TPE注塑工藝設定要思索的13個要素
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TPE注塑工藝是指對tpe材料進行加工,從而合成聚合物。TPE注塑產品的質量、外觀受到很多因素的影響,在其生產過程中要嚴格控制生產工藝,保障每一個環節都不會出現失誤,尤其在溫度上的控制要格外注意。本文就來介紹一下TPE材料注塑容易出現的問題以及解決方法。
一、發粘現象
與樹脂相比,軟質TPE注塑產品表面更容易產生發粘的現象。這時可以采取降低成型溫度、低剪切化,用氮氣凈化成型機液壓缸體內部等方法來解決產品表面出現發粘的現象。另外,在成型機暫停時,膠料長時間 以熔融狀態置留在成型機的模腔內,有時也會因熱老化而發粘。另外,在高溫下使用的制品很容易出現發粘的現象。因此,要合理選擇穩定劑、軟化劑種類的選擇和用量。
二、老化
TPE注塑產品也容易出現老化,通常可以通過配合耐熱、耐候性等穩定劑,通過添加紫外線吸收劑、光穩定劑的方法,在一定程度上可以抑制老化現象的產生。有時,未填充至端部及未充滿模腔的部分出現像燒焦那樣的老化現象。可以通過改善排氣方式來解決。
三、凹孔、色澤不一
TPE注塑成型品中會經常出現凹孔現象。對這樣的制品來說, 應采用在其周圍設有注膠口或流膠道那樣的模型設計。針對出現成型品色澤不均一的現象,需要提高螺桿反壓,強化填料時混煉。
四、溢邊
有時候樹脂從模腔溢出會造成毛邊現象。在這時,應先降低填充量、降低保壓和縮短保壓時間,并且要注重修理。
五、脫模性差
脫模性差指成型品從模具中難以取出或在取出過程中完全變形。具有粘著性的材料極 易引起這一問題,但采用在材料中添加脫模劑或成型前在模具上涂敷脫模劑的方法可以得到改善。成型品冷卻不足(固化不足)也容易出現這樣的問題,因此對成型品進行充分地冷卻是非常必要的。另外,模具設計不合理也會成為難以脫模的原因,特別是在注膠口、進膠道等易于粘模的部位,加大注膠口的拔出角度、加寬進膠道都是非常有效的。
六、流動痕跡
在成型品表面出現光澤不同的條紋現象。一般來講,在樹脂的注射成型中有:
(1)間隔窄的記錄條紋狀;
(2)在成型品表面上下出現同位相的比較寬的間隔條紋狀;
(3)在成型品表面上下出現異位相的比較窄的間隔條紋狀三種類型。
解決方法:可以通過這些方法來解決,如添加純單體樹脂、提高注射速度、模具溫度、加大注膠口、提高樹脂溫度和注射速率、提高成型溫度、模具溫度或降低注射速度等。通過提高注射速度和模具溫度都是有效的。
七、色澤不均一
在采用TPE顆粒和干混料為顏料的母體混合物進行著色時,很容易出現成 型品色澤不均一的現象。作為對策,提高螺桿反壓,強化填料時混煉都是有效的。
八、白化現象
指穩定劑等配合劑遷移至成型品表面,其表面像噴上粉一樣呈現出一種白色現象。TPE在一般的環境下使用時很少會出現白化的問題,但在高溫、潮濕、戶外長期使用的場合,為提高耐久性在配合上追加耐熱穩定劑、耐侯穩定劑是十分必要的。特別是高溫下,因其極易引起遷移,所以穩定劑的選擇也是相當重要的。
九、 收縮
熱塑性塑料成型收縮的形式及計算如前所述,影響熱塑性塑料成型收縮的因素如下:
塑料品種熱塑性塑料成型過程中由于還存在結晶化形起的體積變化,內應力強,凍結在塑件內的殘余應力大,分子取向性強等因素,因此與熱固性塑料相比則收縮率較大,收縮率范圍寬、方向性明顯,另外成型后的收縮、退火或調濕處理后的收縮率一般也都比熱固性塑料大。
模具設計時根據各種塑料的收縮范圍,塑件壁厚、形狀,進料口形式尺寸及分布情況,按經驗確定塑件各部位的收縮率,再來計算型腔尺寸。對高精度塑件及難以掌握收縮率時,一般宜用如下方法設計模具:
①對塑件外徑取較小收縮率,內徑取較大收縮率,以留有試模后修正的余地。
②試模確定澆注系統形式、尺寸及成型條件。
③要后處理的塑件經后處理確定尺寸變化情況(測量時必須在脫模后24小時以后)。
④按實際收縮情況修正模具。
⑤再試模并可適當地改變工藝條件略微修正收縮值以滿足塑件要求。
十、流動
熱塑性塑料流動性大小,一般可從分子量大小、熔融指數、阿基米得螺旋線流動長度、表現粘度及流動比(流程長度/塑件壁厚)等一系列指數進行分析。分子量小,分子量分布寬,分子結構規整性差,熔融指數高、螺流動長度長、表現粘度小,流動比大的則流動性就好,對同一品名的塑料必須檢查其說明書判斷其流動性是否適用于注塑成型。按模具設計要求大致可將常用塑料的流動性分為三類:
①流動性好 PA、PE、PS、PP、CA、聚(4)甲基戍烯;
②流動性中等 聚苯乙烯系列樹脂(如ABS、AS)、PMMA、POM、聚苯醚;
③流動性差 PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。
2.2各種塑料的流動性也因各成型因素而變,主要影響的因素有如下幾點:
十一、結晶性
熱塑性塑料按其冷凝時無出現結晶現象可劃分為結晶型塑料與非結晶型(又稱無定形)塑料兩大類。
所謂結晶現象即為塑料由熔融狀態到冷凝時,分子由獨立移動,完全處于無次序狀態,變成分子停止自由運動,按略微固定的位置,并有一個使分子排列成為正規模型的傾向的一種現象。
作為判別這兩類塑料的外觀標準可視塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般結晶性料為不透明或半透明(如POM等),無定形料為透明(如PMMA等)。但也有例外情況,如聚(4)甲基戍烯為結晶型塑料卻有高透明性,ABS為無定形料但卻并不透明。
在模具設計及選擇注塑機時應注意對結晶型塑料有下列要求及注意事項:
①料溫上升到成型溫度所需的熱量多,要用塑化能力大的設備。
②冷卻回化時放出熱量大,要充分冷卻。
③熔融態與固態的比重差大,成型收縮大,易發生縮孔、氣孔。
④冷卻快,結晶度低,收縮小,透明度高。結晶度與塑件壁厚有關,壁厚則冷卻慢,結晶度高,收縮大,物性好。所以結晶性料應按要求必須控制模溫。
⑤各向異性顯著,內應力大。脫模后未結晶化的分子有繼續結晶化傾向,處于能量不平衡狀態,易發生變形、翹曲。
⑥結晶化溫度范圍窄,易發生未熔料末注入模具或堵**料口。
十二、應力開裂及熔體破裂
有的塑料對應力敏感,成型時易產生內應力并質脆易裂,塑件在外力作用下或在溶劑作用下即發生開裂現象。為此,除了在原料內加入添加劑提高開抗裂性外,對原料應注意干燥,合理的選擇成型條件,以減少內應力和增加抗裂性。并應選擇合理的塑件形狀,不宜設置嵌件等措施來盡量減少應力集中。模具設計時應增大脫模斜度,選用合理的進料口及頂出機構,成型時應適當的調節料溫、模溫、注塑壓力及冷卻時間,盡量避免塑件過于冷脆時脫模,成型后塑件還宜進行后處理提高抗開裂性,消除內應力并禁止與溶劑接觸。
當一定融熔體流動速率的聚合物熔體,在恒溫下通過噴嘴孔時其流速超過某值后,熔體表面發生明顯橫向裂紋稱為熔體破裂,有損塑件外觀及物性。故在選用熔體流動速率高的聚合物等,應增大噴嘴、澆道、進料口截面,減少注塑速度,提高料溫。
十三、吸濕
塑料中因有各種添加劑,使其對水分有不同的親疏程度,所以塑料大致可分為吸濕、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的兩種,料中含水量必須控制在允許范圍內,不然在高溫、高壓下水分變成氣體或發生水解作用,使樹脂起泡、流動性下降、外觀及力學性能不良。所以吸濕性塑料必須按要求采用適當的加熱方法及規范進行預熱,在使用時防止再吸濕。
就TPE,TPR彈性體而言,以上七個因素,結晶性、熱敏性水解性以及吸濕性不是那么明顯。其余因素如收縮率、流動性、應力開裂以及冷卻速度等都是TPE,TPR材料模具設計及生產加工時需要重點考慮到的因素。對于初接觸TPE,TPR材料的人員而言,需要向你的材料供應商咨詢相關信息。