塑料制品加工工艺浅述.docx

1、塑料制品加工工艺浅述塑料制品加工工艺浅述一、概述： 塑料制品的质量随塑料工业的发展越来越被引起重视，我公司生产的塑料制品已向跨行业、多品种、高技术方面发展，其产品质量、要求、性能与行业的特点紧密相关，如何满足市场需求，制造出符合顾客满意的产品，就成为当务之急，它与企业的生产效益及发展密切相关。 现就热塑性塑料的工艺情况及与之相关内容作如下描述，以供参考。二、热塑性塑料的工艺特性：1、 收缩率 模具尺寸制品尺寸热塑性塑料的收缩率计算公式：收缩率= 100% 模具尺寸影响成型收缩率的因素如下： 1、塑料品种不同收缩率截然不同，热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化引起的体积收缩，冷却后的塑件内的残余

2、应力，分子的各向异性的因素，因此热塑性塑料的收缩率较大，收缩率范围宽，取向性明显。 2、塑件结构的特性对收缩率、取向性影响较大，例如：对于厚壁制件，成型时熔料与型腔表面接触，表层急速冷却形成低密度的固态外壳；又由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩较大的高密度固态内层。所以厚壁塑件的收缩大。另外由于塑件的壁厚分布不均，直接影响料流方向、密度分布及收缩阻力的大小等。 3、浇口形式，尺寸及其分布等因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。采用直接浇口和大截面的流道，则收缩小，但取向性大；浇口宽且短，则取向性小。距浇口近的或与料流方向平行的部位收缩大。 4、成型条件。模具温度

3、高，熔料冷却慢，则密度高，收缩大。尤其对于结晶料，因结晶度高，体积变化大，故收缩更大。模具温度的分布与塑件内、外面冷却差异及密度均匀性也有关，直接影响到各部位收缩量的大小及取向性。此外，保压压力及时间对收缩影响也较大，压力高、时间长则收缩小，但取向性大。注射压力高，熔料粘度差小，层间剪切应力小，脱模后弹性回跳大，故收缩率也可能适当减小。料温高，则收缩率大，但取向性小。因此在成型时调整模温、压力、注射速度、缓冲垫及冷却时间等因素也可适当改变塑件的收缩情况。5、常用热塑性塑料的流比长与收缩率：（表一收缩率，表二流比长、表三密度）表一材料名称收缩率%材料名称收缩率%PS0.5 0.8HDPE1.5

4、3ABS0.3 0.6LDPE1.5 2.5PMMA0.5 0.7PP1 2PVC0.6 1.5PA60.8 2.4POM1 1.6PA661.5 2PBTP1.7 2.3PA6/660.6 1.5PC0.5 0.7PA6增强0.3 0.7PSV0.4 0.8PA66增强0.2 0.3PPO0.5 0.7PPS0.020.05、流动性 1、评定流动性的指标，一般可从分子量的大小、熔融指数、阿基米德螺旋线长度、流动比等一系列指数进行分析。分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高，表观粘度小及流动比大的为流动性好。 按模具设计要求大致可将常用热塑性塑料的流动性分为三类：、流动性好的如：

5、尼龙，聚乙烯，聚苯乙烯、聚丙烯等；、流动性中等的如：改性聚苯乙烯、氯乙烯、ABS、AS、PMMA、 POM等；、流动性差的如：聚碳酸脂、聚苯醚、聚砜、硬氯乙烯等。 2、影响流动性的因素：、温度：料温高，则流动性大，但不同塑料也各有差异如：聚乙烯、POM的流动性受温度变化的影响较小。压力：随注射压力增大，则熔料受剪切作用大，流动性也增大。模具结构：浇注系统的形式、尺寸、型腔布局、冷却系统的设计、熔体的流动阻力，等因素都直接影响熔料的流动性。表二材料名称流比长材料名称流比长聚苯乙烯PS200:1聚碳酸酯PC80:1丙烯酸-丁二烯-苯乙烯ABS190:1聚苯醚PPO80:1聚甲基丙烯酸甲酯PMMA1

6、30:1聚乙烯LDPE280:1聚氯乙烯PVC100:1聚乙烯HDPE230:1聚酰胺PA150:1聚丙稀PP250:1聚甲醛POM110:1聚对苯二甲酸乙二酯（PETP）100:1聚对苯二甲酸丁二酯PBTP130:1表三常用塑料的密度名称密度（g/cm3)名称密度（g/cm3)聚乙烯（PE）-高密度0.9410.965聚对苯二甲酸丁二酯（PBTP）1.301.55 低密度0.910.925聚苯醚（PPO）1.061.36聚丙稀（PP）0.850.91聚苯硫醚（PPS）1.301.90聚氯乙烯（PVC）硬1.301.58聚砜（PSU）1.241.61 软1.161.35环氧塑料（EP）1.60

7、2.00聚苯乙烯（PS）1.041.10聚碳酸酯（PC）1.181.20丙烯酸-丁二烯-苯乙烯（ABS）1.041.06聚甲醛（POM）1.421.43聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）1.171.20聚对苯二甲酸乙二酯（PETP）1.371.38聚酰胺（尼龙PA）1.051.07、吸湿性 根据塑料对水分亲疏程度的差别，塑料大致可分为吸湿或粘附水分的和不吸湿不粘附水分的两大类。前者有纤维素酯（醚）、有机玻璃、尼龙、ABS、聚碳酸脂、聚砜等；后者有聚乙烯、聚炳烯、聚苯乙烯等。凡具有吸湿或粘附水分倾向的塑料，如果在成型时，其水分含量超过限度，则在成型过程中由于水分在成型设备的高温料筒内挥发成气体，促使塑

8、料水解，所以会使树脂起泡或粘度下降。这不仅影响产品质量，而且还会给成型加工带来困难。为此，对于这类塑料在成型加工前必须进行干燥处理，以除去其中的水分。表四 常用塑料干燥工艺条件塑 料 品 种吸水率%干燥温度（）干燥时间（h）聚碳酸酯PC0.10.3100 2002 3聚甲基丙烯酸甲酯PMMA0.20.380 852丙烯晴-丁二烯-苯乙烯ABS0.20.380 852聚苯硫醚PPS0.020.05110 1402 3聚酰胺PA0.31.390 1003 4醋酸纤维CA0.20.370 902 3聚对苯二甲酸丁二醇脂PBT0.020.05120 1404聚砜PSU0.221.8120 1403聚丙

9、烯PP0.030.0470 801聚苯醚PPO0.71001052 3聚甲醛PPM0.220.2580 852 3表五 空气干度对热塑性塑料干燥时间的影响物料的含湿量（%）80的干燥时间(h)干燥空气的露点（）+100-10-20-3000.400.400.400.400.400.50.340.310.270.200.171.00.300.260.200.1250.101.50.250.220.160.090.072.00.220.200.120.070.052.50.210.1750.110.060.033.00.200.160.100.050.02、结晶性 根据塑料冷凝时有无出现结晶现象，

10、可将塑料分成结晶形塑料和无定形塑料两大类。前者有聚乙烯、聚炳烯、聚甲醛、尼龙等。后者有聚苯乙烯、有机玻璃、聚碳酸酯、ABS、聚砜等。 作为判断这两类塑料的外观标准，可视塑料厚壁件的透明性而定。一般说来，结晶形塑料为不透明或半透明的，无定形的为透明的。当然也有例外的情况如：ABS却并不透明。 模具设计和选择注塑机时应考虑结晶形塑料的以下特性： 1、料温上升到成型温度时就需的热量多，应选用塑化能力大的设备。 2、冷凝时放出的热量大，应对模具进行充分冷却。 3、成型收缩大，容易发生缩孔或气泡。 4、冷却快，则结晶度低，收缩小。结晶度与塑件壁厚有关，壁厚则冷却慢，结晶度高，收缩大，物理性能好。5、各向

11、异性显著，内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶倾向，易发生变形翘曲。6、结晶熔点范围窄，流动性差。表六 常用塑料成型的冷却时间塑料名称冷却时间(s)塑料名称冷却时间(s)CA15 45PPO30 60HPVC15 60PS10 40ABS20 120LDPE15 60PA620 60HDPE15 60PA6620 60PP15 50PMMA20 50POM20 60PC20 50PSU30 60表七 成型周期与壁厚的经验值壁厚(mm)成型周期(s)壁厚(mm)成型周期(s)0.5102.5351.0153.0451.5223.5652.0284.085、热敏性热敏性是指某些热稳定性差的塑料

12、，在高温下受热时间较长或浇口截面过小剪切作用大时，料温增高就易发生变色、降解、分解的倾向。具有这种特性的塑料称为热敏性塑料，如：聚氯乙烯、聚甲醛等。热敏性塑料在分解时会产生气体，分解的气体对人体、设备、模具都有腐蚀作用或有毒性。为了防止热敏性塑料在成型过程中出现过热分解现象，可采取在塑料中加入稳定剂，合理选择设备，正确控制成型温度和成型周期，合理设计模具浇注系统及对模具表面作防腐处理等措施。、应力开裂及熔体破裂有些塑料（如：聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜等）在成型时易产生内应力而使塑件质脆易裂，在外力作用下或在溶剂作用下发生开裂现象。为此，在塑料中加入增强填料，对塑料进行干燥处理，合理选择成型条件，

13、正确设计产品结构和模具结构，合理选择浇口形式，适当调节料温、模温、压力、注射速度、冷却时间，设法减小或消除内应力尤为重要。熔体破裂是指一定熔融指数的塑料，在恒定温度下，通过喷嘴时流速超过某值后熔体表面发生明显裂纹现象。这种裂纹既影响塑件的外观质量，又有损塑件的性能。出现熔体破裂现象的原因是塑料在成型过程中受到速度的剪切作用所致。因此，选用熔融指数较高的塑料，适当加大喷嘴孔径，尽量提高成型温度、减小注射速度等都是消除熔体破裂现象的有效办法。 三、锁模力的计算与料筒的清洗 1、锁模力在注射充模阶段和保压补缩阶段，模腔压力要产生使模具分型面分开的胀模力。为了克服这种胀模作用，合模系统必须施模具以闭紧

14、力，此为锁模力。锁模力的调整将直接影响制品的表面质量和尺寸精度；锁模不足会导致模具动定模离缝，发生溢料；但锁模力太大会使模具变形，制品产生内应力和不必要的能量消耗。注塑制品所需要的锁模力应根据模腔压力和制品投影面积来确定，其计算公式如下： PcpFr Pr 1000式中 Pr 工艺锁模力，KN(或T) Pcp 模腔平均压力，bar (kgf/cm2) Fr 制品投影面积 cm2模腔压力可根据注塑制品来选择。如：成型容易、壁厚均匀、材料流动性又好的制品，模腔压力一般取19.6 29.4Mpa(200 300kgf/cm2)为宜。精度高、形状复杂的工业制品取39.2Mpa即(400 kgf/cm2

15、)，应对制品的特性不同和选材的不同作相应的调整。为保证可靠的锁模，锁模力的选用必须小于注塑机的额定锁模力，一般取Pr(0.75 0.85)的额定锁模力。表八2、料筒清洗在注塑机生产过程中更换产品和原材料时对料筒的清洗是必不可少的，如何对料筒的清洗做到： 清洗干净 用最短的时间 节约原材料，具体做法应根据如下原则：、尽可能取相溶性比较好的，或相接近的原材料；、尽可能由耐温低向耐温高方向更换原材料；、尽可能由颜色浅的向颜色深的方向更换原材料。实际操作过程中不可能完全按上述原则，因此在这一原则基础上可作如下变更：、二种原材料之间相溶性差距较大，可选择第三种材料界于二者之间作为过渡（如：PE、PP等）

16、；、由料筒温度高的向料筒温低方向更换原材料（温度相差比较大），在更换原材料的同时，必须先切断料筒的加热开关，以防止原材料过热而分解，分解的料会污染料筒给以后制品的生产造成损失（如：黑点、条纹等）；、由深色向浅色方向更换原材料，尽可能先用浅色的回料清洗，然后再用正料。但在清洗料筒前，首先必须将料筒内的剩余料射空之后才能进行。四、常规模具浇口的计算公式:d=nv-塑料体积.mm3n-系数d-浇口直径.mm表九: 系数PEPPPSPAABSPVC0.050.050.060.060.070.08附：英制锁模力计算方法： 锁模力=制品投影面积（in2）x锁模常数（吨/ in2） 锁模常数（吨/ in2）

17、表： 材 料 名 称锁 模 常 数（吨/in2） ） in2PE1.0-1.5 TOU/ in2PVC1.5-2.0 TOU/ in2PA2.0-2.5 TOU/ in2TPU(聚氨脂)2.0-3.0 TOU/ in2PS-PP1.5-2.5 TOU/ in2ABS3.0- TOU/ in2PC3.0-3.5 TOU/ in2 产品所占之投影面积愈大，产品厚度愈厚游动性愈不良，均须提高锁模常数。 五、制品缺陷因素分析表十制品缺陷设备因素模具因素材料因素制品表面有黯淡区1 改善注射速度1 检查模具冷却系统、排气情况1 基料对温度较敏感2 降低喷嘴温度2 降低模具温度3 清除模具上油污和防锈剂4

18、抛光型腔表面尺寸不稳定1 注射条件有变化（压力、速度、温度）1 检查模具脱模情况1 原材料颗粒尺寸有变化2 成型周期变化2 检查模具的冷却系统2 控制回料比例3 检查模具填充状态3 检查材料生产批号4 检查料筒下料口温度变化5 检查止回环工作状态黑点1 料筒污染1 模具内有油污或防锈剂1 材料污染2 止回环磨损2 顶杆磨损2 材料中有较多粉末3 喷嘴内壁粗糙3 浇口太小4 有少量气体条纹1 料筒污染1 排气不良1 材料污染2 喷嘴端面接触不良2 壁厚不均2 颗粒不均3 喷嘴口与模具吻合不良3 浇口过小3 回料比例过高4 喷嘴温度过高4 模具内有油污及防锈剂4有少量混料顶出开裂（或粘模）1 保压

19、太高1 型芯斜度不够或光滑度不够，张力太大1有混料2 料温过高2 模温太低3 注塑机锁模力太大或太小3 顶针不合理4 顶出速度太快4 制品厚薄不均5 背压太高，剪切力太大制品缺陷设备因素模具因素材料因素银丝和分层1 背压太高1 模具内有油污或防锈剂1 材料含湿量超标2 螺杆转速太快2 浇口太小2 原材料有混料，且二种料的相熔差3 料筒温度太高3 排气不良3 材料中有大量粉末4 注塑速度太快4 模具温度太低5 喷嘴孔小制品溢料1 合模力不能满足成型面积的需要1 分型面啮合不佳1 原材料属非注塑型的2 动定模平行度不佳2 模具平行度不佳3 注射压力、保压压力太大3 浇口太小4 注射速度过快4 调整

20、模具活块部件的锁紧力5 料温过高5 增加模具的支撑垫制品表面凹陷1 注射量不足1 制品壁厚不均或壁厚太厚2 缓冲垫太大2 产品过长，物料流长比不够3 保压时间不够3 浇口太小，补缩不足4 保压压力不足4可适当调整动定模的模温差5 注射速度太小6 背压不足充模不足1 注射压力低1 模具温度低1 流动性差2 料温不够2 浇口太小2 材料中含杂质太多3 过大缓冲垫3 排气不良4 料量不足4 浇口或喷嘴堵塞5 喷嘴孔太小5 塑件壁太薄6 设备注射量不足6 热流道温度低或分流道温度不 平衡7 止回环坏8 喷嘴堵塞9 注射速度慢10 料温11 自锁喷嘴失灵制品缺陷设备因素模具因素材料因素熔接线1 料温太低

21、1 模温不够1 材料含湿量太高2 注射速度太慢2 排气不良2 流动性差，流比长不够3 喷嘴温度不够3 浇口小4 保压太低4 浇口位置不佳5 塑化能力不够5 型腔厚薄不均6 分浇口太多7 热流道温度不够制品表面有气泡1 注射速度太快1 排气不良1 原料中含微量水分2 保压压力不稳定2 型腔厚薄不均，有环流现象3 料温太高4 螺杆转速太快制品表面有环流纹1 注射速度太快1 模具温度不够1 材料流动性2 注射压力不够2 浇口孔太小3 喷嘴孔太小3 流道太长4 止回环工作不良制品脱模困难1 注射压力太大1 脱模斜度不够1 料温偏低，分子密度太高2 保压压力太高2 模具表面光洁度不够2 料温过高，周期过

22、长，料脆3 动、定模平行度不良3 模具型芯抓力不够3 润滑剂不够4 锁模力太大4 模温太低5 模具变形制品变形1 动、定模平行度不良1 模具冷却不均，制品有内应力1 材料选用不变2 锁模力过大2 主浇道脱模困难2 后收缩较大（晶体在一定温度下会继续结晶）3 冷却时间太短3 浇口位置不难4 制品设计不合理5 厚薄不均制件脆裂1 料温太高1 模温太低1 热降解2 背压太大2 浇口太小2 粉末过多3 螺杆转速太快3 热流道控制失灵3 物料不纯4 注射速度太快5 扩大喷嘴孔径制品缺陷设备因素模具因素材料因素焦斑1 降低注射速度1 排气不良1干燥度不够2 增加缓冲垫2 厚薄不均3 喷嘴温度过高3 多浇口位置不佳玻纤外露1 料筒温度太低， 1 模温太低1 物料流动性差2 喷嘴温度太低2 排气不良2 干燥度不够3 止回环工作不良3 浇口位子不合适冷块式僵块1 料筒温度太低，塑化不均1 模具无冷料穴1 料不纯2 喷嘴温度太低2 模温太低3 注塑速度调节4 无防流涎功能制品光泽差1 料筒温度太低1 模具温度太低1 流动性差2 注射压力太低2 浇口太小2 增塑剂不合适3 缓冲垫过大3 排气不良3 颗粒中粉尘太多4 注射速度太慢4 加强筋厚度太厚4 干燥不够