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常用工程塑料的物理性能和加工工艺(上)

常用工程塑料的物理性能和加工工艺(上)

一、P S(聚苯乙烯)

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1.04g\cm3左右(稍大于水)。成型收缩率(其值一般为0.004—0.007in/in),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。)

PS熔点为166℃,加工温度一般在185-215℃为宜,熔化温度180~280℃,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40~50℃,注射压力:200~600bar,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、2~3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。

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)。

二、HIPS(改性聚苯乙烯)

HIPS为PS的改性材料,分子中含有5-15%橡胶成份,其韧性比PS提高了四倍左右,冲击强度大大提高(高抗冲击聚苯乙烯),已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等。标准HIPS的其它重要性能:弯曲强度13.8~55.1MPa;拉伸强度13.8—41.4MPa;断裂伸长率为15—75%;密度1.035—1.04 g/ml;它具有PS具有成型加工、着色力强的优点。HIPS制品为不透明性。HIPS吸水性低,加工时可不需预先干燥。

因HIPS分子中含有5-15%的橡胶,在一定程度上影响了其流动性,注射压力和成型温度都宜高一些。其冷却速度比PS慢,故需足够的保压压力、保压时间和冷却进间。成型周期会比PS稍长一点,其加工温度一般在190-240℃为宜。HIPS树脂吸收水分较慢,因此一般情况下不需干燥。有时材料表面的水分过多会被吸收,从而影响最终产品的外观质量。在160°F下干燥2-3h就可去掉多余的水分。HIPS制件中存在一个特殊的“白边”的问题,通过提高模温和锁模力、减少保压压力及时间等办法来改善,产品中夹水纹会比较明显。

主要应用领域有包装和一次性用品、仪器仪表、家用电器、玩具和娱乐用品以及建筑行业。阻燃级(UL V-0和 UL 5-V),抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。

三、SA(SAN--苯乙烯-丙烯睛共聚体/大力胶)

化学和物理特性: SA是一种坚硬、透明的材料,不易产生内应力开裂。透明度很高,其软化温度和抗冲击强度比PS高。苯乙烯成份使SA坚硬、透明并易于加工;丙烯腈成份使SA具有化学稳定性和热稳定性。SA具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几何稳定性。SA中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力,减小热膨胀系数。SA的维卡软化温度约为110℃。载荷下挠曲变形温度约为100C,SA的收缩率约为0.3~0.7%。

SA的加工温度一般在200-250℃为宜。该料易吸湿,加工前需干燥一小时以上,其流动性比PS稍差一点,故注射压力亦略高一些(注射压力:350~1300bar), 注射速度:建议使用高速注射。模温控制在45-75℃较好。干燥处理:如果储存不适当,SA有一些吸湿特性。建议的干燥条件为80℃、2~4小时。熔化温度:200~270℃。如果加工厚壁制品,可以使用低于下限的熔化温度。对于增强型材料,模具温度不要超过60℃。冷却系统必须很好地进行设计,因为模具温度将直接影响制品的外观、收缩率和弯曲。流道和浇口: 所有常规的浇口都可以使用。浇口尺寸必须很恰当,以避免产生条纹、煳斑和空隙。

电气(插座、壳体等),日用商品(厨房器械,冰箱装置,电视机底座,卡带盒等),汽车工业(车头灯盒、反光境、仪表盘等),家庭用品(餐具、食品刀具等),化装品包装安全玻璃、滤水器外壳和水龙头旋扭。医用制品(注射器、血液抽吸管、肾渗折装置及反应器)。包装材料(化妆盒、口红套管、睫毛膏盖瓶子、罩盖、帽盖喷雾器和喷嘴等),特殊产品(一次性打火机外壳、刷子基材和硬毛、渔具、假牙、牙刷柄、笔杆、乐器管口以及定向单丝)等。

四、ABS(超不碎胶)

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),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。

2 .ABS的工艺特点

2.1 ABS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80~90C下最少干燥2小时),将水分含量控制在0.03%以下。

2.2 ABS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。

2.3 ABS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(500~1000bar)啤货。

2.4 ABS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。

2.5 ABS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)

2.6 ABS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。

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。

五、BS(K料)

1 . BS的性能

BS为丁二烯-苯乙烯共聚物,它具有一定的韧性和弹性,硬度低(较软),透明性好。BS料比重为1.01f\cm3(和水相似)。该料易着色、流动性好、易成型加工。

2 . BS的工艺特点

BS的加工温度范围一般在190-225℃为宜,模温在30-50℃较好。该料加工前应干燥,因其流动性较好,注射压力和注射速度可低些。

六、PMMA(亚加力)

1 .PMMA的性能

PMMA为无定型聚合物,俗称有机玻璃。透明度极好,耐热性较好(热变形温度为98℃),具有较好的抗冲击特性,其产品机械强度中等、表面硬度低,易被硬物划伤而留下痕迹,与PS相比,不易脆裂,比重为1.18g/cm3。PMMA具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射,特别适合制作影碟等。PMMA具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长,可导致应力开裂现象。

2. PMMA的工艺特点

PMMA的加工要求较严格,它对水份和温度很敏感,加工前要充分干燥(建议干燥条件为90℃、2~4小时),其熔体粘度较大,需在较高(225-245℃)和压力下成型,模温在65-80℃较好。PMMA稳定性不太好,受高温或在较高温度下停留时间过长都会造成降解。螺杆转速不宜过大(60%左右即可),较厚的PMMA制件内易出现“空洞”,需采取大浇口,“低料温、高模温、慢速”注射的办法来加工。

汽车工业(信号灯设备、仪表盘等),医药行业(储血容器等),工业应用(影碟、灯光散射器),日用消费品(饮料杯、文具等)。

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