一、收縮率
熱塑性塑料成型收縮的形式及計算如前所述,影響熱塑性塑料成型收縮的因素如下:
1、 塑料品種熱塑性塑料成型過程中由于還存在結晶化形式的體積變化,內應力強,凍結在塑件內的殘余應力大,分子取向性等因素,因此與熱固性塑料相比則收縮率較大,收縮率范圍廣、方向性明顯,另外成型后的收縮、退火或調濕處理后的收縮率一般也都比熱固性塑料大。
2、 塑件特性成型時熔融料與型腔表面接觸外層馬上散熱形成低密度的固態外殼。由于塑料的導熱性差,使塑料內層緩慢散熱而形成收縮大的高密度固態層。因此壁厚、散熱慢、高密度層厚的則收縮大。另外,有無嵌件及嵌件布局、數量都顯著影響料流方向、密度分布及收縮阻力大小等,因此塑件的特點對收縮大小、方向性影響較大。
3、 進料口形式、尺寸、分布這些因素顯著影響料流方向、分布密度、保壓補縮作用及成型時間。直接進料口、進料口截面大(特別截面較厚的)則收縮小,但方向性大,進料口寬及長度短的則方向性小。距進料口近的或與料流方向平行的則收縮大。
4、 成型條件模具溫度高,熔融料散熱慢、密度高、收縮大,尤其對晶體料則因高結晶度,體積變化大,故收縮更大。
模溫分布與塑件內外散熱及密度均勻性也有關,顯著影響到各部分收縮量大小及方向性。另外,保持壓力及時間對收縮也影響較大,壓力大、周期長的則收縮小,但方向性大。
注塑高壓力,熔融料黏度差小,層間剪切應力小,脫模后彈性回跳大,故收縮也可適量地減小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在成型時調整模溫、壓力、注塑速度及散熱時間等諸因素也可適當改變塑料收縮情況。
模具設計時根據各類塑料的收縮范圍,塑件壁厚、形狀、進料口形式尺寸及分布情況,按經驗確定塑件各部位的收縮率,再來計算型腔尺寸。
對高精度塑件及難以掌握收縮率時,一般宜用如下方式設計模具:
1、對塑件外徑取較小收縮率,內經取較大收縮率,以留有試模后糾正的余地。
2、試模確定澆注系統形式、尺寸及成型條件。
3、要后處理的塑件徑后處理確定尺寸變化情況(測量時務必在脫模24h 以后)。
4、按實際收縮情況糾正模具。
5、再試模也可適當地改變工藝條件,略微糾正收縮值以滿足塑件要求。
二、流動性熱塑性塑料
流動性大小,一般可從分子量大小、熔融指數、阿基米德螺旋線流動長度、表觀黏度及流動比(過程長度/塑件壁厚)等不同系列指數進行解析。
分子量小,分子量分布寬,分子結構規整性差;熔融指數高、螺流動長度長、表觀黏度小,流動比大的則流動性就好。
對相同品名的塑料務必檢查其說明書判斷其流動性是否適用于注塑成型。按模具設計要求大致可以將常用塑料的流動性分為三種: 1、流動性好PA、PE、PS、pp、CA、聚4 甲基戊烯。
2、流動性中等聚苯乙烯系列數值(如ABS、AS)、PMMA、POM、聚苯醚。
3、流動性差PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。
各類塑料的流動性也因各成型因素而變,重要影響的因素有如下幾點:
1、溫度
料溫度高則流動性增大,但不同塑料也各有區別,P S(特別耐沖擊型及MFR 值相當高的)、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、PC、CA 等塑料的流動性隨溫度變化較大。
對PE、POM,則溫度增減對其流動性影響不大。所之前者在成型時宜調整溫度來控制流動性。
2、壓力
注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大,流動性也增大,尤其是PE、POM 比較敏銳,因此成型時宜調整注塑機壓力來控制流動性。
3、模具結構
澆注系統的形式、尺寸、布置、散熱系統設計、熔融料流動阻力(如型面光潔度、料道截面厚度、型腔形狀、排氣系統)等因素都顯著影響到熔融料在型腔內的實際流動性,凡推動熔融料降低溫度,增加流動性阻力的則流動性就降低。
模具設計時應按照所用塑料的流動性,選用合理的結構。成型時則也可控制料溫、模溫及注塑壓力、注塑速度等因素來適當地調整填充情況以滿足成型需要。
三、結晶性熱塑性塑料
按其冷凝時是否出現結晶現象可歸納為結晶型塑料與非結晶型(又被稱之為無定形)塑料兩類。
所謂結晶現象即為塑料由熔融狀態到冷凝時,分子由自由移動(完全處于無次序狀態)變成中止自由運動,按略微固定的位置,并有使分子排列成為正規模型偏向的一種現象。