POM的注塑成型工艺

POM的注塑成型工艺

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4. 成型条件

4.1 标准成型条件

夺钢® POM的标准成型条件

  预备干燥 : 80~90℃ × 3~4小时  
  树脂温度 : 190~210℃  
  模具温度 : 60~80℃  
  注射压力 : 50~100MPa  
  注射速度 : 5~50mm/s (0.3~3m/min)  
  螺杆转数 : 100~150rpm  
  成型周期 (注射+保压) : 浇口封闭时间+α  
  (冷却) : 塑化时间或顶出时间  

 

4.2 预备干燥

夺钢® POM的吸水率小且有防潮湿的包装,开封后如果立即使用,即使不进行干燥也可成型。

但是,开封后在高湿度的环境下保管、或长期 放置后,则需要进行预备干燥。成型时,粒料

的吸水率大致为0.1%以下。

预备干燥条件

 

  • 标准: 80~90℃×3~4小时
  • 发生模垢问题时: 100~120℃×3~4小时

注意事项

  • 使用抽屉式干燥机时
    粒料厚度定为25mm以下。
  • 使用料斗式干燥机时
    调整风温、风量,使粒料温度达到推荐温度。
    在料斗内的停留时间不少于3~4小时。

图4-1 粒料干燥曲线

 

4.3 料筒温度

4.3.1 料筒温度的设定举例

夺钢® POM的熔点约为165℃,但实际成型时的树脂温度应以190~210℃(最好200~210℃)

为宜。树脂温度一般高于料筒的设定温度(前部)10~15℃。下面是料筒温度的设定 举例,

建议大家将温度计插入从喷嘴空喷出来的熔融树脂中进行实际测量。

料筒温度的设定举例

  后部(料斗方面) : 150~170℃  
  中部 : 170~190℃  
  前部 : 180~200℃  
  喷嘴 : 190~210℃  

 

 

 

 

如果树脂温度不适当,则可能发生下列问题:

  • 树脂温度过高时,发生材料分解、变色等。
  • 树脂温度过低时,混入未塑化物。

 


图4-2 DSC曲线
测定条件
 升温速度: 5℃/min
 试样重量: 14mg

温度项目
 T1: 熔融开始温度
 T2: 熔融吸热峰值
 t1: 分解开始温度

图4-3 TG曲线
�y定条件
 �N温速度: 5℃/min
 �料重量: 14mg

温度�目
 T1: 分解�_始温度
 T2: 50%分解温度
 T3: 分解�K了温度

 

4.3.2 因滞留而引起的变色

成型品的变色取决于树脂温度和树脂在料筒内的滞留时间。虽然因树脂类型不同而有

所不同,但夺钢M90-44的变色界限基本如图4-4所示。与物性降低相比,其容许滞留

时间更由变色来决定。

图4-4 耐热变色区域

 

4.4 模具温度

夺钢成型时的标准模具温度为60~80℃,需要按照成型品的物性、表面状态、使用

中的尺寸变化、成型周期等品质要求进行模具温度的设定。例如:成型品的使用环境温

度高时,为了防止发生尺寸变化,模具温度 必须高于使用温度或进行回火处理。如果

外观要达到镜面要求, 则模具温度须设定为120℃左右。为了缩短成型周期,有时将

模具温度设定为30~40℃的低温,此时应注意以下几点:

  • 容易存在残留应力;
  • 难以取得良好的外观;
  • 使用温度高时,产生后收缩;
  • 容易附着MD(模垢);
  • 容易引起充填不足。

而且,为了防止翘曲变形,还要考虑模具温度分布的均匀。

 

4.5 注射压力

夺钢的一般注射压力如下所示,但要根据流动性、收缩率和成型品物性等的影响来

考虑决定,主要根据成型品的外观及尺寸来决定。

注射压力的设定举例

 注射压力:100MPa以上

 保压力:50~100MPa

 从注射工序到保压工序的切换点: 充填了80~90%模腔的点

另外,如果不象上述注射压力设定举例那样对注射压力和保压力进行区别,则可能

发生下列问题:

  • 注射压力过高时:产生飞边等
  • 注射压力过低时:产生充填不足、凹痕、波纹、空洞等

 

4.6 注射速度

注射速度一般设定为5~50mm/s(0.3~3m/min),但要根据成型品形状、厚度、

品质要求、流道粗细、浇口尺寸等因素进行考虑决定。

  • 速度宜快时:成型品薄、或因流道个数多而尺寸精度严格时。
  • 速度宜慢时:因成型品厚而有空洞问题、或有流痕问题时。

另外,如果注射速度不适当,则有可能发生下列问题:

  • 速度过快时:喷射纹、流痕、飞边、烧焦等。
  • 速度过慢时:充填不足、波纹等。

 

4.7 螺杆转数及背压

从熔融树脂的温度波动来看,螺杆转数慢、背压高是理想的。但考虑到生产率的

因素,一般进行如下设定:

设定举例

 螺杆转数: 100~150rpm

 背压: 0~5MPa

会因空气的卷入而计量不稳定;背压过高时,会产生喷嘴流涎、塑化时间延长

的问题,需要注意。

4.8 成型周期

4.8.1 注射、保压时间

注射、保压的合计时间要大于浇口封闭时间。这里所说的浇口封闭时间是指成

型品重量达到恒定的最短时间,见图4-5。注射、保压的合计时间小于浇口封

闭时间时,有可能发生下列问题:

  • 成型收缩率增大(图4-6)。
  • 尺寸波动增大(图4-7)。
  • 产生空洞、凹痕。
  • 变形增大(图4-8)。
  • 冲击强度降低(图4-9)。

 


图4-5 成型品重量与浇口封闭时间
成型条件
 机筒温度: 190℃
 注射压力: 75MPa
 注射速度: 17mm/s

模具:
 120×120×3mmt平板
 (侧浇口4w×2t)

图4-6 成型品收缩率与浇口封闭时间
成型条件
 机筒温度: 190℃
 注射压力: 75MPa
 注射速度: 17mm/s

模具:
 120×120×3mmt平板
 (侧浇口4w×2t)

图4-7 尺寸波动与浇口封闭时间
试片: ASTM拉伸试片 (厚度: 3.2mm)
测定部位: 长度方向 (213mm)

 

浇口封闭时间因成型机容量与1次注射重量的关系不同而异。还因浇口大小、浇口部位的

成型品厚度、以及成型条件的不同而异。所以,要对实际的成型品进行测定。表4-1和

表4-2表示了试片数据,供作参考。

 

表4-1 浇口封闭时间(侧浇口)

模具温度 (℃) 制品厚度 (mm) 浇口尺寸 (w × t) 浇口封闭时间 (秒)
M90-44 GH-25
40 1 2 x 1 4 -
2 2 x 1 9 6
4 x 2 9 6
3 2 x 1 11 10
4 x 2 17 10
6 x 3 20 11
4 2 x 1 14 11
4 x 2 20 15
6 x 3 26 16
60 1 2 x 1 4 -
2 2 x 1 10 6
4 x 2 10 7
3 2 x 1 14 10
4 x 2 19 12
6 x 3 21 12
4 2 x 1 15 13
4 x 2 22 17
6 x 3 31 18
80 1 2 x 1 5 3
2 2 x 1 11 7
4 x 2 12 7
3 2 x 1 17 14
4 x 2 22 14
6 x 3 24 15
4 2 x 1 18 16
4 x 2 27 20
6 x 3 34 21

  GH-25: 25%玻璃纤维增强型品级,试片: 80mm正方形平板

 

表4-2 浇口封闭时间(点浇口)

模具温度 (℃) 制品厚度 (mm) 浇口尺寸
(Ø)
浇口封闭时间 (秒)
M90-44 GH-25
40 1 0.5 3.4 2.8
1.0 3.4 2.8
2 1.0 8.6 6.2
1.5 9.0 6.4
3 1.5 13.8 10.6
2.0 15.8 11.2
60 1 0.5 3.8 2.8
1.0 3.8 2.8
2 1.0 9.8 7.0
1.5 10.6 7.8
3 1.5 16.6 12.8
2.0 18.2 12.8
80 1 0.5 4.2 3.4
1.0 4.2 3.4
2 1.0 11.8 7.8
1.5 12.6 9.0
3 1.5 19.2 15.8
2.0 20.6 16.8

  GH-25: 25%玻璃纤维增强型品级,试片: 50mm正方形平板

 


图4-8 变形量与浇口封闭时间
 
试片:
 120mmφ×2mmt 圆板
 (1.5mmØ点浇口)

图4-9 冲击强度与浇口封闭时间
 
成型条件:
 机筒温度: 180℃
 模具温度: 80℃
 注射压力: 100MPa
 注射速度: 50mm/s

模具:
 拉伸冲击试片
 (2.5mmØ点浇口)

 

4.8.2 冷却时间

图4-10是通过对夺钢® POM M90-44成型品可顶出时间的实际测定和计算而得 的,

在图中可得出从固化到能够顶出时所需 要时间。一般而言,为了得到稳定的成型品,

正如前面所述,希望保压时间大于浇口封闭时间。关于冷却时间建议您除了塑化时

间之外,还要根据成型品顶出时间(保压时间+冷却时间)考虑决定。 另外,在成型

品厚度厚、象模芯过长不宜散热、以及有变形问题等情况下,有时需要更长的冷却时间。


图4-10 成型品可顶出时间
 
试片:
 80×80mm平板,厚度1~8mm

侧浇口:
 2w×1t (厚度1~4mm时)
 4w×2t (厚度5~8mm时) 

计算方法:
根据用80×80mm平板可顶出的固化层的比例,推定一般成型品的比例,算出可顶出的时间。

 

4.9 模垢对策

长期使用夺钢® POM成型时,模具表面就会附着某种析出物,因而有时成型品表面出现虫蛀

形纹路、或产生尺寸公差偏离及脱模不良问题,这种析出物叫做模垢。在抑制模垢发生或防止

模垢附着方面,有下列一些方法:

  • 提高材料的预备干燥温度(通常为60~80℃,此时提高到100~120℃),
  • 去除粒料中残留的水分、甲醛水(导电等特殊型除外)。
  • 树脂温度一般为190~210℃,在这一范围内降低设定温度,抑制气体的发生。
  • 考虑好成型机容量与1次注射重量的平衡,以免树脂在料筒内长时间停留。
  • 低温模具容易附着模垢,所以要提高模具温度的设定(60℃以上)。
  • 在模具上设置排气口非常有效,流道上也要设置排气口。

 

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