【科普貼】5大通用塑料的注塑成型工藝

聚丙烯（PP）
注塑加工工藝

PP通稱聚丙烯，因其抗折斷性能好，也稱“百折膠”。PP是一種半透明、半晶體的熱塑性塑料，具有高強度、絕緣性好、吸水率低、熱變形溫度高、密度小、結晶度高等特點。改性填充物通常有玻璃纖維、礦物填料、熱塑性橡膠等。
不同用途的PP其流動性差異較大，一般使用的PP流動速率介于ABS與PC之間。

1.塑料的處理

純PP是半透明的象牙白色，可以染成各種顏色。PP的染色在一般注塑機上只能用色母料。在一些機器上有加強混煉作用的獨立塑化元件，也可以用色粉染色。戶外使用的制品，一般使用UV穩定劑和碳黑填充。再生料的使用比例不要超過15%，否則會引起強度下降和分解變色。PP注塑加工前一般不需特別的干燥處理。

2.注塑機選用

對注塑機的選用沒有特殊要求。由于PP具有高結晶性。需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機。鎖模力一般按3800t/m2來確定，注射量20%-85%即可。

3.模具及澆口設計

模具溫度50-90℃，對于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5℃以上，流道直徑4-7mm，針形澆口長度1-1.5mm，直徑可小至0.7mm。邊形澆口長度越短越好，約為0.7mm，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨模腔內的熔流長度逐肯增加。模具必須有良好的排氣性，排氣孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0-60%）。均聚PP制造的產品，厚度不能超過3mm，否則會有氣泡（厚壁制品只能用共聚PP）。

4.熔膠溫度

PP的熔點為160-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時溫度設定不能超過275℃,熔融段溫度較好在240℃。

5.注射速度

為減少內應力及變形，應選擇高速注射，但有些等級的PP和模具不適用（出現氣泡、氣紋）。如刻有花紋的表面出現由澆口擴散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。

6.熔膠背壓

可用5bar熔膠背壓，色粉料的背壓可適當調高。

7.注射及保壓

采用較高注射壓力（1500-1800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的80%）。大概在全行程的95%時轉保壓，用較長的保壓時間。

8.制品的后處理

為防止后結晶產生的收縮變形，制品一般需經熱水浸泡處理。

聚乙烯（PE）
注塑成型工藝

PE為結晶性原料，吸濕性極小，不超過0.01％，因此在加工前無需進行干燥處理。PE分子聯鏈柔性好，鍵間作用力小，熔體粘性低，流動性極好，因此成型時無需太高壓力就能成型出薄壁長流程制品。PE的收縮率范圍大，收縮值大，方向性明顯，LDPE收縮率為1.22％左右，HDPE收縮率在1.5％左右。因此容易變形翹曲，模具冷卻條件對收縮率的影響很大，故應該控制好模具溫度，保持冷卻均勻、穩定。
PE的結晶能力高，模具的溫度對塑件的結晶狀況有很較大的影響。模溫高，熔體冷卻慢，塑件結晶度高，強度也就高。
PE的熔點不高，但比熱容較大，因此塑化時仍需要消耗較多的熱量，故要求塑化裝置要有較大的加熱功率，以便提高生產效率。
PE的軟化溫度范圍較小，且熔體易氧化，因此在成型加工中應盡可能避免熔體與氧發生接觸，以免降低塑件質量。
PE制件質地較軟，且易脫模，因此當塑件有淺側凹槽時可以強力脫模。
PE熔體的非牛頓性不明顯，剪切速率的改變對粘度的影響較小，PE熔體粘度受溫度的影響也較小。
PE熔體的冷卻速度較慢，因此必須充分冷卻。模具應該有較好的冷卻系統。
若PE熔體在注射時采用直接進料口進料，應增大應力和產生收縮不均勻及方向性明顯的增大變形，因此應注意選擇進料口參數。
PE的成型溫度較寬，在流動狀態下，溫度的少許波動對注塑成型沒有影響。
PE的熱穩定性較好，一般在300度以下無明顯的分解現象，對質量沒什么影響。

1.PE的主要成型條件
料筒溫度：
料筒溫度主要是與PE的密度高低和熔體流動速率大小有關，另外還與注塑機的類型和性能，一級塑件的形狀有關。由于PE為結晶型聚合物，在熔融時晶粒要吸收一定熱量，因此料筒溫度應高于它的熔點10度。度于LDPE來說，料筒溫度控制在140-200℃，HDPE的料筒溫度控制在220℃，料筒后部取較小值，前端取較大值。
模具溫度：
模溫對塑件的結晶狀況有較大影響，模溫高，熔體結晶度高，強度高，但收縮率也會增大。通常LDPE的模具溫度控制在30℃-45℃，而HDPE的溫度相應再高10-20℃。
注塑壓力：
提高注塑壓力有利于熔料的充模，由于PE的流動性很好，因此除薄壁細長制品外，應該精良選擇較低的注射壓力，一般注射壓力為50-100MPa。形狀簡單。壁后較大的塑件，注射壓力可以低些，反之則高。

聚氯乙烯（PVC）
注塑工藝

1.典型應用范圍

供水管道，家用管道，房屋墻板，商用機器殼體，電子產品包裝，醫療器械，食品包裝等。

2.化學和物理特性

PVC材料是一種非結晶性材料。PVC材料在實際使用中經常加入穩定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。PVC材料具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優良的幾何穩定性。
PVC對氧化劑、還原劑和強酸都有很強的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。
PVC在加工時熔化溫度是一個非常重要的工藝參數，如果此參數不當將導致材料分解的問題。 PVC的流動特性相當差，其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC材料更難于加工（這種材料通常要加入潤滑劑改善流動特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。 PVC的收縮率相當低，一般為0.2~0.6%。

3.注塑模工藝條件

1. 干燥處理：通常不需要干燥處理。
2. 熔化溫度：185~205℃ 模具溫度：20~50℃。
3. 注射壓力：可大到1500bar 。
4. 保壓壓力：可大到1000bar。
5. 注射速度：為避免材料降解，一般要用相當地的注射速度。
6. 流道和澆口: 所有常規的澆口都可以使用。如果加工較小的部件，較好使用針尖型澆口或潛入式澆口；對于較厚的部件，較好使用扇形澆口。針尖型澆口或潛入式澆口的較小直徑應為1mm；扇形澆口的厚度不能小于1mm。
7. 化學和物理特性: 剛性PVC是使用較廣泛的塑料材料之一。

聚苯乙烯（PS）
注塑工藝

1.典型應用范圍

產品包裝、家庭用品（餐具、托盤等）、電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。

2.化學和物理特性

大多數商業用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩定性、熱穩定性、光學透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機酸，但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.4~0.7%之間。

3.注塑模工藝條件

1. 干燥處理：除非儲存不當，通常不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為80℃、2~3小時。
2. 熔化溫度：180~280℃。對于阻燃型材料其上限為250℃。
3. 模具溫度：40~50℃。
4. 注射壓力：200~600bar。
4. 注射速度：建議使用快速的注射速度。
5. 流道和澆口: 可以使用所有常規類型的澆口。

ABS
注塑工藝

1.典型應用范圍
汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱，大強度工具（頭發烘干機，攪拌器，食品加工機，割草機等），電話機殼體，打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。

2.化學和物理特性

ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、熱穩定性及化學穩定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態上看，ABS是非結晶性材料。
三中單體的聚合產生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。這就可以在產品設計上具有很大的靈活性，并且由此產生了市場上百種不同品質的ABS材料。這些不同品質的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。
ABS材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優異的尺寸穩定性以及很高的抗沖擊強度。

3.注塑模工藝條件

1. 干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進行干燥處理。建議干燥條件為80~90℃下較少干燥2小時。材料溫度應保證小于0.1%。
2. 熔化溫度：210~280℃；建議溫度：245℃。
模具溫度：25~70℃。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低）。
3. 注射壓力：500~1000bar。
4. 注射速度：中高速度。

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