改性PP板狀制品的注射成型

1、收稿日期:2002-10-30。作者簡(jiǎn)介:劉志剛,32歲,工程師。1992年畢業(yè)于南京理工大學(xué),現(xiàn)從事塑料成型加工技術(shù)工作。改性PP 板狀制品的注射成型劉志剛宗緒濤楊云波(牡丹江石油化工廠,157009摘要:介紹了改性PP 板狀制品的注射成型技術(shù),探討了如何通過調(diào)整注射溫度、壓力、時(shí)間等工藝參數(shù)及改善模具條件,減少收縮凹陷、翹曲變形、熔接痕等成型缺陷,確定了最佳工藝條件,取得良好效果。關(guān)鍵詞:注射成型收縮凹陷翹曲變形熔接痕改性聚丙烯改性PP 桌面是牡丹江石油化工廠新近開發(fā)的高級(jí)休閑桌,原材料為改性PP 家具專用料,為板狀制品,外形尺寸(L bh ,mm 1100×700×7

2、,重量約5.5kg 。注塑成型時(shí),制品表面質(zhì)量不佳,主要存在翹曲變形、熔接痕、收縮凹陷等缺陷。筆者在注射成型理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通過調(diào)整注塑工藝參數(shù)及改善模具條件,確定了使PP 方桌表面質(zhì)量良好的最佳工藝條件。1試驗(yàn)部分1.1原材料采用牡丹江石油化工廠生產(chǎn)的聚丙烯為基體樹脂,加入滑石粉、增韌劑經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混制得改性聚丙烯,其主要性能指標(biāo)見表1,同時(shí)根據(jù)制品顏色要求,混配色母?；蛏蹅溆谩１?改性PP 的主要性能項(xiàng)目數(shù)值洛氏硬度(R 86熔體流動(dòng)速率/g (10min -112.1彎曲彈性模量/MPa2300收縮率,%0.9Izod 沖擊強(qiáng)度(缺口(23/(J m-164斷裂伸長(zhǎng)率,

3、%85拉伸強(qiáng)度/MPa 31彎曲強(qiáng)度/MPa471.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備注塑機(jī),VL1500WP 型,美國(guó)MILACRON 公司;模具,長(zhǎng)方形休閑桌面;模溫控制器,M KR 型,張家港樂余塑料機(jī)械廠;冰水機(jī),20ST30WD 型,廣州恒星;機(jī)械手,TW -1800FM 型,日本ST AR 公司。1.3預(yù)熱干燥預(yù)熱干燥目的是降低物料(特別是色母?；蛏鬯?可防止成型后制品出現(xiàn)氣泡和銀紋等缺陷。干燥為料斗干燥,70下1h 。1.4主要工藝參數(shù)主要工藝參數(shù)見表2。表2主要工藝參數(shù)項(xiàng)目工藝參數(shù)項(xiàng)目工藝參數(shù)料筒溫度/一段230,二段220,三段210,四段200注射速度/cm s -1一段25,二段15,三段3

4、0,四段20噴嘴溫度/220注射時(shí)間/s 20模溫/50增壓時(shí)間/s 10注射壓力/MPa 65保壓時(shí)間/s 一段5,二段5增壓壓力/MPa 55冷卻時(shí)間/s 60保壓壓力/MPa一段50,二段402分析與討論從成型缺陷產(chǎn)生的原因分析,改性PP 因其結(jié)晶度較高,注塑過程中,結(jié)晶性高分子沿流動(dòng)方向取向,導(dǎo)致流動(dòng)方向與垂直于流動(dòng)方向收縮不一,產(chǎn)生翹曲變形。同時(shí)由于模具采用多澆口結(jié)構(gòu),在模具中流動(dòng)的熔體漸冷后匯合時(shí)產(chǎn)生熔接痕。收縮凹陷是由于制品存在加強(qiáng)肋,因壁厚不均而導(dǎo)致收縮不均的結(jié)果。而其中任何一種缺陷的產(chǎn)生都是各種工藝參數(shù)和模具條件綜合作用的結(jié)果,必須在確定了缺陷生成的主要原因后才能確定改變某一

5、條件,但這種改變可能會(huì)加重其他成型缺陷,因此注射成型時(shí)必須綜合考慮整個(gè)制品的性能、表面質(zhì)量,合理選擇溫度、壓力、時(shí)間等工藝參數(shù)及模具條件。61現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用Modern Plastics Processing and Applications 第15卷第2期2.1溫度2.1.1料溫的影響提高料溫有利于塑化并降低熔體粘度及流動(dòng)阻力,澆口凍結(jié)速度減慢,補(bǔ)縮作用增大(收縮率降低。同時(shí)料溫升高后,料流前端的溫度也會(huì)相應(yīng)升高,有利于減輕熔接痕。但料溫過高,制品的冷卻時(shí)間、脫模后的翹曲變形會(huì)延長(zhǎng)或增大,如果冷卻不及時(shí)還會(huì)使模具過熱。綜合考慮原材料改性PP的特性,料溫取210230為宜,同時(shí)根據(jù)成型理論,

6、各段溫度應(yīng)有差別。2.1.2模溫的影響提高模溫雖可改善充模情況,減輕熔接痕,但由于原材料PP為結(jié)晶性樹脂,模溫高,結(jié)晶度大,收縮率大,導(dǎo)致收縮凹陷和翹曲變形增大,因此必須控制在適當(dāng)范圍內(nèi),在充分考慮制品后結(jié)晶所帶來的影響下,根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn),模溫采用50為宜,用模溫控制器精確控制。2.2壓力2.2.1注射壓力的影響注射壓力對(duì)收縮凹陷有明顯的影響。注射壓力大,制品產(chǎn)生的負(fù)收縮(指脫模后制品體積膨脹現(xiàn)象就越大,負(fù)收縮與其他收縮抵消,降低了制品的收縮,而且增大注射壓力還可提高熔接痕強(qiáng)度。但注塑壓力過大,熔體流動(dòng)取向過大,成型后因制品收縮不一而產(chǎn)生翹曲。因此根據(jù)原材料特點(diǎn)(流動(dòng)性好和模具結(jié)構(gòu)(多澆口、

7、中等壁厚,采用一定的總注射時(shí)間通過程序控制注射壓力,即根據(jù)制品成型、模具溫度情況確定總注射時(shí)間(注射時(shí)間和增壓時(shí)間,然后進(jìn)行分段控制,通過實(shí)驗(yàn)確定了注射壓力最佳范圍為5565MPa。2.2.2增壓力和保壓力的影響增壓即壓實(shí)階段,增壓力應(yīng)略低于注射壓力,時(shí)間可較短。保壓力大,可增加補(bǔ)料量,從而減小了收縮凹陷,但也使制品殘余應(yīng)力增大。因此為改善制品質(zhì)量,應(yīng)采用分段、逐級(jí)下降的保壓力,第一段取注射壓力的80%,第二段取注塑壓力的60%,這樣既加強(qiáng)了補(bǔ)縮,又避免了過度保壓,減少了殘余應(yīng)力1。2.3時(shí)間2.3.1注射時(shí)間(注射速度的影響注射速度與注射時(shí)間成反比,合理縮短注射時(shí)間、提高注射速度,料流匯合處

8、的溫度將明顯升高,熔接痕相應(yīng)減輕,同時(shí)因熔體流程較長(zhǎng),宜采用快速注射。但一方面注射速度提高,會(huì)使結(jié)晶和取向作用加強(qiáng),收縮率增大;另一方面注射速度過大,模腔內(nèi)氣體來不及排出,反而會(huì)加重熔接痕,嚴(yán)重的甚至?xí)苽破贰Ｒ虼俗⑸渌俣葢?yīng)根據(jù)熔體在模腔中的充模過程及模具澆注系統(tǒng)的情況分級(jí)注射,生產(chǎn)時(shí)將注射速度分為四級(jí),第一級(jí)快速、二級(jí)低速、三級(jí)高速、四級(jí)中速2。2.3.2保壓時(shí)間的影響延長(zhǎng)保壓時(shí)間可增加補(bǔ)料量,但保壓時(shí)間只要延續(xù)到澆口凍結(jié)即可。可在確定保壓力和注塑溫度等工藝條件后,先用較短的保壓時(shí)間成型,脫模后檢測(cè)制品質(zhì)量,逐次延長(zhǎng)保壓時(shí)間直至制品質(zhì)量不再增大為止。2.3.3冷卻時(shí)間的影響冷卻時(shí)間以制品脫

9、模時(shí)有一定剛度,不得因頂出或溫度過高而發(fā)生翹曲變形為原則。一般來講,冷卻時(shí)間越長(zhǎng),收縮率越小,變形越小。但冷卻時(shí)間過長(zhǎng),物料在料筒停留時(shí)間增加,易使料筒內(nèi)熔體變色、分解,且降低生產(chǎn)率。在實(shí)際生產(chǎn)中可將制品適當(dāng)冷卻后,取出立即放入冷卻水槽中急冷,降低制品結(jié)晶度,有利于減小收縮凹陷,提高生產(chǎn)率。2.4澆口和噴嘴孔原模具使用6個(gè)點(diǎn)澆口進(jìn)料,澆口截面直徑設(shè)計(jì)為1mm,澆口凍結(jié)過快,不利于補(bǔ)縮,過小的截面積又極易使高速流動(dòng)的熔體溫度升高,使物料中不耐熱色母粒或色粉變色,影響產(chǎn)品質(zhì)量。而澆口過大,又不利于澆口凍結(jié),生產(chǎn)周期長(zhǎng)。綜合以上因素,增大澆口截面直徑為3mm。同時(shí)經(jīng)反復(fù)試驗(yàn),確定通用式噴嘴孔直徑為7

10、mm。試驗(yàn)結(jié)果表明,制品的增壓力和保壓力補(bǔ)縮作用明顯增強(qiáng),收縮凹陷減小,熔接痕明顯減輕。2.5其他條件2.5.1加強(qiáng)肋使加強(qiáng)肋的轉(zhuǎn)角處壁厚過渡均勻(肋的根部倒圓角,可減小收縮不均,減輕收縮凹陷。2.5.2精確控制模溫一定要精確控制模溫,波動(dòng)要小,同時(shí)凸、凹模要分設(shè)冷卻水路,減少冷卻水入口和出口的溫差,以控制模溫的均勻程度,避免制品各處的收縮率出現(xiàn)較大的差異,減小因收縮不均而引起的翹曲變形。另外,凹凸模可分別用不同模溫控制器控制,有意識(shí)的利用凹凸模溫差來控制翹曲變形量。2.5.3頂出及排氣模具采用二次頂出,先用適當(dāng)氣壓通過氣動(dòng)將制品吹出凸模,然后液壓頂出制品,比較好的解決了71劉志剛等.改性PP

11、板狀制品的注射成型工業(yè)技術(shù)農(nóng)用薄型茂金屬聚乙烯棚膜的開發(fā)與應(yīng)用靳樹偉劉建福王明顯張牙潤(rùn)金宏云付艷梅(玉溪市旭日塑料有限責(zé)任公司,653100摘要:以mLLDPE/LDPE 共混樹脂為主要原料,采用有膜泡內(nèi)冷裝置的3層共擠復(fù)合寬幅吹膜機(jī)組和6911/B215耐老化體系生產(chǎn)的薄型茂金屬聚乙烯棚膜具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能和耐老化性能,應(yīng)用效果良好。關(guān)鍵詞:茂金屬線型低密度聚乙烯低密度聚乙烯共混吹塑棚膜2000年以來,采用茂金屬線型低密度聚乙烯(mLLDPE 與低密度聚乙烯(LDPE 共混樹脂,研究開發(fā)了薄型(厚度0.04mm 或0.06mm 高強(qiáng)度、耐老化茂金屬聚乙烯棚膜,經(jīng)云南各地用戶覆蓋大、中棚應(yīng)

12、用表明,該膜效果良好。現(xiàn)已批量生產(chǎn),擴(kuò)大應(yīng)用。收稿日期:2002-10-04。作者簡(jiǎn)介:靳樹偉,男,工程師,1989年畢業(yè)于常州輕工業(yè)學(xué)校塑料加工專業(yè)。曾獲玉溪市科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng),發(fā)表論文4篇。因頂出不均或頂出力過大產(chǎn)生的翹曲變形。同時(shí)用機(jī)械手自動(dòng)取模,可防止手動(dòng)取模造成的變形。為使模腔內(nèi)氣體在充模時(shí)順利排出,可在制品產(chǎn)生熔接痕的部位開設(shè)排氣槽,以減輕熔接痕。3結(jié)論按上述工藝條件進(jìn)行調(diào)試,生產(chǎn)出的板狀制品表面光滑,無明顯的熔接痕,無明顯凹陷,制品尺寸穩(wěn)定,收縮率控制在0.9%左右,翹曲變形量在2mm/m 以內(nèi),裝配正常,符合質(zhì)量要求。參考文獻(xiàn)1申長(zhǎng)雨等.塑料注射成型加工工藝.工程塑料應(yīng)用,199

13、9,27(7:282曹宏深,趙仲治主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1993.102THE INJECTION MOLDING OF MODIFIEDPP PLATE 2L IKE ARTICL ELiu Zhigang Z ong Xutao Yang Yunbo (Mudanjiang Petrochemical Factory ,157009ABSTRACTThis paper introduces the injection molding technology of modified PP plate 2like article ,discusses that how to reduce the shrinkage depression ,warp deformation ,weld line and other molding defects through the adjust 2ment of injection molding parameters including temperature ,pressure and time ,as well as improvement of the conditions of mould .The optimum process conditions