塑 料 的 收 缩.ppt

塑 料 收 縮 性 塑料資源應用中心: 黨長春 2001/10/22 CONTENTS 1.成型收縮的產生 2.影響成型收縮的因素 3.影響成型后收縮的主要因素 4.成型后收縮的穩定化 5.成型收縮率的計算公式 6.成型收縮的控制 一.成型收縮的產生 §成型收縮率公式: 成型收縮率=100%(模具呎寸-製品呎寸)/模具呎寸 §初期收縮率: 成型后2~4h 成型收縮率:成型后16~24h或24~48h §標准試樣: Ф100X4mm的圓片 §熱塑性塑料成型收縮的主要因素: (1)熱脹冷縮 (2)可壓縮性及彈性回复 (3)結晶 (4)分子取向 二.影響成形收縮的主要因素 §塑料品種和制品特性 §成型壓力 §熔体溫度 §成型時間 §模具溫度 §模內冷卻時間 §制品壁厚 §澆口設計 §模具形狀 §玻璃纖維 §料流取向 §顏料 §其它 2.1 塑料品種和制品特性 熔融物料与模腔表面接觸,外層較快冷卻 形成固態外殼,而內層冷卻較慢,形成收縮 大的固化內層 2.2 成型壓力 §較高的成型壓力使成型后的收縮減少,但 不適當的增加成型壓力將引起製品存在較 大殘餘內應力,導致製品變形,開裂 §對於較大制品,如僅用一個澆口進料,流程過長會使遠端壓力降低,引起整個制品收縮 不均.過分增大壓力會引起溢料,甚至使模 具變形,不易脫模,制品也會產生變形缺陷 2.3 熔体溫度 §料溫越高,冷卻后收縮越大,但隨料溫升高, 高聚物內能增加,熔體粘度下降,進入模腔 的料流壓力增高,抵消了熔體溫度升高的影 響,反而使制品收縮率減少 2.4 成型時間 §增加注射時間可使制品重量增加,收縮率減 小,但當澆口已凝封后,再延長注射時間會 使生產效率降低且可能造成澆口附近產生 裂紋等缺陷 2.5 模具溫度 §模溫高,冷卻慢,注射壓力容易充分發揮作 用,使製品脫模時彈性恢復增大,降低收縮. 同時熱收縮對塑料影響很大,一般狀況下模 溫愈高,收縮愈大 §對於結晶塑料,因模溫高時結晶完全,使收 縮加大 §注射較大箱形制件時,如模內冷卻不均勻, 模芯溫度將較高,製品內外收縮不均而產 生翹曲 §在模具內設置足夠的冷卻水管通過改變模 具溫度來調節由於取向和澆口位置不同造 成的翹曲變形 2.6 玻璃纖維 §隨玻纖增加,收縮率降低,但料流與垂直方 向收縮率差異加大 §聚丙烯樹脂在加玻纖時,成型收縮率迅速 降低約1/2~1/4 §20%~30%GF的PP料流方向收縮率約0.4%,垂 直方向約0.8%,主要是由於纖維沿料流方向 取向 2.7 取向作用 條件 取向作用 物料溫度 模具溫度 冷卻速度 充模速度 注射壓力 注射時間 製品厚度 澆口長度 澆口大小 2.8 顏料 §一般認為,無機顏料對成型收縮影響較小, 有機顏料影響較大 §顏料對樹脂能起到一種結晶核的作用,特別 對高密度聚乙烯,使其結晶結構發生很大變 化,收縮變得異常 三.影響成型后收縮的主要因素 §成型后3~24h,因為殘餘應力發生變化造成的收縮稱為成型收縮 §此后製品呎寸又因內應力和環境條件的變化造成二次收縮而改變稱為后收縮 §一般塑料製品在脫模后10h內變化最大,24h 內基本穩定,但最後穩定需約30~60天 3.1 內部應力鬆弛与繼續結晶的影響 §內部應力鬆弛指成型壓力產生的局部應力 減小和分子取向和填料取向作用產生的變 形的松弛,其結果往往是製品呎寸的時效 變化和形狀變化 §結晶樹脂在常溫下繼續結晶成為影響成型 后收縮的主要因素 3.2 模具溫度和環境溫度的影響 §模溫較低時,熔融樹脂冷卻快,結晶樹脂未 充分結晶即已冷凝定型,后收縮也大 §當環境溫度高時,未充分結晶部份結晶會進 行的顯著,並可能產生應力松弛 3.3 濕度的影響 §尼龍等樹脂吸水性強,隨吸水率增加,呎寸 變化率也增大.呎寸變化由於周圍的相對 濕度與時間不同,在某一段時間內是變化的 四.成型后收縮的穩定化 1.調濕處理 §某些塑料制品,特別是尼龍類因其吸水率大 而產生呎寸變化,可採用煮沸的方法達到所 需的吸水率,從而使呎寸穩定 §在煮沸吸水前後要測定重量,以確定吸水情況 2.退火處理 §退火處理主要是為除去殘余應力而進行的 熱處理,同時可提高呎寸穩定性 §在高溫下使用的製品,因結晶產生后收縮, 導致呎寸變化,需進行熱處理(熱收縮) §對於非結晶樹脂,一般採用比熱變形溫度低 10℃以上的加熱溫度 §因空气浴易產生氧化變色,多用液浴加熱 §PA66在149℃,PA6在135℃進行熱處理,可用 流動石蠟和鹽浴,壁