pc料的特性及擠出工藝
pc性能優(yōu)異,透明度較高,沖擊韌性好,耐蠕變,使用溫度范圍寬,pc的工藝特性是:熔融粘度對剪切率的敏感性小,而對溫度的敏感性大,無明顯熔點(diǎn),熔融體粘度較高,高溫下樹脂易水解,制品易開裂。針對這些特性,我們特別要注意區(qū)別對待:要增加熔體的流動性,不是用增大注射壓力而應(yīng)采用提高注射溫度的辦法來達(dá)到。要求模具的流道、澆口短而粗,以減少流體的壓力損失,同時要較高的注射壓力。樹脂在成型加工之前需進(jìn)行充分的干燥處理,使其含水量控制在0.02%以下,此外,在加工過程中對樹脂還應(yīng)采取保溫措施,以防重新吸濕。不僅需要合理的制品設(shè)計,還應(yīng)正確掌握成型工藝,如提高模具溫度,對制品進(jìn)行后處理等可以減少或消除內(nèi)應(yīng)力。視產(chǎn)品的不同狀況及時調(diào)正工藝參數(shù)。
下面談?wù)劤尚凸に?、注射溫度必須綜合制品的形狀、尺寸,模具結(jié)構(gòu)。制品性能、要求等各方面的情況加以考慮后才能作出。一般在成型中選用溫度在270~320℃之間,過高的料溫如超過340℃時,pc將會出現(xiàn)分解,制品顏色變深,表面出現(xiàn)銀絲、暗條、黑點(diǎn)、氣泡等缺陷,同時物理機(jī)械性能也顯著下降。2、注射壓力對pc制品的物理機(jī)械性能,內(nèi)應(yīng)力、成型收縮率等有一定的影響對制品的外觀及脫模性有較大的影響,過低或過高的注射壓力都會使制品出現(xiàn)某些缺陷,一般注射壓力控制在80-120mpa之間,對薄壁,長流程,形狀復(fù)雜,澆口較小的制品,為克服熔體流動的阻力,以便及時充滿模腔,才選用較高的注射壓力(120-145mpa)。從而獲得完整而表面光滑的制品。3、保壓壓力及保壓時間保壓壓力的大小及保壓時間的長短對pc制品的內(nèi)應(yīng)力有較大的影響,保壓壓力過小,補(bǔ)縮作用小易出現(xiàn)真空泡或表面出現(xiàn)縮凹,保壓壓力過大,澆口周圍易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,在實際加工中,常以高料溫,低保壓的辦法來解決。保壓時間的選擇應(yīng)視制品的厚薄,澆口大小,模溫等情況而定,一般小而薄制品不需很長的保壓時間,相反,大而厚的制品保壓時間應(yīng)較長。保壓時間的長短可通過澆口封口時間的試驗予以確定。4、注射速度對pc制品的性能無十分明顯的影響,除了薄壁,小澆口,深孔,長流程制品外,一般采用中速或慢速加工,最好是多級注射,一般采用慢-快-慢的多級注射方式。5、模具溫度一般控制在80-100℃就可以,對形狀復(fù)雜,較薄,要求較高的制品,也可提高到100-120℃,但不能超過模具熱變形溫度。6、螺桿轉(zhuǎn)速與背壓由于pc熔體粘度較大,從有利塑化,有利排氣,有利塑機(jī)的維護(hù)保養(yǎng),防止螺桿負(fù)荷過大,對螺桿的轉(zhuǎn)速要求不可太高,一般控制在30-60r/min為宜,而背壓控制在注射壓力的10-15%之間為宜。7、pc在注塑過程中要嚴(yán)格控制脫模劑的使用,同時再生料的使用不能超過三次,使用量應(yīng)為20%左右。對生產(chǎn)pc制品的塑機(jī)要求:要求制品的最大注射量(包括流道、澆口等)應(yīng)不大于公稱注射量的70-80%,螺桿選用單頭螺紋等螺距,帶有止回環(huán)的漸變壓縮型螺桿,螺桿的長徑比l/d為15-20,幾何壓縮比c/r為2-3。
PC物性及擠出工藝 聚碳酸酯（PC）是一種無色透明的工程塑料，具有極高的沖擊強(qiáng)度，寬廣的使用溫度范圍，良好的抗蠕變性、電絕緣性和尺寸穩(wěn)定性；缺點(diǎn)是對缺口敏感、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性差，成型帶金屬嵌件的制品較困難。 聚碳酸酯，英文名Polycarbonate, 簡稱PC。PC是一種無定型、無臭、無毒、高度透明的無色或微黃色熱塑性工程塑料，具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，尤其是耐沖擊性優(yōu)異，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度高；蠕變性小，尺寸穩(wěn)定；具有良好的耐熱性和耐低溫性，在較寬的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的力學(xué)性能，尺寸穩(wěn)定性，電性能和阻燃性，可在 -60~120℃下長期使用；無明顯熔點(diǎn)，在 220-230℃呈熔融狀態(tài)；由于分子鏈剛性大，樹脂熔體粘度大；吸水率小，收縮率小，尺寸精度高，尺寸穩(wěn)定性好，薄膜透氣性小；屬自熄性材料；對光穩(wěn)定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、耐酸、不耐強(qiáng)堿、氧化性酸及胺、酮類，溶于氯化烴類和芳香族溶劑，長期在水中易引起水解和開裂，缺點(diǎn)是因抗疲勞強(qiáng)度差，容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，抗溶劑性差，耐磨性欠佳。
物化性能 PC塑料的工藝特點(diǎn)如下： ①屬無定型塑料，Tg為149～150℃；Tf為215～225℃；成型溫度為250～310℃；相對平均分子質(zhì)量為2～4萬。 ②熱穩(wěn)定性較好，并隨相對分子質(zhì)量的增大而提高。 ③流變特性接近牛頓液體，表觀粘度受溫度的影響較大，受剪切速率的影響較小，隨相對平均分子質(zhì)量的增大而增大。無明顯的熔點(diǎn)，熔體粘度較高。PC分子鏈中有苯環(huán)，所以，分子鏈的剛性大。 ④PC的抗蠕變性好，尺寸穩(wěn)定性好；但內(nèi)應(yīng)力不易消除。 ⑤PC高溫下遇水易降解，成型時要求水分含量在0.02％以下。 ⑥制品易開裂。 在成型前，PC樹脂必須進(jìn)行充分干燥。干燥方法可采用沸騰床干燥(溫度120～130℃，時間1～2h)、真空干燥(溫度110℃，真空度96kPa以上、時間10～25h)、熱風(fēng)循環(huán)干燥(溫度120～130℃，時間6h以上)。為防止干燥后的樹脂重新吸濕，應(yīng)將其置于90℃的保溫箱內(nèi)，隨用隨取，不宜久存。成型時料斗必須是密閉的，料斗中應(yīng)設(shè)有加熱裝置，溫度不低于100℃、對無保溫裝置的料斗，一次加料量最好少于半小時的用量，并要加蓋蓋嚴(yán)。 判斷干燥效果的快速檢驗法，是在注塑機(jī)上采用“對空注射”。如果從噴嘴緩慢流出的物料是均勻透明、光亮無銀絲和氣泡的細(xì)條時，則為合格。此法對一般塑料均適用。 PC的熔體粘度比PA、PS、PE等大得多，流動性較差。熔體的流動特性接近于牛頓流體，熔體粘度受剪切速率影響較小，而對溫度的變化十分敏感，因此，成型時只要調(diào)節(jié)加工溫度，就能有效地控制PC的表現(xiàn)粘度。 成型溫度的選擇與樹脂的相對平均分子質(zhì)量及其分布、制品的形狀與尺寸、注塑機(jī)的類型等有關(guān)，一般控制在250～310℃范圍內(nèi)。注塑用料，宜選用相對平均分子質(zhì)量稍低的樹脂，MFR為5～7g/10min；對形狀復(fù)雜或薄壁制品。成型溫度應(yīng)偏高，為285～305℃；而厚壁制品，成型溫度稍低，為250～280℃。不同的注塑機(jī)，成型溫度也不一樣。螺桿式為260～285℃，柱塞式為270～310℃。料筒溫度的設(shè)定是用前高后低的方式，靠近料斗一端的后料筒溫度要控制在PC的軟化溫度以上，即大于230℃，以減少物料阻力和注射壓力損失。盡管提高成型溫度有利熔體充模。但不能超過230℃，否則，PC會發(fā)生降解，使制品顏色變深，表面出現(xiàn)銀絲、暗條、黑點(diǎn)、氣泡等缺陷，同時，物理力學(xué)性能也會顯著下降。 噴嘴溫度為260～310℃，兩種類型的注塑機(jī)噴嘴的溫度控制有所不同。 模具溫度對制品的力學(xué)性能影響很大。隨著模溫的提高．料溫與模溫間的溫差變小，剪切應(yīng)力降低，熔體可在模腔內(nèi)緩慢冷卻，分子鏈得以松弛，取向程度減小，從而減少了制品的內(nèi)應(yīng)力，但制品的沖擊強(qiáng)度、伸長率顯著下降，同時會出現(xiàn)制品脫模困難。脫模時易變形，并延長了成型周期，降低生產(chǎn)效率；而模溫較低，又會使制品的內(nèi)應(yīng)力增加。因此，必須控制好模溫。通常，PC的模溫為80～120℃。普通制品控制在80～100℃，而對于形狀復(fù)雜、薄壁及要求較高的制品，則控制在100～120℃，不允許超過其熱變形溫度。 成型PC厚壁制品時，模具溫度的控制顯得特別重要。例如，在成型簡支梁沖擊試驗樣條(厚度為10mm)時，如果模具不進(jìn)行控制溫度，則成型的樣條內(nèi)部縮孔很多，也很大。此時，模具如果沒有設(shè)置加熱裝置，則可采用簡易的方法將模具主流道加熱。該簡易的方法就是在一根鐵絲上系上棉花球，蘸上工業(yè)酒精，加熱主流道，這樣，雖不能消除縮孔，但縮孔的數(shù)量大為減少。程度大為減輕。當(dāng)然．這是一種沒有辦法的辦法，是一種土辦法，不推薦使用。因為這樣，容易使模具主流道變形和氧化。 盡管注塑時注射壓力對熔體強(qiáng)度和流動性影響較小，但由于PC熔體粘度高、流動性較差，因此，注射壓力不能太低，一般控制在80～120MPa，采用柱塞式注塑機(jī)時，注射壓力應(yīng)為100～150MPa；而對于薄壁長流距、形狀復(fù)雜、澆口尺寸較小的制品，為使熔體順利、及時充模，注射壓力要適當(dāng)提高至120～150MPa。PC注塑工藝控制的總的原則是：高料溫，低壓力。 保壓壓力大小和保壓時間長短直接影響制品的質(zhì)量。保壓壓力過小，則補(bǔ)縮作用小，制品內(nèi)部會因收縮而形成氣泡，制品表面也會出現(xiàn)凹痕；保壓壓力過大。在澆口周圍易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。保壓時間長，制品尺寸精度高、收縮率低、表面質(zhì)量良好，但增加了制品中的內(nèi)應(yīng)力，延長了成型周期。保壓壓力為80～100 MPa。如前所述方法??用火加熱主流道，延長澆口中熔體的凝固時間，以增加補(bǔ)縮作用。PC注射成型時，可提高背壓壓力。 注射速率對制品的性能影響不大。但從成型角度考慮，注射速率不宜太慢，否則進(jìn)入模腔內(nèi)的熔體易冷凝而導(dǎo)致充模不足，即使充滿了，制品表面包易出現(xiàn)波紋、料流痕等缺陷；注射速率也不宜太快，以防裹入空氣和出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。生產(chǎn)中，一般采用中速或慢速，最好采用多級注塑。注塑時，速度沒定為慢→快→慢，這樣可大大提高制品質(zhì)量。 螺桿轉(zhuǎn)速不可太高，一般為30～60 r/min。嵌件需預(yù)熱到200℃，至少也要有120℃，一般為110～130℃。再生料的再生次數(shù)不超過3次，用量為20％左右。 PC是透明性塑料，成型時一般不推薦使用脫模劑，以免影響制品透明度。對脫模確有困難的制品，可使用硬脂酸或硅油類物質(zhì)作脫模劑，但用量要嚴(yán)格控制。 PC制品中應(yīng)盡量避免使用金屬嵌件。若確需使用金屬嵌件時，則必須先把金屬嵌件預(yù)熱至200℃左右后，再置人模腔中進(jìn)行注塑，這樣可避免因膨脹系數(shù)的懸殊差別，在冷卻時發(fā)生收縮不一致而嚴(yán)生較大的內(nèi)應(yīng)力，使制品開裂。 減小內(nèi)應(yīng)力的方法，除了在制品造型設(shè)計時避免缺口、銳角、厚薄懸殊以及采用正確的成型工藝參數(shù)等外，最好是對制品進(jìn)行熱處理，熱處理溫度控制在125～135℃(樹脂Tg以下10～20℃)，處理時間為2h左右，制品越厚處理時間越長。一般壁厚小于5mm的制品，時間為8h；大于20mm的制品、時間為24h。 制品的內(nèi)應(yīng)力大小可通過偏振光檢驗法和溶劑浸漬法。偏振光檢驗法適用各種透明制品，它是利用PC的透明性，把制品置于偏振光鏡片之間，從鏡上觀察制品表面彩色光帶面積，以彩色光帶面積的大小來確定制品內(nèi)應(yīng)力大小，如果觀察到的彩包光帶面積大，說明制品內(nèi)應(yīng)力大；溶劑浸漬法是工廠中普遍采用的一種檢測手段，該法是將PC制品浸入某些溶劑(如苯、四氯化碳、環(huán)己烷、乙醇、甲醇等)之中，以制品發(fā)生開裂破壞所需的時間，來判斷應(yīng)力的大小，時間越長則應(yīng)力越小。如果浸漬5～15 s就開裂，說明內(nèi)應(yīng)力很大；如果浸漬1～2min不出現(xiàn)裂紋，說明內(nèi)應(yīng)力很小，這種制品在使用過程一般不會開裂。 注塑工藝 干燥處理：PC材料具有吸濕性，加工前的干燥很重要。建議干燥條件為100C到200C，3~4小時。加工前的濕度必須小于0.02%。 熔化溫度：260~340C。 模具溫度：70~120C。 注射壓力：盡可能地使用高注射壓力。 注射速度：對于較小的澆口使用低速注射，對其它類型的澆口使用高速注射。 應(yīng)用范圍 PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機(jī)加工，最重要的加工方法是注塑。成型之前必須預(yù)干燥，水分含量應(yīng)低于0.02%，微量水份在高溫下加工會使制品產(chǎn)生白濁色澤，銀絲和氣泡，PC在室溫下具有相當(dāng)大的強(qiáng)迫高彈形變能力。沖擊韌性高，因此可進(jìn)行冷壓，冷拉，冷輥壓等冷成型加工。擠出用PC分子量應(yīng)大于3萬，要采用漸變壓縮型螺桿，長徑比1：18~24，壓縮比1：2.5，可采用擠出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高質(zhì)量，高透明瓶子。PC合金種類繁多，改進(jìn)PC熔體粘度大（加工性）和制品易應(yīng)力開裂等缺陷，PC與不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。具體有PC/ABS合金，PC/ASA合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/彈性體共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等，利有兩種材料性能優(yōu)點(diǎn)，并降低成本，如PC/ABS合金中，PC主要貢獻(xiàn)高耐熱性，較好的韌性和沖擊強(qiáng)度，高強(qiáng)度、阻燃性， ABS則能改進(jìn)可成型性，表觀質(zhì)量，降低密度。PC的三大應(yīng)用領(lǐng)域是玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機(jī)械零件、光盤、包裝、計算機(jī)等辦公室設(shè)備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護(hù)器材等。PC可用作門窗玻璃，PC層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護(hù)窗，13855016665用于飛機(jī)艙罩，照明設(shè)備、工業(yè)安全檔板和防彈玻璃。 PC板可做各種標(biāo)牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業(yè)標(biāo)牌、點(diǎn)式滑動指示器， PC樹脂用于汽車照相系統(tǒng)，儀表盤系統(tǒng)和內(nèi)裝飾系統(tǒng)，用作前燈罩，帶加強(qiáng)筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護(hù)套、阻流板、PC被應(yīng)用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉(zhuǎn)換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機(jī)、配電盤元件，繼電器外殼， PC可做低載荷零件，用于家用電器馬達(dá)、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機(jī)、烤面包機(jī)、動力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導(dǎo)規(guī)、冰箱內(nèi)擱架。PC是光盤儲存介質(zhì)理想的材料。PC瓶（容器）透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶（容器）。PC及PC合金可做計算機(jī)架，外殼及輔機(jī)，打印機(jī)零件。改性PC耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標(biāo)本器具，血液充氧器，外科手術(shù)器械，腎透析器等，PC可做頭盔和安全帽，防護(hù)面罩，墨鏡和運(yùn)動護(hù)眼罩。 PC薄膜廣泛用于印刷圖表，醫(yī)藥包裝，膜式換向器。
