熱塑性塑料的主要成型特性
塑料通常是在高溫熔融狀態下充滿模具型腔而成型,當注塑件從塑模中取出冷卻到室溫后,其尺寸會比原來在塑模中的尺寸減小,這種特性稱為收縮性,它可用單位長度注塑件收縮量的百分數來表示,即收縮率(S)。
由于這種收縮不僅是由注塑件本身的熱脹冷縮造成的,而且還與各種成型工藝條件及模具因素有關,因此成型后注塑件的收縮稱為成型收縮,可以通過調整工藝參數或修改模具結構,以縮小或改變注塑件尺寸的變化情況。
成型收縮分為尺寸收縮和后收縮兩種形式,且都具有方向性。
① 注塑件的尺寸收縮。
注塑件的尺寸收縮是指由于注塑件的熱脹冷縮以及注塑件內部的物理化學變化等原因,導致注塑件脫模冷卻到室溫后發生的尺寸縮小現象。因此,在設計模具的成型零部件時,必須考慮通過對它進行補償,避免注塑件尺寸出現超差。
② 注塑件的后收縮。
注塑件的后收縮是指注塑件成型時,因其內部物理、化學及力學變化等因素產生一系列應力,注塑件成型固化后存在殘余應力,注塑件脫模后,因各種殘余應力的作用,將會使注塑件尺寸產生再次縮小的現象。通常,注塑件脫模后10h內后收縮較大,24h后基本定型,但要達到最終定型,則需要很長時間。一般來說,熱塑性塑料的后收縮大于熱固性塑料,注塑和壓注成型的注塑件的后收縮大于壓縮成型注塑件。
為穩定注塑件成型后的尺寸,有時根據塑料的性能及工藝要求,注塑件在成型后需進行熱處理,熱處理也會導致注塑件的尺寸發生收縮,稱為后處理收縮。因此,在設計高精度注塑件的模具時,應補償后收縮和后處理收縮產生的誤差。
③ 注塑件收縮的方向性。
塑料在成型過程中,高分子沿流動方向的取向效應會導致注塑件的各向異性,注塑件的收縮必然會因方向的不同而不同。通常沿料流的方向收縮大、強度高;而與料流垂直的方向收縮小、強度低。同時,由于注塑件各個部位添加劑分布不均勻,密度不均勻,故收縮也不均勻,導致注塑件收縮產生收縮差,容易造成注塑件翹曲、變形以致開裂。
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