PVC塑料注塑成型

PVC材料1、 PVC的结构和性能1.1 结构 PVC分子结构: H H C CH Cln PVC是使用最广泛的塑料之一，PVC材料是一种非结晶性材，树脂分子链中大多数是头-尾结构，只有少数的头-头结构和尾-尾结构。工业生产的PVC的聚合度在500-2000之间。1.2 性能 PVC是无毒无臭的白色粉末。PVC塑料的密度为1.40g/cm3，加入增塑剂和填料的PVC塑料的密度通常为1.15-2.00g/cm3，玻璃化温度87，熔点160-212。 PVC塑料的力学性能取决于聚合物的相对分子质量、增塑剂及填料的含量。一般情况下，填料含量增加，其拉伸强度降低。未加增塑剂的PVC是硬质塑料，填加增塑剂后，柔软性、伸长率、耐寒性增加，玻璃化温度、脆性、硬度、拉伸强度等均降低。 PVC在65-85开始软化，170以上成黏流状态，140即开始少量分解，随温度升高分解速度增加，190以上大量放出HCL气体。PVC的含氯量高达56%，因而具有阻燃性和自熄性；而且具有良好的介电性能，是优良的电绝缘材料。此外，PVC是一种热稳定性较差的聚合物，在光和热的作用下能逐渐分解放出HCl，同时在力、氧、臭氧、氯化氰以及某些活性金属（如铜、锌等）离子存在下，使降解速度大大加快。PVC脱除HCl后在主链上形成共轭双键，树脂的颜色发生变化。由于PVC热分解时放出HCl，而放出的HCl又对PVC的降解起催化作用，进一步加快其降解速度，因此，往往要加入某些碱性物质作为稳定剂，以防止PVC热降解。尽管如此，RPVC的熔体流动性仍然较差，需要较大的注射压力，同时为避免出现熔体破裂现象，在成型中宜选用低速注射。PVC吸水性较小，通常在0.1%以下，对要求不高的制品，成型前可不干燥。为减少PVC加工过程中分解出的HCl气体对设备和模具的腐蚀，设备和模具必须选择防腐的金属材料，并做好相应的防腐工作。2 PVC材料改性PVC具有优异的化学稳定性，它对大多数的无机酸和碱是稳定的，但在浓的硫酸、硝酸和铬酸的作用下发生降解。在硬质PVC（PVC-U）中，为了改善PVC的热稳定性、润滑性、增韧性及外观质量等，应加入各种助剂。提高PVC塑料性能的主要途径是寻找合适的稳定剂、增塑剂、填充剂等助剂进行合理配置，通过共聚和共混对PVC进行改性是一种有效的方法。3 注塑工艺特性和工艺参数的设定 3.1影响制件特性的因素(1)成型料温。 (2)流道的大小而产生磨察热的大小。(3)浇口的位置及大小。(4)添加剂的选择及添加量。(5)冷料穴的位置及大小。(6)排气槽的位置及大小。(7)产品的壁厚。3.2 PVC-U的工艺特性（1）没有明显的熔点，60以上会变软，100-150呈黏弹态，150以上呈黏流态，PVC-U混合料的分解温度很少超过200。（2）热稳定性差，无论是时间还是温度，都能导致PVC-U的分解，所以要严格控制成型温度和物料在料筒中的停留时间。（3）在PVC-U中，尽管加入了添加剂，但其流动性仍然较差，因此，在极短的时间内要使熔料充满模腔是困难的，因此，要用较高的注射压力和较低的注射速率。（4）由于加工过程中不可避免地要产生分解，放出HCl气体，因此，做好设备的防腐工作。（5）制品的脆性大。（6）PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。（7）PVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄，特别是大分子量的PVC材料更难以加工（这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。（8）PVC的收缩率相当低，一般在0.6-1.0% 。（9）在成型时温度过高易分解出氯气，氯气与空气中的水蒸气结合形成盐酸，易腐蚀模具型腔表面。3.3选用注塑机时的要求（1）只能选用螺杆式注塑机，不能选用柱塞式注塑机（2）所有与PVC塑料接触的部分，不允许对塑化熔体产生任何黏附或滞留；由于l的作用，要求这些部位耐磨、耐腐蚀。最好选用耐磨耐腐蚀材质制造的设备，或选用对这些部件进行镀铬或氮化处理的设备。（3）设备的温度控制系统应指标明确，反映灵敏。（4）螺杆的长径比可小，螺杆头部呈尖头；螺杆的压缩比为-2.5，螺杆的三段长度可分别设置为40，40和20。（5）选用孔径较大的通用喷嘴，并配有加热控温装置。（6）电热系统采用闭回路控制，严格控制料温的上下偏差，建议料温控制在±15，射嘴有独立温控系统。(7)料管组应具有一定的冷却装置,建议在料管组增加风扇均衡料管组的温度。(8)料管尽可能避免在加料及射出时产生摩擦热，如尖角，突变等现象（图1-1）(9)料管尽可能避免积料死角，每次射出成型须控制积料尽可能少（图1-1）(10)射嘴采用敞开式，不建议采用止逆阀。（图1-1）(11)每次射出应尽可能将射嘴处的余料带出，建议采用如图示射嘴（图1-1）(12)杆的规格应选用：硬质PVC属热敏性塑料，其细长比建议选择1718，螺杆，射嘴，需选用防腐蚀材料进行相关的处理 3.4 制品与模具设计要求1制品的壁厚尽可能均匀，壁厚不太薄，一般不低于1.2mm，大约在1.5-5mm之间。2 PVC-U的成型收缩率为0.6%-1.5%之间，要求制品有一定的脱模斜度，一般为1。.4。，对于多孔制品或脱模阻力较大的制品脱模斜度还要再大些。3所有常规的浇口都可以使用，宜取大，以防止死角滞料，一般不小于1MM或厚度1MM。 4流道宜取大，流道的反向应留足够的冷料穴，每个转折位置一般应圆滑过度，尽可能避免尖角。5.由于成型温度较低，为防止冷料堵塞浇口或流入模腔，在主流道末端应开设足够的冷料穴，对于较长的分流道也应开设冷料穴。6成型中，大部分模具是通水冷却控制模温的，但同时为了改善制品表观，有时也采用加热/冷却的方法控制模温。模温控制的范围为30-60之间。7为了防止l气体的腐蚀作用，对模具的流道、型腔等部位应镀铬，做好防腐处理或采用耐磨耐腐蚀材料制成。3.5 原料的准备 PVCU水分允许含量为0.4%，所以，对要求不高的制品，成型前原料可不干燥，但原料中水分含量较高时也要进行干燥，通常是在热风循环烘箱中进行，在90-100的温度下干燥12.5小时。对于进行过干燥的粒料应冷却后再进行注塑成型。3.6 成型工艺条件 （1）采用螺杆式注射机。 （2）成型温度范围在160-190，最高不超过200；料筒温度分布通常采用阶梯式布置；喷嘴温度应比料筒末端温度底10-20。 （3）注射压力在90Mpa以上，保压压力大多在60-80Mpa；注射压力大对减少收缩有利，但也可能产生溢边等问题，PVC-U宜采用较高注射压力。 （4）较高的注射速率可减少物料的温度变化，充模速度快，制件的表观缩痕小，熔接痕得到改善；但注射速率过快也会引起排气不良，产生较多的摩擦热而使塑件烧焦、产生色变等问题，因此成型时，可采用中等或较低的注射速率。 （5）模具温度一般在40以下，最高不超过60，由于PVC-U的热变形温度较低，一般采用通冷却水来降低模温。 （6）螺杆转速一般为20-50r/min。 （7）除大型超厚制品外，成型周期一般在40-80s。3.7 注意事项 （1）掌握好清洗料筒的技术，如料筒中原来有POM等热敏性塑料时，应采用间接换料法清洗料筒。 （2）在料筒升温过程中，应密切注意升温情况，当温度达到工艺要求时，须及时开动注塑机，进行对空注射，而不可以在料筒内恒温一段时间。 （3）对空注出的料是光亮明洁的，说明塑化良好，可投入正常生产。 （4）成型时，前后的成型周期应尽可能一致，注塑机油路系统的温度应保持恒定。 （5）停机时，应先将料筒内的料全部排完，并用PE或PS等及时清洗料筒。（6）成型过程中，应保持室内通风良好，确保人身安全。注塑成型各种缺陷的现象及解决方法 编辑:国际模具网 上传时间:2005-5-14 8:46:221. 龟裂 龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷，产生的主要原因是由于应力变形所致。主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。（）残余应力引起的龟裂残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为 在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手：（1）由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。（2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。 （3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。但当注射速度较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。（4）注射和保压时间过长也会产生应力，将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好。（5）非结晶性树脂，如 AS树脂、 ABS树脂、 PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯、聚甲醛等容易产生残余应力，应予以注意。脱模推出时，由于脱模斜度小、模具型胶及凸模粗糙，使推出力过大，产生应力，有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。只要仔细观察龟裂产生的位置，即可确定原因。在注射成型的同时嵌入金属件时，最容易产生应力，而且容易在经过一段时间后才产生龟裂，危害极大。这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力，而且随着时间的推移，应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹。为预防由此产生的龟裂，作为经验，壁厚7"与嵌入金属件的外径通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加镶嵌件，而镶嵌件对尼龙的影响最小。由于玻璃纤维增强树脂材料的热膨胀系数较小，比较适合嵌入件。另外，成型前对金属嵌件进行预热，也具有较好的效果。（二）外部应力引起的龟裂 这里的外部应力，主要是因设计不合理而造成应力集中，特别是在尖角处更需注意。由图22可知，可取R7"一0507。（三）外部环境引起的龟裂化学药品、吸潮引起的水降解，以及再生料的过多使用都会使物性劣化，产生龟裂。二、充填不足充填不足的主要原因有以下几个方面：i. 树脂容量不足。 ii. 型腔内加压不足。 iii. 树脂流动性不足。 iv. 排气效果不好。 作为改善措施，主要可以从以下几个方面入手： 1）加长注射时间，防止由于成型周期过短，造成浇口固化前树脂逆流而难于充满型腔。 2）提高注射速度。 3）提高模具温度。 4）提高树脂温度。 5）提高注射压力。 6）扩大浇口尺寸。一般浇口的高度应等于制品壁厚的12l3。 7）浇口设置在制品壁厚最大处。 8）设置排气槽（平均深度003mm、宽度3smm）或排气杆。对于较小工件更为重要。 9）在螺杆与注射喷嘴之间留有一定的（约smm）缓冲距离。 10）选用低粘度等级的材料。 11）加入润滑剂。三、皱招及麻面产生这种缺陷的原因在本质上与充填不足相同，只是程度不同。因此，解决方法也与上述方法基本相同。特别是对流动性较差的树脂（如聚甲醛、PMMA树脂、聚碳酸酯及PP树脂等）更需要注意适当增大浇口和适当的注射时间。四、缩坑缩坑的原因也与充填