PPS注塑工艺.doc

、SCIENGYTM PPS成型工艺山东赛恩吉新材料有限公司Shandong Sciengy New Materials Co., Ltd1、导言SCIENGYTM是一种具有如下结构式的全新线型PPS树脂(Polyphenylene Sulfide聚苯硫醚)。与普通PPS树脂相比，SCIENGY具有同等或更好的耐热性、阻燃性、耐药品性、尺寸稳定性等，同时还因其线型高分子结构而具备下列优点：1)拉伸度和冲击强度大，PPS树脂的易碎性(迄今被看作PPS树脂的缺点)得到大幅改善。2)离子性杂质少，也可用于有严格电气特性要求的领域。3)热稳定性良好，易于成型加工。4)熔合强度大，二次加工性(扭转、压入等)良好。5)接近白色，可以着色。2、成型条件2.1 预干燥虽然SCIENGYTM吸湿性较弱，但为了改善成型品外观并防止流涎，仍要进行1403小时或1205小时的预干燥。为了防止干燥时产生搭桥(bridging)现象，建议根据等级的具体情况进行1055小时的预干燥。由于碳纤维吸湿性强，因此碳纤维增强等级(SGC10、SGC15等)尤其需要进行预干燥。就本色而言，为了获得更加稳定的色相，应使干燥条件保持统一。2.2 注射成型机为了防止滞留变色，应选用1次注射重量与成型机容量较为均衡的注射成型机。可选用普通的开式喷嘴，但为了防止流涎有时也可使用截止阀。此外，料筒和螺杆最好选用耐摩擦而又耐腐蚀的材质。普通的标准料筒和螺杆有时会出现明显的腐蚀和摩擦，因此使用时应与成型机制造商充分协商。2.3 成型条件SCIENGYTM的成型条件范围如图2-1所示。为了减少飞边，应调高机筒温度并降低注射压力。如果外观良好，则调低注射速度将会降低对飞边的影响。SG401A的代表性成型条件如表2-1所示。 图2-1 成型条件范围表2-1 SG401A的代表性注射成型条件项目条件预干燥140 3小时机筒温度No.1(料斗侧)290 300No.2300No.3310No.4(喷嘴侧)310喷嘴温度310 320模具温度150注射压力40 70MPa2.4 设定成型条件时的的注意事项(1) 机筒温度过度降低料斗下的机筒温度时，机筒和螺杆摩擦将趋于增大。如果流动性方面没有问题，则小幅降温将有助于减少滞留变色。特别是进行非黑色成型品的成型时最好设为300-320。(2) 模具温度模具温度对特性的影响很大。从成型品外观、高温使用时的尺寸稳定性、耐热性以及耐蠕变性来看，模具温度最好高于130而不要低于120。(3) 注射压力通常最好采用30100MPa的注射压力。为了减少飞边，建议进行低压成型。(4) 注射速度为了获得良好外观，应进行高速注射。不过，高速注射容易导致成型品翘曲和烧焦，因此只要能够达到外观良好，则无需过度使用高速注射。(5) 背压为使计量保持稳定，建议将背压设为25MPa。计量不稳定时可将背压小幅提高至810MPa。(6) 螺杆转速通常以40100rpm为宜。转速最好不要超过200rpm，否则会导致玻纤切断和树脂发热。(7) 机筒内滞留即使SCIENGY长时间滞留在机筒内，其粘度也不会大幅增加。由此可见使用热流道是有效的。2.5 成型后的清洗建议在一般情况下，在保持SCIENGY成型时的机筒温度的状态下，先用含有玻纤的聚碳酸酯清洗，接着用聚乙烯清洗，然后再用两者反复交替清洗。将机筒内的清洗材料完全排出后再装入下一种清洗材料的话效率将更高。也可用市售的丙烯酸类清洗材料来代替含有玻纤的聚碳酸酯。下面介绍成型机的停止和开启以及材料切换方法。(1) 成型停止时建议在保持SCIENGY成型时的机筒温度的状态下清洗SCIENGY，接着在与SCIENGY相同的成型温度下用具有良好热稳定性的树脂(高密度聚乙烯、市售的丙烯酸类清洗材料等)进行清洗。如果要继续进行SCIENGY成型，也可只用SCIENGY来清洗。(2) 成型开始时如果机筒内的树脂在SCIENGY成型温度范围内是稳定的，则可原封不动地加热至SCIENGY成型温度，然后用SCIENGY进行清洗。如果树脂的成型温度范围不同于SCIENGY，建议将机筒温度调至机筒中残留树脂的成型温度，接着用在SCIENGY和残留树脂两者的成型温度下均可使用并且具有良好热稳定性的树脂(高密度聚乙烯、(视情况而定的)聚碳酸酯等)清洗，然后设成SCIENGY的成型温度并进行清洗。如果机筒内的树脂是SCIENGY，则可原封不动地加热至SCIENGY的成型温度并进行清洗。 (3) 树脂切换时如果是可原封不动地与SCIENGY切换的树脂，可参照上述成型停止和开始方法，在保持机筒温度的同时原封不动地进行清洗。如果是不能原封不动地与SCIENGY切换的树脂，则建议在SCIENGY和想要切换的树脂两者的成型温度下用具有良好热稳定性的树脂(高密度聚乙烯等)清洗，然后设为成型温度。(4) 其他如果长期滞留在机筒内，SCIENGY的本色有时也会变色，因此应充分清洗。3、模具设计(1) 模具材质SCIENGY的玻纤等填料较多，因此应考虑模具摩擦问题。成型时会产生极微量的腐蚀性气体，因此模具材料应兼具耐摩擦性和耐腐蚀性。(2) 模具调温通常用加热筒将模具加热到130以上，接着用油和加压热水进行调温以使模具温度分布更加均匀。此时请将加热器安装在固定及移动侧安装板上。(3) 主流道和分流道主流道的斜度应达到23度，分流道的标准形状为圆形或梯形。主流道和分流道的前端必须设置冷料阱。应仔细打磨主流道。打磨不足有时会导致脱模不良。(4) 浇口点浇口和隧道浇口均可，但侧浇口的设计自由度更大。点浇口的直径最小为0.6mm，通常多为0.81.2mm，最好为1mm以上。浇口位置很重要，同时还要注意熔合部分及纤维状填料的各向异性。(5) 脱模斜度标准为12度。如果对尺寸精度有较高要求，则可将脱模斜度设为1/41/2。(6) 排气口设置一个深0.0050.008mm宽5mm长23mm的排气口。排气口端按0.51mm深度切入模具，并通向大气。在主流道和分流道上设置排气口也有效。排气口不足可能会导致光泽不良、熔合强度下降、欠注以及烧焦。(7) 加强筋与其增大加强筋的高度和厚度，不如增加其数量。将加强筋的厚度设为成型品厚度的1/2，并将脱模斜度设为23度以上。4、成性收缩率与尺寸精度4.1 成型收缩率在SCIENGY中，增强类等级的成型收缩率很小，因此非常适用于精密成型。4.2 后收缩率退火有2种含义：去除应变和保持尺寸稳定。如果要去除应变，可在玻璃转化温度略上处(100120)进行1小时左右的退火。如果要保持尺寸稳定，则需要适当提高温度。为了不发生尺寸变化，必须通过退火来彻底结束后收缩。例如，如果产品的最高使用温度为160，则应在比其高20的180下进行退火。5. 安全上的注意事项只要遵守成型业界的一些基本注意事项，SCIENGY成型中就不会遇到什么危险。不过，与其他塑料一样，SCIENGY被加热到很高的温度后会产生有害于健康的分解物，因此建议适当换气。为了防止热分解、气体以及机筒内的压力，请勿将树脂加热到360以上。需要长时间停止时，应彻底清洗机筒内的树脂并将机筒温度降至280以下。供给粒料或转动螺杆前，应使机筒有足够的加热时间以使温度至少达到300。作业人员应戴护目镜(特别是在清洗时)。操作很烫的模具时应戴上防护手套。成型暂停期间，应使注射装置回退以免因接触模具而导致喷嘴固化。6. 处理本色时的注意事项使用本色时应注意下面几点：原料粒料和成型品暴露于直射日光、荧光灯、水银灯以及高温气氛时会很快变色，因此保管时应尽量避开此类环境。为了控制成型中的变色，还应使预干燥条件保持统一，注意与成型机内的滞留有关的容量均衡并尽量避免中途更改成型机容量和成型品腔数。螺杆形状应选用低剪切式或标准式。高剪切式容易发热，有时还伴有变色。使用经过Ni处理的螺杆、机筒、喷嘴等部件时，成型品有时会出现等级类变色，因此建议对这些部件进行Cr处理。粒料中偶尔含有被称为黑点的黑状物。这是因为在本公司的制造过程中PPS发生了热变色。我们已通过努力改进工艺来尽可能防止其发生，但目前还无法完全去除。使用时请注意这一点。根据具体条件，成型过程中有时也会发生这种情况。此外，高亮度的着色品有时也会出现与本色同样的现象。7、成型不良对策表7-1汇集了各种有代表性的成型不良对策。表7-1 成型不良对策 外观不良不良现象原因对策1) 飞边1.树脂流动性高2.结晶速度慢3.粘性剪切速度依存性低 降低作为飞边主因的压力降低注射压力和保压压力将V-P切换位置设在计量侧降低注射速度提高机筒温度扩大主流道和分流道改用高流动等级促进树脂固化降低模具温度降低机筒温度 提高模具精度并防止变形确认模具贴合面(开合面)确认加热器等热平衡在要求无飞边的部位不要制作贴合面2) 欠注1.流动不足2.排气不良排气口未设置或堵塞 成型条件对策流动不足提高注射速度和压力提高机筒温度将V-P切换位置设在计量侧提高模具温度排气不良降低注射速度和压力降低机筒温度减小V-P切换位置降低合模力模具形状对策设置排气口进行模具维护更改浇口数量和位置扩大浇口尺寸消除产品壁厚不均材料对策改用高流动等级3) 气体烧焦1.排气不良 2.排气口未设置或堵塞 3.高速注射成型条件对策降低注射速度和压力降低机筒温度将V-P切换位置设在计量侧降低合模力外围设备对策真空拉伸成型模具形状对策设置排气口进行模具维护更改浇口数量和位置使用多孔铜材等4) 雾面1.气体导致复制不良2.受复制温度的影响成型条件对策降低机筒温度将V-P切换位置设在计量侧气体导致复制不良提高模具温度降低合模力受复制温度的影响降低模具温度模具形状对策设置排气口进行模具维护更改浇口位置模具冷却材料对策改用低气体等级5) 凹痕、空洞、凸起1.厚壁形状导致收缩 2.气体和空气卷入成型条件对策降低注射速度降低机筒温度提高保压压力降低模具温度增强预干燥延长冷却时间(凸起对策)模具形状对策减少产品壁厚模具冷却设置排气口进行模具维护扩大浇口和分流道尺寸材料对策改用低气体等级6) 黑状痕、变色1.树脂剪切(注射、塑化) 2.热反应 成型条件对策降低注射速度提高机筒温度降低转速降低背压进行喷嘴后退成型成型机对策使用低压缩螺杆避免Ni螺杆模具形状对策转角取圆扩大浇口尺寸材料对策改用低腐蚀等级 成型、模具不良不良现象原因对策1) 脱模不良1.收缩导致抱紧 2.模具与树脂粘着成型条件对策降低模具温度 (有时也可提高) 降低机筒温度 延长冷却时间 降低保压压力 缩短保压时间 降低顶出速度模具形状对策增大斜度 打磨模具表面 进行模具表面处理2) 模垢1.气体成分附着成型条件对策降低机筒温度缩短滞留时间增强预干燥提高模具温度降低合模力外围设备对策真空拉伸成型模具形状对策设置排气口进行模具维护材料对策改用低气体等级3) 模具腐蚀PPS气体导致金属腐蚀成型条件对策降低机筒温度缩短滞留时间增强预干燥降低合模力外围设备对策真空拉伸成型模具形状对策设置排气口进行模具维护使用不锈钢进行模具表面处理材料对策改用低腐蚀等级- 11 -