一、收缩率
热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述,影响热塑性塑料成型收缩的因素如下:
1、 塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形式的体积变化,内应力强,冻结在塑件内的残余应力大,分子取向性等因素,因此与热固性塑料相比则收缩率较大,收缩率范围广、方向性明显,另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热固性塑料大。
2、 塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层马上散热形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差,使塑料内层缓慢散热而形成收缩大的高密度固态层。因此壁厚、散热慢、高密度层厚的则收缩大。另外,有无嵌件及嵌件布局、数量都显著影响料流方向、密度分布及收缩阻力大小等,因此塑件的特点对收缩大小、方向性影响较大。
3、 进料口形式、尺寸、分布这些因素显著影响料流方向、分布密度、保压补缩作用及成型时间。直接进料口、进料口截面大(特别截面较厚的)则收缩小,但方向性大,进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。
4、 成型条件模具温度高,熔融料散热慢、密度高、收缩大,尤其对晶体料则因高结晶度,体积变化大,故收缩更大。
模温分布与塑件内外散热及密度均匀性也有关,显著影响到各部分收缩量大小及方向性。另外,保持压力及时间对收缩也影响较大,压力大、周期长的则收缩小,但方向性大。
注塑高压力,熔融料黏度差小,层间剪切应力小,脱模后弹性回跳大,故收缩也可适量地减小,料温高、收缩大,但方向性小。因此在成型时调整模温、压力、注塑速度及散热时间等诸因素也可适当改变塑料收缩情况。
模具设计时根据各类塑料的收缩范围,塑件壁厚、形状、进料口形式尺寸及分布情况,按经验确定塑件各部位的收缩率,再来计算型腔尺寸。
对高精度塑件及难以掌握收缩率时,一般宜用如下方式设计模具:
1、对塑件外径取较小收缩率,内经取较大收缩率,以留有试模后纠正的余地。
2、试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。
3、要后处理的塑件径后处理确定尺寸变化情况(测量时务必在脱模24h 以后)。
4、按实际收缩情况纠正模具。
5、再试模也可适当地改变工艺条件,略微纠正收缩值以满足塑件要求。
二、流动性热塑性塑料
流动性大小,一般可从分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线流动长度、表观黏度及流动比(过程长度/塑件壁厚)等不同系列指数进行解析。
分子量小,分子量分布宽,分子结构规整性差;熔融指数高、螺流动长度长、表观黏度小,流动比大的则流动性就好。
对相同品名的塑料务必检查其说明书判断其流动性是否适用于注塑成型。按模具设计要求大致可以将常用塑料的流动性分为三种: 1、流动性好PA、PE、PS、pp、CA、聚4 甲基戊烯。
2、流动性中等聚苯乙烯系列数值(如ABS、AS)、PMMA、POM、聚苯醚。
3、流动性差PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。
各类塑料的流动性也因各成型因素而变,重要影响的因素有如下几点:
1、温度
料温度高则流动性增大,但不同塑料也各有区别,P S(特别耐冲击型及MFR 值相当高的)、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯(如ABS、AS)、PC、CA 等塑料的流动性随温度变化较大。
对PE、POM,则温度增减对其流动性影响不大。所之前者在成型时宜调整温度来控制流动性。
2、压力
注塑压力增大则熔融料受剪切作用大,流动性也增大,尤其是PE、POM 比较敏锐,因此成型时宜调整注塑机压力来控制流动性。
3、模具结构
浇注系统的形式、尺寸、布置、散热系统设计、熔融料流动阻力(如型面光洁度、料道截面厚度、型腔形状、排气系统)等因素都显著影响到熔融料在型腔内的实际流动性,凡推动熔融料降低温度,增加流动性阻力的则流动性就降低。
模具设计时应按照所用塑料的流动性,选用合理的结构。成型时则也可控制料温、模温及注塑压力、注塑速度等因素来适当地调整填充情况以满足成型需要。
三、结晶性热塑性塑料
按其冷凝时是否出现结晶现象可归纳为结晶型塑料与非结晶型(又被称之为无定形)塑料两类。
所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时,分子由自由移动(完全处于无次序状态)变成中止自由运动,按略微固定的位置,并有使分子排列成为正规模型偏向的一种现象。