北京化工大学材料工程学院北京化工大学丁雪佳2011.10.27高分子材料的注射成型加工技术技术培训第2页北京化工大学材料工程学院目录p高分子材料的注塑成型第一部分注塑机原理及工作概述第二部分注塑成型工艺的常见问题第三部分常用原料的性能及注塑加工工艺特点p挤出成型p开炼密炼机第3页北京化工大学材料工程学院注塑加工是一个知识面广、技术性强的行业。注塑成型是高分子材料成型加工中的一种重要达到方法。注塑成型是将塑料材料转变为塑料制品的一门工程技术。它涉及到注塑机操作、注塑模具结构、塑料性能、注塑产品结构、注塑工艺调整、注塑件常见缺陷原因分析、塑料助剂（配色），注塑件性能的测试，注塑件质量管理，注塑工程管理，注塑车间管理及安全管理等等多方面的知识。注塑成型通常包括两个过程：首先使塑料熔融并取得所需形状，然后设法保持所得形状的成品。前言第一部分注塑机原理及工作概述第4页北京化工大学材料工程学院应用情况p注塑机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品n因此广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。第一部分注塑机原理及工作概述第5页北京化工大学材料工程学院工作原理p注塑机是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料以高压快速注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。第一部分注塑机原理及工作概述第6页北京化工大学材料工程学院注塑机机构组成示例（卧式）第一部分注塑机原理及工作概述第7页北京化工大学材料工程学院注塑机的工作循环1、锁合模：模扳快速接近定模扳（包括慢-快-慢速），且确认无异物存在下，系统转为高压，将模板锁合（保持油缸内压力）。2、射台前移到位：射台前进到指定位置（喷嘴与模具紧贴）。3、注塑：可设定螺杆以多段速度，压力和行程，将料筒前端的溶料注入模腔。4、冷却和保压：按设定多种压力和时间段，保持料筒的压力，同时模腔冷却成型。5 5、冷却和预塑：模腔内制品继续冷却，同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推， 螺杆在设定的背压控制下后退，当螺杆后退到预定位置，螺杆停止旋 转，注射油缸按设定松退，预料结束。6 6、射台后退：预塑结束后，射台后退到指定位置。7 7、开 模：模扳后退到原位（包括慢- -快- -慢速）8 8、顶 出：顶针顶出制品。第一部分注塑机原理及工作概述第8页北京化工大学材料工程学院注塑机工作过程演示（卧式）第一部分注塑机原理及工作概述第9页北京化工大学材料工程学院注塑机类型p按照塑化方式可以分为：螺杆式和柱塞式p按照注射装置和锁模装置的排列方式，可分为：立式、卧式和角式。p目前应用最为广泛是卧式螺杆式注塑机。第一部分注塑机原理及工作概述第10页北京化工大学材料工程学院螺杆式注塑机特点p简化了预塑结构，不需要分流梭，因而使注射压力降低了很多。p螺杆转动使物料翻滚，传热条件好。物料内部受到剪应力大，塑化效率高。p无分流梭，更换物料方便。p注射速度快。p对原料的适应性广，能加工热敏树脂。第一部分注塑机原理及工作概述第11页北京化工大学材料工程学院螺杆式注塑机示意图第一部分注塑机原理及工作概述第12页北京化工大学材料工程学院柱塞式注塑机特点p有分流梭，更换物料不便而且注射压力下降较大p塑化效果相对较差，不能加工热敏树脂第一部分注塑机原理及工作概述第13页北京化工大学材料工程学院柱塞式注塑机示意图第一部分注塑机原理及工作概述第14页北京化工大学材料工程学院卧式注塑机的特点p注射装置，合模装置均水平排列。p机身低，加料方便，操作维修方便，制品顶出后可自由落下，易实现自动化。p应用较为广泛p缺点：占地面积大，模具拆卸比较麻烦。第一部分注塑机原理及工作概述第15页北京化工大学材料工程学院注塑机图片资料（卧式）第一部分注塑机原理及工作概述第16页北京化工大学材料工程学院立式注塑机的特点p注射装置和锁模装置处于同一垂直中心线上，占地面积小p易实现嵌件成型，因模具表面朝上，嵌件定位容易。p模具的重量由水平模板支承作上下开闭动作，不会发生类似卧式机的由于模具重力引起的前倒，使得模板无法开闭的现象，利于持久保持机械和模具的精度。p缺点：料斗高，加料不方便，仅适用于注射量小于60m3的制品生产。第一部分注塑机原理及工作概述第17页北京化工大学材料工程学院注塑机图片资料（立式）第一部分注塑机原理及工作概述第18页北京化工大学材料工程学院角式注塑机特点p注射装置与合模装置呈垂直排列。p应用情况介于立式与卧式之间，适用于加工中心部分不允许留有浇口的制品。第一部分注塑机原理及工作概述第19页北京化工大学材料工程学院注射成型设备p培训资料（3）第20页北京化工大学材料工程学院注塑机油温对工艺的影响n设定注射速度：80%油温：30n泻漏量：10%n实际速度：70%1n设定注射速度：80%油温：60n泻漏量：30%n实际速度：50%212第一部分注塑机原理及工作概述第21页北京化工大学材料工程学院v模温功能：均匀冷却制品，缩模温功能：均匀冷却制品，缩短成型周期、提高短成型周期、提高制品质量；制品质量；v模温对制品品质的影响；模温对制品品质的影响；1、模温决定注射时间、模温决定注射时间2、模温决定注射速度、模温决定注射速度3、模温决定注射压力、模温决定注射压力 模具温度对塑料制品的影响第一部分注塑机原理及工作概述第22页北京化工大学材料工程学院注塑机螺杆p普通型、专用型普通型、专用型（PA6专用、P专用等）p螺杆三段：进料段、压缩段、计量段螺杆三段：进料段、压缩段、计量段p长径比：螺杆有效长度和直径比长径比：螺杆有效长度和直径比p压缩比：进料段体积和计量段体积比压缩比：进料段体积和计量段体积比p三段比三段比第一部分注塑机原理及工作概述第23页北京化工大学材料工程学院注塑机螺杆温度显示温度n刚开始加热时刚开始加热时800 600 400 100 150 200 30 n正常生产时正常生产时显示温度80 180 100 230 210 200 第一部分注塑机原理及工作概述第24页北京化工大学材料工程学院塑化过程理论进料段功用：进料段功用：1、料的输送、料的输送2、料的预热、料的预热3、排汽通道、排汽通道压缩段功用：压缩段功用：1、压缩塑化、压缩塑化2、排出料中气体、排出料中气体计量段功用：计量段功用：1、搅拌、均化、搅拌、均化背压功用：背压功用：1、增密、增密2、排气、排气3、提高剪切效果、提高剪切效果第一部分注塑机原理及工作概述第25页北京化工大学材料工程学院塑化过程理论塑化能量来源n料筒加热n螺杆剪切第一部分注塑机原理及工作概述第26页北京化工大学材料工程学院塑料塑化质量分析v对于塑化好的一筒料的质量和温度并不相同对于塑化好的一筒料的质量和温度并不相同n分解较大分解较大n塑化质量最差塑化质量最差塑化行程第一部分注塑机原理及工作概述第27页北京化工大学材料工程学院不同剪切速率下的压力温度曲线熔指数为5g/10min的LDPE剪切速率12.4*105 23.5*104 31.2*104 1/S温度 15253545556575350310250190132压力MPA10270230210160喷嘴功能：喷嘴功能：防涎、剪切、混炼防涎、剪切、混炼 1、射咀孔大：压力损失小、受剪切、射咀孔大：压力损失小、受剪切 力小、升温小力小、升温小 2、射咀孔小：压力损失大、受剪切、射咀孔小：压力损失大、受剪切 力大、升温大力大、升温大 3、射咀孔的大小和剪切速度决定原、射咀孔的大小和剪切速度决定原 料加工温度范围料加工温度范围 注塑机喷嘴的功能及对注塑工艺的影响第一部分注塑机原理及工作概述第28页北京化工大学材料工程学院注塑机开锁模流程图第一部分注塑机原理及工作概述第29页北京化工大学材料工程学院注塑机开锁模对工艺影响锁锁模模力力/模模板板平平行行度度制制品品品品质质料料流流动动方方向向模模具具排排气气受力小受力小气体气体气体气体n工艺重复性差工艺重复性差第一部分注塑机原理及工作概述第30页北京化工大学材料工程学院背压定义：是注塑成型工艺中控制熔料质量及产品质量的重要参数之一，合适的背压对于提高产品质量有着重要的作用，不可忽视！（料管升温不算是，只是有剪切热）在塑料熔融、塑化过程中，熔料不断移向料筒前端（计量室内），且越来越多，逐渐形成一个压力，推动螺杆向后退。为了阻止螺杆后退过快，确保熔料均匀压实，需要给螺杆提供一个反方向的压力，这个反方向阻止螺杆后退的压力称为背压。背压亦称塑化压力。背压的形成：第一部分注塑机原理及工作概述第31页北京化工大学材料工程学院注注注注射射射射成成成成型型型型工工工工艺艺艺艺注射成型工艺注射成型工艺第32页北京化工大学材料工程学院1.温度料筒温度：料筒温度：喷嘴温度：喷嘴温度：模具温度：模具温度： 料筒和螺杆之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎”现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。- 成型周期长，脱模后翘曲变形，影响尺寸精度； 产生较大内应力，开裂，表面质量下降。温度过高温度过高温度太低温度太低注射成型工艺注射成型工艺第33页北京化工大学材料工程学院2.压力：塑化压力：注射压力： 又称“背压背压”(螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所 受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小。 螺杆头部对塑料熔体施加的压力。它的作用作用是 克服熔体的流动阻力，保证一定的充模速率。注射压力与塑料品种、注射机类型、模具浇注系统结构尺寸、塑件壁厚流程大小等因素有关。注射成型工艺注射成型工艺第34页北京化工大学材料工程学院成型周期注射时间开关模冷却时间其它时间射胶时间保压时间保压时间保压时间注射成型工艺注射成型工艺第35页北京化工大学材料工程学院成成型型前前准准备备原原料料检检验验原原料料染染色色原料干燥原料干燥质量体积流动性水分及挥发物含量收缩率烘箱干燥红外线干燥热板干燥高频干燥注射成型工艺注射成型工艺第36页北京化工大学材料工程学院注射工艺流程图第37页北京化工大学材料工程学院PP填充阶段：填充阶段： 把胶料注入模具型腔内把胶料注入模具型腔内 压实阶段：压实阶段：增密增密 保压阶段：保压阶段：补缩补缩倒流阶段：倒流阶段： 射胶过程：第38页北京化工大学材料工程学院喷射排汽缩水气体压缩飞边多级注射的目的多级注射的目的1、不同的型腔条件，配以不同的工艺条件2、为了解决制品在不同部位产生的缺陷，保证生产出合格制品；3、可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。多级注塑多级注塑第39页北京化工大学材料工程学院概述多级注塑成型是指在一个注塑成型过程中，螺杆推进熔体射入模具时，通过位置感应元件的反馈，实现在不同位置段有不同的注塑速度和压力来控制。为此应根据制件的大小和结构设置好速度/压力的切换距离。多级注塑多级注塑第40页北京化工大学材料工程学院多级注塑多级注塑多级注塑设定v注射切换距离的设定应根据模具结构来确定；v为了知道射胶距离，我们可以只设定第一段压力和速度，其他全部定为0；据此我们可以初步判断该如何合理设置距离.第41页北京化工大学材料工程学院多级注射的优点高速注射成型优点通过高低速的组合可以取得两者的优点低速注射的优点多级注射模塑效果1，缩短注塑时间2，增大塑料熔体的流动距离3，提高制品的表面光泽4，防止产生冷却变形5，提高多熔接部分强度1，缩短注塑时间6，减小毛边、缺料10，防止制品表面灼伤2，减小运转加速时间7，减小流动纹、注射纹11，减小缩孔3，薄件的模塑成型8，减小表面光泽的不均匀12，防止弯曲、变形4，降低合模夹紧压力9，提高对流熔接部分的强13，提高可镀性、涂漆性5，减小重复错误度和减小对流焊接线1，防止产生毛边2，防止产生流动纹3，防止排气不好4，防止带进空气5，防止产生分子取向变形第42页北京化工大学材料工程学院制品缩水n料筒内塑化料筒内塑化n模具内冷却模具内冷却n胶料流动胶料流动n破坏分子间力破坏分子间力n塑化塑化n加热加热+剪切剪切n吸收能量吸收能量n放出能量放出能量n待塑化胶料待塑化胶料第43页北京化工大学材料工程学院保压设置p1 1、多级保压设定原则：不缩水、不顶白、不出飞边、不出现顶出坑纹、 制品重量稳定；p2 2、保压结束的标志为制品浇口的冻结；p3 3、时间转保压、位置转保压；第44页北京化工大学材料工程学院压压力力损损失失n射咀n浇口/浇道n制品内壁残残余余应应力力n包模力n脱模困难注射压力损失与制品残余应力第45页北京化工大学材料工程学院毛边尺寸过大缩短计量长度S0的位置向前移多级注塑技术应用示例多级注塑技术应用示例1 1第46页北京化工大学材料工程学院毛边尺寸不稳定 保压切换前射速降低确保正确保压切换多级注塑技术应用示例多级注塑技术应用示例2 2第47页北京化工大学材料工程学院进浇口处有毛边流路末端/凹陷 降低第一段保压，待毛边部形成皮层后，再提高多级注塑技术应用示例多级注塑技术应用示例4 4第48页北京化工大学材料工程学院多级注塑技术应用示例5龟裂、白化应力残留毛边 全面调降保持压力 第49页北京化工大学材料工程学院多级注塑技术应用示例6短射波纹钝状 提高充填压力;提高充填速度. 第50页北京化工大学材料工程学院多级注塑技术应用示例7短射凹陷延长计量长度S0向后移动 第51页北京化工大学材料工程学院流路末端焦痕短射 降低充填后期速度使排气充分进行多级注塑技术应用示例多级注塑技术应用示例8 8第52页北京化工大学材料工程学院凹陷 通过壁厚部位减速形成皮层多级注塑技术应用示例多级注塑技术应用示例9 9第53页北京化工大学材料工程学院流路末端凹陷接合线明显提高充填速度或充填压力多级注塑技术应用示例多级注塑技术应用示例1 10 0第54页北京化工大学材料工程学院凹陷:尺寸不足 调高保持压力或延长保持时间多级注塑技术应用示例多级注塑技术应用示例1111第55页北京化工大学材料工程学院第二部分注塑工艺的常见问题成型缺陷概要成型缺陷成因成型缺陷对策第56页北京化工大学材料工程学院成 型 缺 陷 概 要表面发乌龟裂（不同于裂纹）白化表面浮纤气丝、银纹颜色不均缩痕和缺料制品分层飞边和毛刺皱招及麻面 振动纹外观的不稳定（时好时坏）尺寸偏差残余应力 内部气泡脆化产品强度不足等第57页北京化工大学材料工程学院成 型 缺 陷成 因熔接线和融合线:是不同的，前者是一个浇口经过某型芯造成的，后者两浇口汇合而成。龟裂：产品放置一段时间以后出现细小纹.以P+ABS最为常见.振动纹：以浇口为中心的轮状纹路白化：塑件弯曲部分变白，进一步弯曲会折断。第58页北京化工大学材料工程学院交织在一起T(T(温度温度) )气丝银纹脆化产品强度不足表面浮纤表面发乌 P(P(受力受力) )残余应力龟裂开裂白化V(V(体积体积) )皱招及麻面缩痕和缺料飞边和毛刺内部气泡尺寸偏差前提前提: : 材料质量保证材料质量保证第59页北京化工大学材料工程学院注射实际压力注射实际压力模腔存在阻力模腔存在阻力材料弹性回复材料弹性回复保压阶段压力保压阶段压力P(受力)设备模具结构材料等有关遇到塑件质量问题首先从“力”入手,毕竟物质是通过”力”联系在一起；不要过多考虑细小分支因素。P(受 力)的 影 响T(温 度)的 影 响T(温度)料筒温度螺杆转速模具温度冷却时间产生大量热量融化料也与模具的散热能力和流道有关塑料融化60%以上热来自剪切热V(体 积)的 影 响缩痕和缺料、飞边和毛刺、内部气泡、尺寸偏差等缺陷的一个共同点是实际体积发生变化；也就是塑料进入模腔的实际有效质量发生变化。如果稳定了料量，也就可以解决上述缺陷。冰-水补充入模腔的塑料越多，越可避免产品的收缩.第60页北京化工大学材料工程学院残余应力：A：具体表现孔处受力后产生裂纹裂，如攻上螺钉后塑件在该处开裂塑件放置一段时间后出现开裂。金属嵌块附近易开裂。B：原因实质：由于模腔的闭合和塑料受力挤压，但高分子链有本能的蠕变回复平衡状态的趋势。C：改善方法确认注塑工艺是否合理（溶胶量、热能量及注射系统-压力、速度、时间）多级注射的各段设置是否符合塑料充填的规律进行后处理（调湿处理），特别是PA尼龙料更应该考虑。一般放在高温烘箱或热水（7080度）应力引起的根本原因：由于流动和凝固同时发生造成矛盾成成 型型 缺缺 陷陷 对对 策策第61页北京化工大学材料工程学院尺寸偏差：A：具体表现有的部位偏差，有的则OK。尺寸波动明显。偏差方向一直是保持一致。B：具体对策确认注塑工艺是否合理（溶胶量、热能量及注射系统-压力、速度、时间）多级注射的各段设置是否符合塑料充填的规律模具最近是否已进行维修（修改）材料是否变更。凹陷痕迹：A.应采用低保压压力进行改善。因为高保压熔体在增压相流动量加大，因而冷却和收缩缓慢，获得在补偿相中流量低，从而无法实现应有的补缩料量B.注射压力过高有时反而填充不满,因为压力过大,粘度升高,流动性反而不好。第62页北京化工大学材料工程学院注塑件弯曲的原因注塑件弯曲的原因: : (1).弯曲是因为注塑件内有过多内部应力。(2).模具填充速度慢。(3).模腔内塑料不足。 (4).塑料温度太低或不一致。 (5).注塑件在顶出时太热。 (6).冷却不足或动、定模的温度不一致。 (7).注塑件结构不合理（如加强筋集中在一面，但相距较远）。补救方法补救方法 : :(1).降低注塑压力。(2).减少螺杆向前时间。 (3).增加周期时间（尤其是冷却时间）。从模具内（尤其是较厚的注塑件）顶出后立即浸入温水中（38）使注塑件慢慢冷却。 (4).增加注塑速度。(5).增加塑料温度。 (6).用冷却设备。(7).适当增加冷却时间或改善冷却条件，尽可能保证动、定模的模温一致。 (8).根据实际情况在允许的情况下改善塑料件的结构 第63页北京化工大学材料工程学院第三部分注塑常用原料的性能及加工工艺特点每种原料主要分为以下三不部分p性能p工艺特点p典型应用范围第64页北京化工大学材料工程学院1PE的性能PE是塑料中产量最大的一种塑料，特点是质软、无毒、价廉、加工方便，耐化学性好，不易腐蚀，印刷困难。PE是一种典型的结晶型高聚物。它的种类多，常用的有LDPE（低密度聚乙烯）和HDPE（高密度聚乙烯），为半透明性塑料，强度低，比重为0.94g/m3(比水小)；很低密度LLDPE树脂（密度低于0910g/，LLDPE和LDPE的密度都在0910925之间）。LDPE较软，（俗称软胶）HDPE俗称硬性软胶，它比LDPE硬，是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间透光性差，结晶度大，很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象，当温度高于60时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。一一、 P P E E ( (聚聚 乙乙 烯烯 ) ) 第65页北京化工大学材料工程学院2PE的工艺特点PE制件最显著的特点是成型收缩率大，易产生缩水和变形。PE料吸水性小，可不用干燥。PE的加工温度范围很宽，不易分解（分解温度为320），若压力大，制件密度高，收缩率较小。PE流动性中等，要严格控制加工条件，并保持模温的恒定（40-60）。PE的结晶程度与成型工艺条件有关，它有较高的冷固温度，模温低，结晶度就低。在结晶过程，因收缩的各向异性，造成内部应力集中，PE制件易出现变形和开裂。产品放在80热水中水浴，可使压力得到一定的松驰。成型过程中，料温和模温偏高一些为宜，注射压力在保证制件质量的前提下应量偏低，模具的冷却特别要求迅速均匀，产品脱模时较烫。一一、 P P E E ( (聚聚 乙乙 烯烯 ) ) 第66页北京化工大学材料工程学院一一、 P P E E ( (聚聚 乙乙 烯烯 ) ) 2PE的工艺特点HDPE干燥：如果存储恰当则无须干燥。熔化温度220260。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200250之间。模具温度：5095。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内（这里“d”是冷却腔道的直径）。注射压力：7001050bar。注射速度：建议使用高速注射。流道和浇口:流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。特别适用于使用热流道模具。第67页北京化工大学材料工程学院2PE的工艺特点LLDPE的“延伸时柔软”的特性在吹膜过程中是一个缺点，LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象LDPE的那么稳定。模口隙距必须加宽以避免由于产生高背压和熔体断裂而降低产量。LDPE和LLDPE的一般模口隙距尺寸分别是0.0240.040in和0.0600.10in.一一、 P P E E ( (聚聚 乙乙 烯烯 ) ) 第68页北京化工大学材料工程学院3典型应用范围LLDPE已渗透到聚乙烯的大多数传统市场，包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。防渗漏地膜是新开发的LLDPE市场。地膜，一种大型挤出片材，用作废渣填埋和废物池衬垫，防止渗漏或污染周围地区。例如生产袋子、垃圾袋、弹性包装物、工业用衬套、巾式衬套和购物袋，这些都是利用改进强度和韧性后这种树脂的优点。透明薄膜，例如面包袋，一直由LDPE占统治地位，因为它有更好的浊度。然而，LLDPE与LDPE的共混物将改进强度。抗穿透性和LDPE薄膜的刚度，而不显著影响薄膜的透明度。HDPE应用范围：电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等一一、 P P E E ( (聚聚 乙乙 烯烯 ) ) 第69页北京化工大学材料工程学院二二、 P P P P ( (聚聚 丙丙 烯烯 ) ) 1.PP的工艺特点PP在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP在加工上有两个特点：其一：PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）；其二：分子取向程度高而呈现较大的收缩率。PP的加工温度在220275，注意不要超过275左右较好，它有良好的热稳定性（分解温度为310），但高温下（270-300），长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低，所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变形和凹陷。模温（4080），建议使用50。结晶程度主要由模具温度决定，宜控制在30-50范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。第70页北京化工大学材料工程学院二二、 P P P P ( (聚聚 丙丙 烯烯 ) ) 1.PP的性能PP为结晶型高聚物，常用塑料中PP最轻，密度仅为0.91g/m3（比水小）。通用塑料中，PP的耐热性最好，其热变形温度为80-100，能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。第71页北京化工大学材料工程学院二二、 P P P P ( (聚聚 丙丙 烯烯 ) ) 2.PP的工艺特点PP在熔化过程中，要吸收大量的熔解热（比热较大），产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥，PP的收缩率和结晶度比PE低。注射速度通常使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。注射压力：可大到1800bar。流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍，PP材料完全可以使用热流道系统。PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件第72页北京化工大学材料工程学院二二、 P P P P ( (聚聚 丙丙 烯烯 ) ) 3典型应用范围:汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。注塑品是PP均聚物的第二大市场，包括容器、密封器、汽车方面的应用、家庭用品、玩具及其它许多消费品和工业方面的最终用途。第73页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 1PA的性能PA也是结晶型塑料（尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂），作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万，品种很多，应用于注塑加工的常用尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。尼龙具有韧性、耐磨性和自润滑性，其优点主要有机机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面光滑、软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好。缺点是吸水性大，染色性差，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低吸水率，使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好（100内可长期使用）、耐腐蚀、制件重量轻、易成型。PA缺点主要有：易吸水、注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差，因其比热大，产品较烫。第74页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 1PA的性能PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种。其结晶度高，故其刚性、硬度、耐热性都高。PA1010是我国1958年首创、半透明、比重小、弹性和柔性较大，吸水性比PA66低，尺寸稳定性可靠。尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。各种尼龙按韧性大小排序为：PA66PA66/6PA6PA610PA11PA12尼龙的燃烧性为ULS44-2级，氧指数为24-28，尼龙的分解温度299，在449499时会发生自燃。尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。第75页北京化工大学材料工程学院第76页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 2PA的工艺特点2.1PA易吸湿，加工前一定要充分干燥，含水量应控制在0.3%以下。原料干燥得好，制品光泽高，否则比较粗糙，PA不会随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的较窄的温度范围内软化，熔点很明显，温度一旦达到就会出现流动（与PS、PE、PP等料不同）。PA的粘度远比其它热塑性塑料低，且其熔化温度范围较窄（仅5左右）。PA流动性好，容易充模成型，也易走披锋。喷嘴易出现“流涎”现象，抽胶需大一点。PA熔点高，凝固点也高，熔料在模具内随时会因温度降到熔点以下而凝固，妨碍充模成型的完成。所以，必须采用高速注射，（薄壁或长流程制件尤其这样）。尼龙模具要有较充分的排气措施。第77页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 2PA的工艺特点PA在熔融状态时，热稳定性较差，易降解。料筒温度不宜超过300，熔料在料筒内加热时间不宜超过30分钟，PA对模温要求较高，可利用模温的高低来控制其结晶性，来获得所需的性能。PA料模温在50-90较好，PA1010加工温度在220-240为宜，PA66加工温度为270-290。PA制品有时需根据品质要求进行“退火处理”或“调湿处理”。第78页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 2PA的工艺特点2.2PA12聚酰胺12或尼龙12加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存，建议要在85热空气中干燥45小时。如果材料是在密闭容器中储存，那么经过3小时温度平衡即可直接使用。熔化温度240300；对于普通特性材料不要超过310，对于有阻燃特性材料不要超过270。模具温度：对于未增强型材料为3040，对于薄壁或大面积元件为8090，对于增强型材料为90100。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。第79页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 2PA的工艺特点注射压力：最大可到1000bar（建议使用低保压压力和高熔化温度）。注射速度：高速（对于有玻璃添加剂的材料更好些）。流道和浇口:对于未加添加剂的材料，由于材料粘性较低，流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求58mm的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口，这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口，建议最小的直径为0.8mm。热流道模具很有效，但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道，浇口尺寸应当比冷流道要小一些。第80页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 2PA的工艺特点2.3PA6聚酰胺6或尼龙6：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105，8小时以上的真空烘干。熔化温度：230280，对于增强品种为250280。模具温度：8090。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为8090。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用2040的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80。第81页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 2PA的工艺特点注射压力：一般在7501250bar之间（取决于材料和产品设计）。注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t（这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。第82页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 2PA的工艺特点2.4PA66聚酰胺66或尼龙66如果加工前材料是密封的，那么就没有必要干燥。然而，如果储存容器被打开，那么建议在85的热空气中干燥处理。如果湿度大于0.2%，还需要进行105，12小时的真空干燥。熔化温度：260290。对玻璃添加剂的产品为275280。熔化温度应避免高于300。模具温度：建议80。模具温度将影响结晶度，而结晶度将影响产品的物理特性。对于薄壁塑件，如果使用低于40的模具温度，则塑件的结晶度将随着时间而变化，为了保持塑件的几何稳定性，需要进行退火处理。第83页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 2PA的工艺特点注射压力：通常在7501250bar，取决于材料和产品设计。注射速度：高速（对于增强型材料应稍低一些）。流道和浇口:由于PA66的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t（这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。第84页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 3典型应用范围:3.1PA12聚酰胺12或尼龙12应用范围：水量表和其他商业设备，电缆套，机械凸轮，滑动机构以及轴承等。3.2PA6聚酰胺6或尼龙6应用范围：由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。3.3PA66聚酰胺66或尼龙66应用范围：同PA6相比，PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。第85页北京化工大学材料工程学院1PVC的工艺特点较PVC加工温度范围窄（160-185），加工较困难，工艺要求高，加工时一般情况下可不用干燥（若需干燥，在60-70下进行）。模温较低（20-50）。PVC加工时易产生气纹、黑纹等，一定要严格控制好加工温度（加工温度185205），注射压力可大到1500bar，保压压力可大到1000bar，为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度，螺杆转速应低些（50%以下），残量要少，背压不能过高。模具排气要好。PVC料在高温炮筒中停留时间不能超过15分钟。如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口；对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm；扇形浇口的厚度不能小于1mm。四四、P PV VC C ( (聚聚 氯氯 乙乙 烯) ) 第86页北京化工大学材料工程学院2典型应用范围:供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。四四、P PV VC C ( (聚聚 氯氯 乙乙 烯) ) 第87页北京化工大学材料工程学院五五 、 PS（聚苯乙烯）1.PS的性能：PS为无定形聚合物，流动性好，吸水率低（小于00.2%），是一种易于成型加工的透明塑料。其制品透光率达88-92%，着色力强，硬度高。但PS制品脆性大，易产生内应力开裂，耐热性较差（60-80），无毒，比重1.04gcm3左右（稍大于水）。成型收缩率（其值一般为0.0040.007inin），透明PS这个名称仅表示树脂的透明度，而不是结晶度。(化学和物理特性:大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。)第88页北京化工大学材料工程学院2PS的工艺特点PS熔点为166，加工温度一般在185-215为宜，熔化温度180280，对于阻燃型材料其上限为250，分解温度约为290，故其加工温度范围较宽。模具温度4050，注射压力：200600bar，注射速度：建议使用快速的注射速度，流道和浇口：可以使用所有常规类型的浇口。PS料在加工前，除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为80C、23小时。因PS比热低，其制作一些模具散热即能很快冷凝固化，其冷却速度比一般原料要快，开模时间可早一些。其塑化时间和冷却时间都较短，成型周期时间会减少一些；PS制品的光泽随模温增加而越好。五五 、 PS（聚苯乙烯）第89页北京化工大学材料工程学院3典型应用范围:包装制品（容器、罩盖、瓶类）、一次性医药用品、玩具、杯、刀具、磁带轴、防风窗以及许多发泡制品鸡蛋箱。肉类和家禽包装盘、瓶子标签以及发泡PS缓冲材料，产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。五五 、 PS（聚苯乙烯）第90页北京化工大学材料工程学院六六 、A B S A B S 1.ABS的性能:ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。(每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。)从形态上看，ABS是非结晶性材料,具有较高的机械强度和良好“坚、韧、钢”的综合性能。它是无定型聚合物，ABS是一种通用型工程塑料，其品种多样，用途广泛，也称“通用塑料”，（MBS称为透明ABS）。第91页北京化工大学材料工程学院1.ABS的性能:ABS易吸湿，比重为1.05g/cm3（比水略重），收缩率低（0.60%）,尺寸稳定，易于成型加工。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型。缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。六六 、A B S A B S 第92页北京化工大学材料工程学院2.ABS的工艺特点2.1ABS的吸湿性和湿敏性都较大，在成型加工前必须进行充分干燥和预热(为8090C下最少干燥2小时)，将水分含量控制在0.03%以下。2.2ABS树脂的熔融粘度对温度的敏感性较低（与其它无定型树脂不同）。ABS的注射温度虽然比PS稍高，但不能像PS那样有宽松的升温范围，不能用盲目升温的办法来除低其粘度，可用增加螺杆转速或注射压力的办法来提高其流动性。一般加工温度在190-235为宜。六六 、A B S A B S 第93页北京化工大学材料工程学院2.3ABS的熔融粘度属中等，比PS、HIPS、AS均较高，需采用较高的注射压力(5001000bar)啤货。2.4ABS料采用中高速度等注射速度啤货效果较好。（除非形状复杂、薄壁制件需用较高的注射速度），产品水口位易产生气纹。2.5ABS成型温度较高，其模温一般调节在25-70。生产较大产品时，定模（前模）温度一般比动模（后模）略高5左右为宜。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）2.6ABS不宜在高温炮筒内停留时间过长（应小于30分钟），否则易分解发黄。2.ABS的工艺特点六六 、A B S A B S 第94页北京化工大学材料工程学院汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。六六 、A B S A B S 3.典型应用范围:第95页北京化工大学材料工程学院七七 、 P PC C （聚聚碳碳酸酸酯酯）1PC的性能聚碳酸酯是分子毛链中含有O-R-O-CO链节的热塑性树脂，按分子结构中所带酯基不同可分为脂肪旋、脂环族、脂肪一芳香族型，其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯，并以双酚A型聚碳酸酯为最重要，分子量通常为3-10万。PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高；韧性好、耐热耐候性好、易着色、吸水率低。PC热变形温度为135-143，蠕变性小，尺寸稳定；具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能，尺寸稳定性，电性能和阻燃性，可在-60120下长期使用。第96页北京化工大学材料工程学院2PC的工艺特点PC料对温度较敏感，其熔融粘度随温度的提高而明显降低，流动加快，对压力不敏感，要想提高其流动性，要采取升温的办法。PC料加工前要充分干燥（120左右，34小时），水分应控制在0.02%以内，微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽，银丝和气泡，PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力,高冲击韧性，因此可进行冷压，冷拉，冷辊压等冷成型加工。PC料宜采用高料温、高模温和高压慢速的条件下成型，对于较小的浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使用高速注射。模温控制在80-110左右较好，成型温度在280-320为宜。PC产品表面易出现气花，水口位易产生气纹，内部残留应力较大，易开裂。因此，PC料的成型加工要求较高。PC料收缩率低（0.5%），尺寸变化不。PC料啤出的制品可用退火的方法来消除其内应力。挤出用PC分子量应大于3万，要采用渐变压缩型螺杆，长径比1：1824，压缩比1：2.5，可采用挤出吹塑，注-吹、注-拉-吹片成型高质量，高透明瓶子。七七 、 P PC C （聚聚碳碳酸酸酯酯）第97页北京化工大学材料工程学院三三 、 P P A A ( ( 尼尼龙龙 ) ) 3典型应用范围:PC的三大应用领域是玻璃装配业，汽车工业和电子、电器工业、其次还有工业机械零件、光盘、民装、计算机等办公室设备、医疗及保健，薄膜、休闲和防护器材等第98页北京化工大学材料工程学院谢 谢！北京化工大学材料工程学院丁雪佳