常用塑胶主要性能及注射成型工艺要点.docx

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常用塑胶主要性能及注射成型工艺要点

常用塑膠主要性能及注射成型工藝要點

GPPS及其改性物----HIPS．AS（SAN）．BDS（K-Resin）价格最便宜

 1.GPPS---硬膠．通用聚苯乙烯

◎  塑膠主要性能:

a）  高透明度,良好光澤,容易著色,屬非結晶塑膠;

b）  尺寸穩定性好（收縮率0.4%左右）,耐磨性差,故膠件包裝要求較高,以防擦花;

c）  製品對內應力敏感,性脆,無延展性,衝擊強度小,易開裂且斷裂後易形成尖角（SHARPPOINT）﹑利邊（SHARPEDGE）,故單純的GPSS料較少見用於玩具製造.

◎  注塑工藝要點:

a）  原料一般不需乾燥,個別情況80℃烘2小時;

b）  成型溫度範圍較大,加熱溶化及固化速度快,故成型周期一般較短;溫度參數:

料筒溫度200℃左右,料溫過高易出現銀絲,而料溫過低會使透明性差;

c）  模溫控制:

模溫一般在50-80℃;

d）  GPPS流動性很好,啤塑中不需要高壓力（通常注射壓力10Mpa左右）,以免過大而增加膠件內應力----可能導致開裂（尤其是經油漆裝飾工序後）;

e）  注射速度直適當高以減弱夾水紋,但因注射速度受注射壓力影響大,過高的速度可能會導致披鋒或出模時粘模以及頂出時頂白頂裂等問題;

f）  適當的背壓:

如果背壓太低,螺杆轉動易溢入空氣,料筒內料粒密度小,膠粒塑化效果不好,影響膠件表觀質量（一般背壓取10-20kg/cm2）;

g）  模具上一般設計細水口爲0.8-1.0mm.

h）  玻璃纖維強化型PS-GF30,料筒溫度為180~275,模具溫度為20~80,成型收縮率0.1~0.2.密度1.29/cm3

◎  共混改性塑膠:

   GPPS+PVC→共混成爲性能較好的不燃塑膠;

◎  常用原料舉例:

a）  奇美硬膠PG-33（臺灣奇美實業公司）;

      b） STYRON666D （美國道化學公司）;

c） BakeliteSMD-3500（美國聯合碳化物有限公司）.

  2.HIPS---不碎膠.高衝擊聚本乙烯

  @塑膠主要性能:

a）  著色性好;

b）  與GPPS比較是加入了5-20%的丁二烯（一般用順丁橡膠或丁苯橡膠）成份,故抗衝擊性大大提高.

@注塑工藝要點:

a）  流動性小於GPPS,故成型溫度﹐壓力都稍高;

b）  冷卻速度較GPPS慢,故需要足夠的保壓力和保壓時間以及充分的冷卻條件以減少局部收縮及冷卻變形.

   @共混改性塑膠:

      HIPS+GPPS→混和啤塑,調整比例使塑膠具有足夠強度及良好表觀質量.

   @常用原料舉例:

a）  HIPSSTYRON470,475U    （DOWChemical Co.,Ltd）

b）  Dolyrex PH-66        （臺灣奇美實業公司）

c）  HIPSHI-425          （NIWONCo.,Ltd。

KOREA）

3.  AS（SAN）–大力膠.丙烯晴-苯乙烯共聚物

  @塑膠主要性能:

a）  高透明﹑高光澤﹑耐衝擊性優於GPPS;

b）  不耐動態疲勞,但耐應力開裂遠勝GPPS.

 @主要工藝要點:

a）  需進行預乾燥,80℃2小時;

b）  溫度控制:

注射成型溫度180-270℃,模具溫度65-75℃.

c）  玻璃纖維強化SAN-GF30,需進行預乾燥,80℃2小時,溫度控制:

注射成型溫度200-260℃,模具溫度60-80℃,成型收縮率0.1~0.2%

 @常用原料舉例:

   AS767/STYLONGR601     （旭DOW。

日本）

4.  BDS（K-ResinK樹脂）–料。

丁二烯-笨乙烯共聚物

  @塑膠主要性能:

a）  透明且具有較高的抗衝擊強度及韌性;

b）  K料分KR-01%KR-03,KR-03衝擊性優於KR-01;

 @主要工藝要點:

    啤塑參數:

注射料筒溫度:

200-250℃,注射壓力:

40-70Mpa,

模具溫度:

40-60℃.

 @共混改性塑膠:

    根據需要,K料可以和聚苯乙烯及其改性物（包括ABS）任何比例混煉.

 @常用原料舉例:

    KR-01,KR-03  （美國菲利浦石油化學公司）

ABS&MBS

1.  ABS–超不碎膠.丙烯睛-丁二桸-苯乙烯共聚物

  ABS可以看作是PB（聚丁二烯）﹐BS（丁苯橡膠）﹐PBA（丁睛橡膠）分散於AS（丙烯睛-苯乙烯的共聚物）或PS（聚苯乙烯）中的一種多組份聚合物.三種組份的作用:

  A（丙烯睛）---占20-30%,使膠件表面較高硬度,提高耐磨性,耐熱性

  B（丁二烯）---占25-30%,加強柔順性,保持材料彈性及耐衝擊強度

  S（苯乙烯）---占40-50%,保持良好成型性（流動性,著色性）及保持材料剛性.

 @塑膠主要性能:

a）  由於B的作用，ABS較GPPS抗衝擊強度高得多;

b）  收縮率較小（0.4-0.7%）,尺寸穩定;

c）  具有良好電鍍性能,也是所有塑膠中電鍍性能最好的.

@注塑工藝要點:

 a） 吸濕性較大,必須乾燥,乾燥條件85℃,3hrs以上（如要求膠件表面光澤, 

  更需長時間乾燥）;

b）  溫度參數:

料溫180-260℃（一般不宜超過250℃,因過高溫度會引致橡膠成份分解反而使流動性降低）,模溫40-80℃正常,若要求外觀光亮則模溫取較高.

c）  注射壓力一般取70-100MPa,保壓取第一壓的30-60%,注射速度取中﹑低速.

d）  模具入水採用細水口及熱水口.一般設計細水口爲0.8-1.2mm.

@共混改性塑膠:

a）  ABS+PC→提高ABS耐熱性和抗衝擊強度;（充电器﹑手機的外壳）

b）  ABS+PVC→提高ABS的韌性`耐熱性及抗老化能力.

@常用原料舉例:

a）  ABS POLYLAC747757   （臺灣奇美實業公司）

b）  LUSTRANABS248      （Monsanto Company USA）

c）  LGHI-121H          （LGChemical Ltd KOREA）

d）  Cycolac ABS 1008 1002  （General electrical U.S.A）

e）  ABS DENKA GR-2000    （日本電氣化學工業）

f）  ABS JSR 12         （日本合成橡膠公司）

g）  STYLACABS191       （旭道。

日本）

2.  MBS---透明ABDS.甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯共聚物

  @塑膠主要性能:

     透明且具備ABS性能,其原理爲:

M+BS→MBS（透明）,M使材料折光率降低,S使材料折光率增大,故加入後兩者折光率趨於一致成爲透明.

  @注塑主要工藝:

     （同ABS,需注意混點﹑氣泡影響外觀.）

  @常用原料舉例:

     TorayABS920     （日本東麗株式會社）

PVC（聚氯乙烯） -（CH2-CH）-

           |

            CL

一般以含15%以下增塑劑的PVC稱爲硬PVC,而含15%以上增塑劑的PVC稱爲軟PVC,玩具所用PVC多爲軟PVC,35~90度.

@塑膠主要性能:

a）  非結晶性塑膠,透明,著色容易:

b）  材料中增塑劑含量決定軟硬程度（一般在55-90度）及力學性能.

@注塑工藝要點:

a）  原料必須乾燥（氯乙烯極性分子易吸水）,乾燥溫度85℃左右﹑時間2H以上;

b）  材料的成型溫度接近分解溫度,故須控制盡可能用較低的溫度注射,同時亦應盡可能縮短啤塑周期,以減少熔料在料筒內的滯留時間;

  料溫參數:

前160-170℃,中160-165℃,後140-150℃.由於PVC本身耐熱性差,料在料筒內長時間受熱,會降解析出氯化氫（HCL）﹐使膠件變黃甚至産生黑點,並且氯化氫對模腔有腐蝕作用,所以要經常清洗模腔及機頭死角位;    

c）  流動性很差,故注塑模的澆口流道盡可能粗﹑短﹑厚且製件壁厚應在1.5mm以上,以減少壓力損失使料流盡快充滿型腔,總之宜採用高壓低溫（注射壓力200Mpa以上,背壓取0.5-1.5Mpa,保壓取注射壓力的20-30%）;

d）  模具溫度盡可能低（通常運凍水,控制模溫在30-45℃）,以縮短成型周期以及減小膠件出模後變形,必要時借助定型模﹑縮水模來校正控制變形;

e）  水口料:

清潔良好的水口料可百分之百回收利用;

f）  關機:

早10啤前關電掣,停機後用PE過機.

   用途﹕用於唱片,瓶子,人造皮,地板材料,薄板,膠膜,熱索套館,鞋子,線材,給排水管（UPVC）,摥膠.

  共混改性塑膠:

a）  PVC+EVA→提高衝擊強度（長效增塑作用）;

b）  PVC+ABS→增加韌性,提高衝擊強度.

NYLON（PA）---（尼龍。

聚胺）

常見尼龍爲脂肪族尼龍如PA6﹑PA66﹑PA1010….最常用的PA66（聚己二 己二胺）,在尼龍材料中結構最強,PA6（聚己內 胺）具有最佳的加工性能.

@塑膠主要性能:

a）  結晶度高,機械強度優異（因爲高分子鏈含有強極性 胺基（NHCO）,鏈之間形成氫鍵）;

b）  衝擊強度高（高過ABS﹑POM﹐但比PC低）,衝擊強度隨溫度﹑濕度增加而顥著增加（吸水後其他強度如拉升強度﹑硬度﹑剛度會有下降）;

c）  表面硬度大,耐磨性﹑自滑性卓越,適於做齒輪﹑軸承類傳動零（自滑性原理:

PA分子結晶中具有容易滑移的面層結構）;

d）  熱變形溫度低,吸濕性大,尺寸穩定性差.

@注塑工藝要點:

a）  原料需充分乾燥,溫度80-90℃﹑時間4H以上;

b）  熔料粘度底,流動性極好,啤件易出披鋒,故壓力取低﹐一般爲60-90MPa,保壓取相同壓力（加入玻璃纖維的尼龍相反,要用高壓）;

c）  料溫控制:

過高的料溫易使膠件出現色變﹑質脆及銀絲,而過低的料溫使材料很硬﹐可能損傷模具及螺杆.料筒溫度220-280℃（纖維偏高）,不宜超過

300℃（注:

PA6熔點溫度210-215℃,PA66熔點溫度255-265℃）;

d）  收縮率（0.8-1.4%）,使啤件呈現出尺寸的不穩定（收縮率隨料溫變化而波動）;

e）  模溫控制:

一般控制在20-90℃,模溫直接影響尼龍結晶情況及性能表現   

模溫高------結晶度大,剛性,硬度,耐磨性提高﹔

  模溫低------柔韌性好,伸長率高,收縮性小;

f）  注射速度:

高速注射。

因爲尼龍料熔點（凝點）高,只有高速注射才能使其順利充模,對薄壁﹑細長件更是如此:

;

  ***需要同時留意披鋒産生及排氣不良引致的外觀問題.

g）  模具方面:

工模一般不開排氣位,水口設計形式不限;

h）  退火/調試處理:

可進行二次結晶,使結晶度增大;故剛性提高,改善內應力分佈使不易變形,且使尺寸穩定.

    可行方法:

用100℃沸水煮1-16小時,視具體情況可考慮加入適量醋酸鹽使沸點上升到120℃左右以增加效果.

@常用原料舉例:

a）  Zytel101,109,408……. 屬PA66（DuPontCompanyUSA）;

b）  NYLON1013B,1013NB……屬PA6（UBE宇部興産株式會社。

日本）

PC--------防彈玻璃膠。

聚碳酸脂 价格最贵120元/斤

@塑膠主要性能:

a）  高透明度（接近PMMA）,非結晶體,耐熱性優異;

b）  成型收縮率小（0.5-0.7%）,高度的尺寸穩定性,膠件精度高;

c）  衝擊強度高居熱塑膠之冠,蠕變小,剛硬而有韌性;

d）  耐疲勞強度差,耐磨性不好,對缺口敏感,而應力開裂性差.

@注塑工藝要點:

a）  高溫下PC對微量水份即敏感,必須充分乾燥原料,使含水量降低到0.02%以下,乾燥條件:

100-120℃,時間12H以上;

b）  PC對溫度很敏感,熔體粘度隨溫度升高而明顯下降.料筒溫度:

250-320℃,（不超過350℃）,適當提高後料筒溫度對塑化有利;

c）  模溫控制:

85-120℃,模溫宜高,以減少模溫及料溫的差異從而降低膠件內應力,

  ***模溫高雖然降低了內應力,但過高會易粘模,且使成型周期長;

d）  流動性差,需用高壓注射,但需顧及膠件殘留大的內應力（可能導至開裂）,

注射速度:

壁厚取中速,壁薄取高速;

e）  必要時內應力退火:

烘爐溫度125-135℃,時間2Hrs,自然冷卻至常溫;

f）  模具方面要求較高;

   ***設計盡可能粗而短﹑彎曲位少的流道,用圓形截面分流道及流道研磨

     拋光等﹐以降低熔料的流動阻力;

   ***注射澆口可採用任何形式的澆口,但入水位直徑不應小於1.5mm;

   ***材料硬,易損傷模具,型腔﹑型芯須經淬火處理或鍍硬（Cr）.

g）  啤塑後處理:

用PE料過機.

h）  PC料分子鍵長,阻礙大分子流動時取向和結晶,而在外力強.

@共混改性塑膠:

a）  PC+ABS→隨著ABS的增加,加工性能得到改善,成型溫度有所下降,流動

      性變好,內應力有改善,但機械強度隨之下降;

b）  PC+POM→可直接按任何比例混和,其中比例在PC:

POM=50-70:

50-30在很

大程度上保持了PC優良的機械性能,而且應力開裂能力顯著提高;

c）  PC+PE→目的是降低熔`粘度,提高流動性,也可使PC的衝擊強度﹑拉伸

強度﹑斷裂強度得到一定程度改善;

d）  PC+PMMA→可使膠件呈現珠光效果.

@常用原料舉例:

a）  Panlite PC1250Y     （帝人化成株式會社。

日本）

b）  Saicoroy PC800     （宇部。

日本）

POM------賽鋼。

聚甲醛

@塑膠主要性能:

a）  高結晶,乳白色料粒,很高剛性和硬度;

b）  耐磨性及自潤滑性僅次於尼龍（但價格比尼龍便宜）,並具有較好韌性,溫度﹑濕度對其性能影響不大;

c）  耐反復衝擊性好過PC及ABS;

d）  耐疲勞性是所有塑膠中最好的.

@注塑工藝要點:

a）  結晶性塑膠,原料一般不乾燥或短時間乾燥（100℃,1-2Hrs）;

b）  流動性中等,注射速度宜用中﹑高速;

c）  溫度控制:

料溫170-220℃,注意料溫不可太高,240℃以上會分解出甲醛單

       體（熔料顔色變暗）,使膠件性能變差及腐蝕模腔

       模溫:

80-100℃,控制運熱油;

d）  壓力參數:

注射壓力100MPa,背壓0.5MPa,正常啤壓宜採用較高的注射壓力, 

      因流體流動性對剪切速率敏感,不宜單靠提高料溫來提高流動性,

      否則有害無益;

e）  賽鋼收縮率很大（2-2.5%）,須盡量延長保壓時間來補縮改善縮水現象.

f）  模具方面:

***POM具高彈性材料,淺的側凹可以強行出模,

      ***注射澆口宜採用大入水口流道整段大粗爲佳.

@共混改性塑膠:

  POM+PUR（聚氨脂）→「超韌POM」,衝擊強度可提高幾十倍.

@常用原料舉例:

a）  均聚甲醛:

Delrin 100,100ST,500  （DUPONTCompanyUSA）

b）  共聚甲醛:

CelconM90……      （Celanese USA）

PP--------百折膠。

聚丙烯

@塑膠主要性能:

a）  質輕,可浮于水中;

b）  高結晶度,耐磨性好,優於HIPS,高溫衝擊性好,硬度低於ABS;HIPS;

c）  突出的延伸性和抗疲勞性能.

@注塑工藝要點;

a）  加工前一般不需乾燥;

b）  染色性較差,色粉在料中擴散不夠均勻（一般需加入擴散油/白磺油）,大膠件尤明顯;

c）  成型收縮率大（1.2-1.9%）,尺寸不穩定,膠件易變形縮水,採用提高注射壓力及注射速度,減少層間剪切力使成型收縮率降低;

d）  流動性很好,注射壓力大時易出現披鋒且有方向性強的缺陷,注射壓力一般爲:

50-80Mpa,（太小壓力會縮水明顯）,保壓壓力取注射壓力的80%左右,宜取較長的保壓時間補縮及較長的冷卻時間保證膠件尺寸`變形程度;

e）  PP冷卻速度快,宜快速注射,適當加深排氣槽來改善排氣不良;

f）  料溫控制:

成型溫度料溫較寬,因PP高結晶,所以料溫需要較高.

         前料筒200-240℃,中料筒170-220℃,後料筒160-1900℃,實際上爲減少披鋒,縮水等缺陷,往往取偏下限料溫;

g）  模溫:

一般40-60℃,模溫太低（＜40℃）,膠件表面光澤差,甚至無光澤,模

    溫太高（＞90℃）,則易發生翹曲變形`縮水等;

h）  「氣泡」問題:

高結晶的PP高分子在熔點附近其容積會發生很大變化,冷卻時收縮及結晶化導致膠件內部産生「氣泡」甚至局部空心（這會影響製件機械強度）,所以調節啤塑參數要有利於補縮.

i）  低溫下表現脆性,對缺口敏感,産品設計時避免尖角.壁厚件所需模溫較薄壁件低.

@共混改性塑膠:

a）  PP+EVA（10%）→改善加工性,幫助提高衝擊強度;

b）  PP+LDPE（10%）→提高流動性及耐衝擊性;

c）  PP+橡膠→提高耐衝擊性.

@常用原料舉例:

a）  COSMOPLENEPPAV161 （ThePolyolefinCompanySingaporePteLtd）

b）  PPBJ500         （三星綜合學。

韓國）

c）  Carlona6100        （Shell ChemicalsUK-Limited）

d）  MITSUBISHIPPBC3B   （三菱化學株式會社。

日本）

PE（LDPE&HDPE）--聚乙烯POLYETHYLENE

     @塑膠主要性能:

 ***LDPE------花料。

低密度軟聚乙烯  -（CH2-CH2）- 

a）  分子量較低,分子鏈有支鏈,結晶度較低（55-60%）,故密度小,質地柔軟,透明性較HDPE好;

b）  耐衝擊﹑耐低溫性極好,但耐熱性及硬度都低.

***HDPE------孖力士。

高密度硬聚乙烯

***HDPE結晶度爲85-90%,遠高於LDPE,這決定了它具有較高的機械強度.

@注塑工藝要點:

a）  結晶性原料,吸濕性小,可不必乾燥;

b）  流動性好,流動性對壓力敏感;

c）  收縮率大易變形,翹曲,必須控制模溫,保持冷卻均勻;

d）  成型工藝參數:

  ***LDPE:

成型溫度180-240℃,模溫35-65℃,注射壓力30-90Mpa;

  ***HDPE:

成型溫度180-250℃,模溫50-70注射壓力90-100Mpa;

  啤塑PE一般不需高壓,保壓取第一壓的30-60%;

e）  模具方面:

對有側凹位的件,一般都可以強行脫模.

@共混改性塑性:

a）  PE+EVA→改善環境應力開裂,但機械強度有所下降;

b）  PE+PP→提高塑膠硬度;

c）  PE+PE→不同密度混熔以調節柔軟性和硬度;

d）  PE+PB（順丁二烯）→提高其回彈性.

@常用原料舉例:

a）  UCALPE  （UnionCarbide ASIALtd。

JAPAN聯合碳化物亞洲公司）

b）  LDPE-F401-1  （ThePolyolefin Company SingaporePteLtd）

c）  DAELIMPOLYLDPE25A （DealimIndustrialCo;Ltd。

KOREA）

d）  LDPELF542   （三菱化學株式會式。

日本）

PMMA--------亞加力。

聚甲基丙烯酸甲脂

@塑膠主要性能:

a）  最優秀的透明度（僅GPPS可與之相比）及良好的導光性;

b）  常溫下較高的機械強度;

c）  表面硬度較低,易擦花,故包裝要求很高.

@注塑工藝要點:

a）  原料必須經過嚴格乾燥,乾燥條件:

95-100℃,時間6Hrs以上,料斗應持續保溫以免回潮;

b）  流動性稍差,宜高壓成型（80-10Mpa）,宜適當增加注射時間及足夠保壓壓力（注射壓力的80%）補縮;

c）  注塑速度不能太快以免氣泡明顯,但速度太慢會使熔合線變粗;

d）  料溫`模溫需取高,以提高流動性,減少內應力,改善透明性及機械強度.料溫參數:

200-230℃,中215-235℃,後140-160℃;模溫:

30-70℃;

e）  模具方面:

i.入水口要採用大水口,夠闊夠大;

ii.  模腔`流道表面應光滑,對料流阻力小;

iii.  出模斜度要足夠大以使出模順利;

iv.  考慮排氣,防止出現氣泡,銀紋（溫度太高影響）`熔接痕等.

f）  PMMA極易出現啤塑黑點,請從以下方面控制:

i.  保證原料潔淨（尤其是翻用的水口料）;

ii.  定期清潔模具;

iii.  機台清潔（清潔料筒前端,螺杆及噴咀等）.

@共混改性塑膠:

   PMMA+PC→可獲得珠光色澤,能代替潻加有毒的（Cd）類無機物製成珠光

          塑膠.

@常用原料舉例:

a）  PMMA372#.373#