1 .PP的性能
PP为结晶型高聚物,常用塑料中PP最轻,密度仅为0.91g/cm3(比水小)。通用塑料中,PP的耐热性最好,其热变形温度为80-100℃,能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性,有很高的弯曲疲劳寿命,俗称“百折胶”。
PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点:尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”,它具有后收缩现象,脱模后,易老化、变脆、易变形。PP一直是制造纤维的主要原料,这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。
PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆,因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的嵌段共聚物。共聚物型PP材料有较低的热变形温度(100℃)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。
PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。
PP不存在环境应力开裂问题。通常,采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。
由于结晶,PP的收缩率相当高,一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比HDPE等材料要好得多。加入30%的玻纤添加剂可以使收缩率降到0.7%。
均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而,它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。
2 . PP 的工艺特点
PP在熔融温度下有较好的流动性,成型性能好,PP在加工上有两个特点:
其一:PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降(受温度影响较小);
其二:分子取向程度高而呈现较大的收缩率。PP的加工温度在220~275℃,注意不要超过275℃左右较好,它有良好的热稳定性(分解温度为310℃),但高温下(270-300℃),长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低,所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性,改善收缩变形和凹陷。模温(40~80℃),建议使用50℃。
结晶程度主要由模具温度决定,宜控制在30-50℃范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中,要吸收大量的熔解热(比热较大),产品出模后比较烫。
PP料加工时不需干燥,PP的收缩率和结晶度比PE低。注射速度通常使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷,那么应使用较高温度下的低速注塑。注射压力:可大到1800bar。
流道和浇口: 对于冷流道,典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm,但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口,最小的浇口深度应为壁厚的一半;最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍,PP材料完全可以使用热流道系统。
PP一直是制造纤维的主要原料,这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。
3.典型应用范围
汽车工业(主要使用含金属添加剂的PP:挡泥板、通风管、风扇等),器械(洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等),日用消费品(草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等)。
注塑品是PP均聚物的第二大市场,包括容器、密封器、汽车方面的应用、家庭用品、玩具及其它许多消费品和工业方面的最终用途。
八、PA(尼龙)1.PA的性能
PA也是结晶型塑料(尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂),作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万,品种很多,应用于注塑加工的常用尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。
尼龙具有韧性、耐磨性和自润滑性,其优点主要有机机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面光滑、软化点高,耐热,磨擦系数低,耐磨损,自润滑性,吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂,电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好。
缺点是吸水性大,染色性差,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低吸水率,使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好(100℃内可长期使用)、耐腐蚀、制件重量轻、易成型。PA缺点主要有:易吸水、注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差,因其比热大,产品较烫。
PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种。其结晶度高,故其刚性、硬度、耐热性都高。PA1010是我国1958年首创、半透明、比重小、弹性和柔性较大,吸水性比PA66低,尺寸稳定性可靠。
尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高,但韧性最差。各种尼龙按韧性大小排序为:PA66<PA66/6<PA6<PA610<PA11<PA12
尼龙的燃烧性为ULS44-2级,氧指数为24-28,尼龙的分解温度>299℃,在449~499℃时会发生自燃。尼龙的熔体流动性好,故制品壁厚可小到1mm。
2.PA的工艺特点
(1)PA易吸湿,加工前一定要充分干燥,含水量应控制在0.3%以下。原料干燥得好,制品光泽高,否则比较粗糙,PA不会随受热温度的升高而逐渐软化,而是在一个靠近熔点的较窄的温度范围内软化,熔点很明显,温度一旦达到就会出现流动(与PS、PE、PP等料不同)。
PA的粘度远比其它热塑性塑料低,且其熔化温度范围较窄(仅5℃左右)。PA流动性好,容易充模成型,也易走披锋。
PA熔点高,凝固点也高,熔料在模具内随时会因温度降到熔点以下而凝固,妨碍充模成型的完成。所以,必须采用高速注射,(薄壁或长流程制件尤其这样)。尼龙模具要有较充分的排气措施。
PA在熔融状态时,热稳定性较差,易降解。料筒温度不宜超过300℃,熔料在料筒内加热时间不宜超过30分钏,PA对模温要求较高,可利用模温的高低来控制其结晶性,来获得所需的性能。
PA料模温在50-90℃较好,PA1010加工温度在220-240℃为宜,PA66加工温度为270-290℃。PA制品有时需根据品质要求进行“退火处理”或“调湿处理”。
(2)PA12 聚酰胺12或尼龙12加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存,建议要在85C热空气中干燥4~5小时。如果材料是在密闭容器中储存,那么经过3小时温度平衡即可直接使用。熔化温度240~300C;对于普通特性材料不要超过310C,对于有阻燃特性材料不要超过270C。
模具温度:对于未增强型材料为30~40C,对于薄壁或大面积元件为80~90C,对于增强型材料为90~100C。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。注射压力:最大可到1000bar(建议使用低保压压力和高熔化温度)。注射速度:高速(对于有玻璃添加剂的材料更好些)。
流道和浇口:对于未加添加剂的材料,由于材料粘性较低,流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求5~8mm的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。
可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口,这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口,建议最小的直径为0.8mm。热流道模具很有效,但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道,浇口尺寸应当比冷流道要小一些。
(3)PA6 聚酰胺6或尼龙6:由于PA6很容易吸收水分,因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的,则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%,建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时,建议进行105C,8小时以上的真空烘干。
熔化温度:230~280C,对于增强品种为250~280C。模具温度:80~90C。模具温度很显著地影响结晶度,而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要,因此建议模具温度为80~90C。
对于薄壁的,流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度,但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm,建议使用20~40C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。注射压力:一般在750~1250bar之间(取决于材料和产品设计)。
注射速度:高速(对增强型材料要稍微降低)。流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t(这里t为塑件厚度)。如果使用热流道,浇口尺寸应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口,浇口的最小直径应当是0.75mm。
(4)PA66 聚酰胺66或尼龙66如果加工前材料是密封的,那么就没有必要干燥。然而,如果储存容器被打开,那么建议在85C的热空气中干燥处理。如果湿度大于0.2%,还需要进行105C,12小时的真空干燥。
熔化温度:260~290C。对玻璃添加剂的产品为275~280C。熔化温度应避免高于300C。模具温度:建议80C。模具温度将影响结晶度,而结晶度将影响产品的物理特性。
对于薄壁塑件,如果使用低于40C的模具温度,则塑件的结晶度将随着时间而变化,为了保持塑件的几何稳定性,需要进行退火处理。注射压力:通常在750~1250bar,取决于材料和产品设计。注射速度:高速(对于增强型材料应稍低一些)。
流道和浇口:由于PA66的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t(这里t为塑件厚度)。如果使用热流道,浇口尺寸应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口,浇口的最小直径应当是0.75mm。
3.典型应用范围
(1)PA12 聚酰胺12或尼龙12应用范围:水量表和其他商业设备,电缆套,机械凸轮,滑动机构以及轴承等。
(2)PA6 聚酰胺6或尼龙6应用范围:由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性,还用于制造轴承。
(3)PA66 聚酰胺66或尼龙66应用范围:同PA6相比,PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。
九、POM(赛钢)1. POM的性能
POM是结晶型塑料,它的钢性很好,俗称“赛钢”。 POM是一种坚韧有弹性的材料,即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性,它具有耐疲劳性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性等优良的性能。
POM不易吸湿,比重为1.42g/cm3,收缩率2.1%(POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率,可高达到2%~3.5%,较大,对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率),尺寸难控制,热变形温度为172℃。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。
均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度,但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料,都是结晶性材料并且不易吸收水分。
2.POM的工艺特点
POM加工前可不用干燥,最好在加工过程中预热(100℃左右),对产品尺寸的稳定性有好处。POM的加工温度范围很窄(195-215℃),在炮筒内停留时间稍长或温度超过220℃就会分解(均聚物材料为190~230℃;共聚物材料为190~210℃)。螺杆转速不能过高,残量要少。
POM产品收缩大(为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度),易产生缩水或变形。POM比热大,模温高(80-105℃),产品脱模后很烫,需防止烫伤手指。注射压力700~1200bar,POM宜在中压、中速、高模温条件下成型加工。
流道和浇口可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口,则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。
3.典型应用范围
POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性,特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性,因此还用于管道器件(管道阀门、泵壳体),草坪设备等。
十、PC(防弹胶)