要求注塑機又有低擋調速裝置,可在15~45r/min之間進行無級調速;

③為適應PSU塑料成型加工的要求,對料筒溫度的控制裝置應具有在較高溫度區域內自由選樣調節,并有穩定的工作性能,溫度要求在400℃左右;

④應選用配有加熱控溫裝置的延伸式噴嘴。噴嘴的孔徑大于5mm,由于熔體粘度大,不會產生流延。

三、制品與模具設計:

對于PSU塑料制品和模具設計時要注意如下幾點:

①PSU塑料熔體的流動性差,熔體流動長度與壁厚之比僅為80左右,因此,PSU塑料制品壁厚不得小于1.5mm,大多在2mm以上。PSU塑料制品對缺口較為敏感,因此,在直角或銳角處應采用圓弧過渡。

PSU塑料的成型收縮率比較穩定,為0.4%~0.8%,熔體流動方向與垂直方向上的收縮基本一致。脫模斜度應該取50:1。

為了得到表觀光潔明亮的制品,要求模具型腔的表面粗糙度為Ra 0.4以上。為了有利于熔體流動,要求模具的主流道短而粗,其直徑至少為制品厚度的1/2以上,并具有3°~5°的斜度,分流道截面最好采用圓弧形或梯形,避免彎道的存在。 

②澆口的形式可隨制品而定。但尺寸應盡可能地大,澆口的平直部分應盡可能地短,其長度可控制在0.5~1.0mm之間。進料口的位置應設置在厚壁處。

③在主流道末端設置足夠的冷料穴。由于PSU塑料制品特別是薄壁制品在成型中需要較高注射壓力和較快的注射速率,為使模膠內的空氣得以及時排出,要設置良好的排氣孔或槽。這些排氣孔或槽的深度應控制在0.08mm以下。

④模具溫度的設置應有利改善PSU塑料熔體充膜時的流動性。模具溫度可高達140℃以上(至少在120℃以上)。干燥工藝參:熱風循環干燥:120~140℃,4~6h,料層厚度為20mm;負壓沸騰干燥:130℃,0.5~1.0h。

●注塑工藝參數:

①料筒溫度

提高料筒溫度有利于降低熔體的粘度,但過高的料筒溫度不僅使諸多性能(如沖擊強度)下降,而且使塑料變色分解。

通常PSU塑料熔體在400℃左右分解,但在實際注塑中,料筒溫度達320℃以上就出現分解。當溫度越過360℃時,分解明顯。

影響PSU塑料料筒溫度設定的因素很多,但主要因素是熔體粘度與制品壁厚。當壁厚在5mm以下時,料筒溫度可以取得高一些,可達到300℃以上,有些級別的PSU塑料塑料可達到320℃以上,特殊級別的PSU塑料塑料可達到350℃以上。當制品壁厚在5mm以上時,溫度可控制在280~300℃之間。

②注射壓力

盡管PSU塑料熔體粘度對剪切速率敏感,但由于PSU塑料熔體的流功性較差,必須采用較高的注射壓力。

較高的注射壓力可使制品的密度增加,成型收縮率降低,但對模具提出了較高的要求。一般選擇在100 MPa以上,有時也可達140MPa。

③注射速率

通常,注射速率的提高有利于熔體的充模。但對PSU塑料來說,由于冷卻速率較快,如果注射速率控制不當,也會引起熔體破裂現象。因此,除品厚度在2mm左右,物料充模有困難需較高的充模速率外,一般采用小、低注射速率為宜。

④螺桿轉速

由于PSU塑料的熔體粘度較高,因此,要求螺桿轉速略低為好,一般在15~45 r/min 為宜。

⑤模具溫度

由于PSU塑料的Tg高達190℃,因此可采用較高的模具溫度但最高不超過160℃。模具溫度的選擇常以制品的厚薄而異。制品壁厚在2~5mm時,模具溫度可控制在10~120℃之間。當壁厚超過5mm或2mm以下時,模具溫度可高達140~150℃。

⑥成型周期 

PSU塑料在正常的加工溫度下的熱穩定性較好。在320℃下可以在料筒停留較長的時間,因此,成型周期的設置僅從生產效率角度考慮。

●注意事項:

①PSU塑料的成型溫度較高,為此,要求在注塑前必須將料筒內清潔干凈。

②PSU塑料制品不宜含金屬嵌件。由于熱膨脹系數的差異,在嵌件周圍容易產生應力集中問題,因此。盡量少用嵌件,或在成型時對嵌件進行預熱。一般預熱到200℃。

③PSU塑料是無定形聚合物,制品呈透明。所以,在成型時應盡量少用或不用脫模劑;

④制品的后處理

由于PSU塑料分子鏈的剛性較大,因此,制品的內應力較大,對其進行退火處理很有必要。熱處理的—般原則:在熱風循環風箱內,在其Tg以下10~20℃,時間為2~4h。


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