注塑材料有哪些(注塑材料基础知识)

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塑料由于具有重量轻、韧性好、易成型、成本低等优点，在日常用品中居于中等地位，越来越多地取代玻璃，尤其在光学仪器和包装行业，发展尤为迅速。

但由于要求更好的透明性、更高的耐磨件和更好的耐冲击性，所以要在塑料的成分、注塑的全过程、设备、模具等方面做大量的工作。，以保证这些用来代替玻璃的塑料(以下简称透明塑料)具有良好的表面质量，从而满足使用要求。

目前市场上常用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯(俗称亚克力或有机玻璃，代号pmma)和聚碳酸酯(代号pc)。聚对苯二甲酸乙二醇酯(代号pet)、透明尼龙、as(丙烯腈苯乙烯共聚物)、聚砜(代号psf)等。其中pmma、pc、pet是我们接触最多的三种塑料。本文以这三种塑料为例，讨论了透明塑料的特点和注射成型工艺。

一、透明塑料的性能

透明塑料首先要有高透明性，其次要有一定的强度和耐磨性，耐冲击性，较好的耐热件，较好的耐化学性，较低的吸水率。只有这样，它们才能满足透明的要求，并在使用中长期保持不变。下表1比较了pmma、pc和pet的性能。

表1:透明塑料的性能比较

注：（1）因品种繁多，这只是取平均值，实际不同品种数据有异。

(2)pet数据(力学方面)是拉伸后的数据。

从表1中的数据可以看出，pc是一个理想的选择，但主要是因为其原材料昂贵，注塑工艺难度大，pmma仍是主要选择(对于一般要求的产品)，而pet由于要拉伸才能获得良好的力学性能，所以多用于包装和容器。

二、透明塑料注射成型过程中应注意的常见问题

由于透明塑料透光率高，所以对塑料制品的表面质量要求必须严格，不能有任何斑纹、气孔、泛白。雾度、黑点、变色、光泽度差等缺陷，所以在整个注塑过程中对原材料、设备。模具乃至产品设计都要高度重视并提出严格甚至特殊的要求。其次，由于大多数透明塑料熔点高，流动性差，为了保证产品的表面质量，往往需要在机器高温、注射压力、注射速度等工艺参数上进行微调，使塑料的注射既能充满模具，又能避免内应力造成的产品变形和开裂。

接下来，就是在原料准备上。讨论了产品对设备和模具的要求、注射成型工艺和原材料处理。

(1)原料的准备和干燥由于塑料中的任何杂质都可能影响产品的透明度，因此不适合储存和运输。

在投料过程中，一定要注意密封，保证原料干净。特别是原料中含有水分，加热后会造成原料变质，所以必须干燥，注塑时必须用干燥料斗加料。还要注意的是，在干燥过程中，输入的空气体要经过过滤和除湿，以保证原料不会被污染。干燥过程如表2所示。

表2:透明塑料的干燥过程

(二)机筒、螺杆及其附件的清洁

为了防止原材料污染和螺杆及附件的凹槽内存在旧料或杂质，特别是热稳定性差的树脂，在使用前和停机后，应使用螺杆清洗剂清洗所有零件，使其不粘附任何杂质。没有螺丝清洗剂时，可以用pe、ps等树脂清洗螺丝。

机器暂时停机时，为防止原料长时间停留在高温下而引起降解，应降低干燥机和机筒的温度，如pc、pmma等机筒温度应降至160℃以下(pc的料斗温度应降至100℃以下)。

(3)模具设计(包括产品设计)中应注意的问题

为了防止因回流不良或冷却不均匀造成的塑料成型不良、表面缺陷和变质，模具设计时应注意以下几点。

a）壁厚应尽量均匀一致，脱模斜度要足够大;b）过渡部分应逐步。圆滑过渡，防止有尖角。锐边产生，特别是 pc 产品一定不要有缺口；c）浇口。流道尽可能宽大、粗短，且应根据收缩冷凝过程设置浇口位置，必要时应加冷料井；d）模具表面应光洁，粗糙度低（最好低于 0.8）；e）排气孔。槽必须足够，以及时排出空气和熔体中的气体；f）除 pet 外，壁厚不要太薄，一般不得小于1mm。

(4)注塑过程中应注意的问题(包括对注塑机的要求)

为了减少内应力和表面质量缺陷，在注射成型过程中应注意以下几个方面。

a）应选用专用螺杆、带单独温控射咀的注塑机；b)注射温度在塑料树脂不分解的前提下，宜用较高注射湿度；c）注射压力：一般较高，以克服熔料粘度大的缺陷，但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形；d）注射速度：在满足充模的情况下，一般宜低，最好能采用慢一快一慢多级注射；e）保压时间和成型周期：在满足产品充模，不产生凹陷、气泡的情况下；宜尽量短，以尽量减低熔料在机筒停留时间；f）螺杆转速和背压：在满足塑化质量的前提下，应尽量低，防止产生解降的可能；g）模具温度：制品的冷却好坏，对质量影响极大，所以模温一定要能精确控制其过程，有可能的话，模温宜高一些好。

(5)其他问题

为了防止上表面质量的恶化，注射成型时应尽量少用脱模剂。当使用回收材料时，不得超过20%。

除pet外，所有产品都要进行消除内应力的后处理，pmma要在70-80t热风下循环干燥4小时。Pc应清洁空气体和甘油。液体石蜡等。加热至110-135℃，时间视产品而定，最长时间超过10小时。然而，pet必须经过双向拉伸工艺才能获得良好的力学性能。

三、透明塑料的注射成型工艺

(1)透明塑料的工艺特点:除了上述常见问题外，透明塑料还有一些工艺特点，叙述如下:

1.pmma的技术特性:

Pmma粘度高，流动性差，必须采用高物料温度和高注射压力进行注射。注射温度的影响大于注射压力，但注射压力的增加有利于改善制品的收缩率。注射温度范围宽，熔融温度160℃，分解温度270℃，因此材料温度调节范围宽，工艺性好。所以要提高流动性，可以从注射温度入手。冲击性差，耐磨性差，容易划伤和脆裂，所以要提高模具温度和改进冷凝工艺来克服这些缺陷。

2.pc的工艺特性:

Pc粘度大，熔融温度高，流动性差，必须在较高的温度下(270-320 t之间)注射。相对来说，材料温度的调节范围较窄，工艺性不如pmma。注射压力对流动性影响不大，但由于粘度较高，仍需要较高的注射压力。相应的，为了防止内应力，保压时间也要尽量短。

收缩率大，尺寸稳定，但制品内应力大，容易开裂。因此，宜通过提高温度而非压力来提高流动性，通过提高模具温度、改进模具结构和后处理来降低开裂的可能性。当注射速度较低时，浇口处容易出现波纹等缺陷，应单独控制喷嘴温度，模具温度要高，流道和浇口阻力要小。

3.聚酯的技术特点:

pet成型温度高，料温调节范围窄(260-300℃)。但熔化后流动性好，所以工艺性差，往往需要在水口处加防流装置。注射后机械强度和性能不高，只能通过拉伸和改性来提高性能。精确控制模具温度是为了防止翘曲。变形的重要元素，这里建议使用热流道模具。模具温度过高，否则会造成表面光泽度差，脱模困难。

综上所述，我们可以列出注射工艺参数:透明塑料注射成型工艺参数表(表3)供您参考。

表3:透明塑料注射成型工艺参数表

四。透明塑料件的缺陷及解决方法

由于篇幅原因，这里只讨论影响产品透明度的缺陷。其他缺陷请参考产品手册或其他资料。缺陷如下:

(1)银线:由于充模和冷凝时内应力的各向异性，在垂直方向产生的应力导致树脂流动取向，而与非流动取向不同的折射率导致出现闪光线，产品膨胀时可能产生裂纹。除了注意注塑工艺和模具(见表4)，最好对产品进行退火。比如pc材料可以在160℃以上加热3-5分钟，然后自然冷却。

(2)气泡:树脂中的水蒸气等气体无法排出，在模具的冷凝过程中或由于充模不足，冷凝面冷凝过快而形成“真空气泡”。克服方法见表4。

(3)表面光泽度差:主要原因是模具粗糙度大，另一方面树脂由于过早凝结无法复制模具表面的状态，都使得模具表面略显凹凸不平，使产品失去光泽。克服方法见表4。

(4)波纹:指以浇口为中心形成的密集波纹。原因是前端物料由于熔体粘度过高已经在型腔内凝结，然后进来的物料突破这个凝结面，导致表面出现波纹。克服方法见表4。

(5)发白、雾晕:主要是空气体中的粉尘落入原料中或原料中水分过多引起的。克服方法见表4。

(6)白烟、黑点:主要是塑料在桶内，桶树脂因局部过热而分解或变质。克服方法见表4。

为了清楚地解释为克服这些缺陷所采取的措施，列出了表4供您参考。

表4:透明产品的缺陷及克服方法

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