TermoplastiskMaterialer- Karakteristika og egenskaber, termoplastiske materialer er opdelt i to hovedkategorier baseret på deres varmebestandighed og egenskaber: varme-resistent termoplast og termoplast til generel-formål.
Plasttyper og egenskaber:
△Termodynamiske ændringer af plast
Varme-resistent termoplast kan støbes til plastdele med fast-form ved høje temperaturer og bevare en fast form efter afkøling. Hvis de opvarmes igen, kan de blødgøres og flyde og blive støbt til faste-formede plastikdele igen gennem gentagen behandling - dette er reversibelt. Da termoplastiske materialer ikke undergår fundamentale kemiske ændringer under støbeprocessen, kan skrotmaterialerne genbruges og genbruges, kendt som "sekundært materiale" eller "genslibning".
Termoplast undergår fysiske ændringer under støbning, hvilket betyder, at de simpelthen ikke kan ændre deres oprindelige tilstand, når de opvarmes, men forbliver amorfe og ude af stand til at flyde efter afkøling. Derfor kan termoplastiske materialer ikke gentagne gange opvarmes og omformes, så skrotet fra termoplastiske materialer kan generelt ikke genbruges.
Denne bog diskuterer primært "plastik" - undtagen gummi, som også er et termoplastisk materiale.
Sammenlignet med plaststøbningsprocesser, selvom sprøjtestøbning har forskellige unikke muligheder og fordele, har den også nogle iboende defekter og mangler. Forståelse af de vigtigste støbeegenskaber ved plastsprøjtestøbning er forudsætningen og garantien for korrekt støbeformdesign og kvalitetsforbedring af støbte dele.
(1) Krympning
Hvorvidt plastdele kan opretholde dimensionsstabilitet under normale temperaturforhold, når de støbes fra formhulrummet og afkøles til stuetemperatur, vil størrelsen være lidt mindre end det originale formhulrum. Denne egenskab kaldes krympning, som kan kompenseres gennem støbetemperaturstyring.
Dette svind er ikke kun forårsaget af den termiske udvidelse og sammentrækning af plasten selv, men relaterer sig også til forskellige støbeprocesforhold og støbedesignfaktorer. Efter at plasten er afkølet, er delens krympningshastighed støbekrympningen, som kan reduceres eller forbedres gennem justering af procesparametre eller små ændringer i formhulrummets størrelse.
Plastdele undergår sekundær krympning i en periode efter støbning, også kendt som post-krympning,samtidig med at de samme formbetingelser opretholdes:
① Krympningen af plastdele er ikke ensartet. På grund af det faktum, at plastens termiske krympningshastighed ændres med fysiske og kemiske forhold i forskellige indre dele, varierer krympningshastigheden af plastdele efter afkøling til stuetemperatur i størrelse og er ikke helt ensartet. Derfor bør der være visse begrænsninger på støbningens dimensionelle nøjagtighed af plastdele, og præcisionen bør forbedres passende gennem formdesign.
② Efterkrympningen af-plastikdele. Under støbeprocessen, på grund af forskellige indre spændinger, kemiske reaktioner og forskellige ydre kræfter - primært støbetryk - fortsætter plastdelen med at eksistere efter støbning med restspænding. Efter støbning, på grund af forskellige restspændingseffekter, fortsætter plastdelens størrelse med at ændre sig lidt efter produktion. Generelt stabiliseres de fleste støbte dele inden for 10 timer efter støbning og stabiliseres grundlæggende efter 24 timer, men det tager mere end 10 dage for dem at stabilisere sig fuldstændigt.Vær opmærksom og tag tilsvarende støbningsforanstaltningerer nøglen til at kontrollere svind efter-støbning.
For at stabilisere de endelige dimensioner af plastdele efter støbning kræves der nogle gange varmebehandling efter støbning. Varmebehandling gør det muligt at holde termoplasten ved en bestemt temperatur, hvilket forårsager blødgøring; fjernelse af ydre kræfter på støbeformens krympning tillader korrekt intern kompensation at forekomme efter støbning, hvilket kan reducere dimensionerne af den støbte del ved højere støbetemperaturer.
③ Retningsbestemt krympning af plastdele. Under støbeprocessen fører orienteringseffekten af polymerer langs strømningsretningen til anisotropi i plastdelen. Krympningen af delen vil uundgåeligt variere afhængigt af retningen af materialestrømmen: generelt er krympningen større og styrken er højere langs materialestrømningsretningen, mens krympningen er mindre og styrken er lavere i retningen vinkelret på materialestrømmen. Samtidig, på grund af den ujævne fordeling og densitet af additiver i forskellige dele af plastdelen, er krympningen også ujævn, hvilket resulterer i differentiel krympning og gør plastdelen tilbøjelig til at vride sig, deformeres og endda revne.
(2) Fluiditet
Under støbeprocessen kaldes plastens evne til at fylde formhulrummet under en bestemt temperatur og tryk for plastens fluiditet. Dette er en unik omfattende teknisk indikator til sprøjtestøbning. I støbeperioden skal man være opmærksom på dimensionerne af formhulrummet og dets relaterede parametre. Når støbetrykket er for stort eller for lille, bør påvirkningen af fluiditeten også tages i betragtning.
Størrelsen af fluiditet har et væsentligt forhold til den molekylære struktur af plast. Plast med lineære molekylære strukturer eller lavere molekylvægte har mindre hindring for molekylær flow, hvilket resulterer i større fluiditet. Ved tilsætning af fyldstoffer til plast øges flydendeheden med højere fyldstofindhold. Indflydelsen af forskellige designfaktorer og støbeprocesbetingelser på plastisk fluiditet er også anvendelig til fluiditeten af polymerforbindelser.
Flydigheden af plast er ikke en ufravigelig værdi, og formdesign kan justere det i høj grad. Hvis plastikkens fluiditet er god, betyder det ikke nødvendigvis, at alle aspekter af sprøjtestøbningsprocessen er glatte og tilfredsstillende. Omvendt, hvis fluiditeten er dårlig, kan den forbedres ved at øge sprøjtestøbningstemperaturen eller -trykket. Men hvis flydeevnen er for stor, kan det nemt forårsage defekter såsom flash i produktionen af plastdele. Derfor bør brugen af plastmaterialer i støbeprocessen overveje alle aspekter af påvirkningsfaktorer og nøje vælge passende plast. Først da kan kvaliteten garanteres, og parametrene for støbeprocessen og formdesignet vælges korrekt, hvilket i sidste ende opnår formålet med at kontrollere og forbedre kvaliteten.
I henhold til flydendeheden af almindelig plast i formdesignkrav kan fluiditetsklassificeringen af termoplastisk sprøjtestøbning generelt opdeles i tre kategorier:
① God flydende plast: såsom nylon, polyethylen, polypropylen, polystyren, akryl, celluloseacetatbutyrat og polyoxymethylen.
② Medium flydende plast: såsom modificeret polystyren, ABS, AS, polyformaldehyd, vinylchloridhomopolymer og polytetrafluorethylen.
③ Plast med dårlig flydighed: såsom polycarbonat, hård polyvinylchlorid, polysulfon, polyimid, aromatisk polyester og fluorplast.
De vigtigste faktorer, der påvirker flydendeheden af sprøjtestøbningsplast, er:
① Plasttemperatur. Når plasttemperaturen er høj, stiger flydigheden tilsvarende med temperaturen af forskellige plasttyper. For eksempel har polystyren, polypropylen, polyamid, polyoxymethylen, modificeret polystyren, celluloseacetat og ABS meget følsom temperaturafhængighed af fluiditet; for polyvinylchlorid, polyformaldehyd og polymethylmethacrylat er virkningen af temperaturændringer på fluiditeten relativt lille.
② Indsprøjtningstryk. Øget injektionstryk kan overvinde modstanden, der genereres af smeltestrømmen, og tilsvarende øge smeltepåfyldningshastigheden, hvilket giver større fluiditet.
③ Formstruktur. Såsom formen af portsystemet, portens placering og størrelse, hulrumsform, udstødningssystem, formtemperatur, vægtykkelse af plastikdele og tilstedeværelsen af indsatser, antallet og placeringen af indsatser - disse påvirker alle direkte den faktiske fyldningssituation i formhulrummet og har en betydelig indvirkning på plastikfluiditeten.
(3) Varmefølsomhed
Viskositeten af nogle plasttyper ændrer sig med temperaturen under støbeprocessen ved lavere temperaturer, og plasten forbliver relativt stabil. Men når temperaturen holdes ved en højere støbetemperatur i en længere periode, eller tværsnitsarealet af strømningspassagen er for lille, eller forskydningshastigheden er for høj, kan fænomener såsom misfarvning, nedbrydning og nedbrydning forekomme på grund af den øgede forskydningsvirkning. Plast med denne egenskab kaldes varme-følsomt plast. Såsom stift PVC, polyvinylchlorid, polyformaldehyd, polyfluorethylen og fluorplast. Varme-følsom plast nedbrydes og frigiver gasser under nedbrydning, som korroderer formen og påvirker udseendet af plastikdele. Desuden forringes deres fysiske og mekaniske egenskaber.
Når varme-følsom plast undergår varme-induceret nedbrydning eller nedbrydning under opvarmning, vil der blive dannet forskellige nedbrydningsprodukter, hvoraf nogle er skadelige for den menneskelige krop. Forme og udstyr skal holdes rene. Urenheder eller snavs kan forårsage lokal overophedning og føre til materialenedbrydning.
Midler og tilsætningsstoffer kan forhindre yderligere nedbrydning. For eksempel kan tilsætning af varmestabilisatorer til stiv PVC forbedre dens nedbrydningseffekt.
Når varme-følsom plast støbes under forhold, hvor arbejdet er overophedet, eller der sker nedbrydning, skal der tages nogle foranstaltninger under formdesign. Der kan tilføjes varmestabilisatorer til materialerne, eller der kan anvendes passende udstyr (skrue-indsprøjtningsmaskiner). Der skal opretholdes streng kontrol over støbetemperatur, tøndetemperatur, opvarmningstid, skruens rotationshastighed og tryk; og foranstaltninger såsom at forhindre materialetilbageholdelse og forhindre, at udstyr og forme bliver forurenet.
(4) Fugtfølsomhed
Fugtfølsomheden af plast refererer til følsomheden over for fugtnedbrydning ved høj temperatur og højt tryk, såsom polycarbonat, som er en typisk fugt-følsom plast. Selvom det indeholder en lille mængde fugt, vil det nedbrydes ved høj temperatur og højt tryk. Derfor skal fugt-følsom plast kontrolleres nøje for fugtindhold før støbning og skal gennemgå en tørrebehandling.
(5) Hygroskopicitet
Hygroskopicitet refererer til plastens affinitet for fugt. Ud fra dette kan plast groft opdeles i to kategorier: den ene er plast med vandabsorberende eller vedhæftende egenskaber, såsom polyamid, polycarbonat, polyester, ABS osv.; den anden er plast, der hverken absorberer vand eller klæber til fugt, såsom polystyren, polypropylen og polyethylen.
For plast med vandabsorptionstendenser, hvis fugtindholdet før støbning ikke fjernes og overstiger en vis grænse, vil fugt under støbeprocessen ændre sig til gas og få plasten til at nedbrydes, hvilket resulterer i reduceret flydeevne af den støbte plast, vanskeligheder ved støbning og forringelse af plastdelenes overfladekvalitet og mekaniske egenskaber. For at sikre en jævn fremdrift og kvalitet af støbningen skal der for plast med stor hygroskopicitet og vedhæftning til fugt fjernes fugt før støbning og tørrebehandling skal udføres. Man skal også være opmærksom på passende indstillinger af cylindertemperatur og ekstern opvarmning af sprøjtestøbemaskinen.
(6) Kompatibilitet
Kompatibilitet refererer til to eller flere forskellige plasttypers evne til ikke at gennemgå faseadskillelse i smeltet tilstand.
Hvis to typer plast er uforenelige, vil der ske faseadskillelse under smelte- og støbeprocessen, hvilket resulterer i delaminering, afskalning og overfladefejl. Uforeneligheden af plast er relateret til deres molekylære struktur. Molekylære strukturer, der er ens eller let kompatible med hinanden, er kompatible, såsom høj-polyethylen og lav-polyethylen, polypropylen blandet med hinanden; molekylære strukturer, der er forskellige, er vanskelige at være kompatible, såsom blandingen af polyethylen og polystyren. Foreneligheden af plast kaldes også almindeligvis blandbarhed. At forstå denne egenskab ved plast kan hjælpe med at bestemme kompatibiliteten af lignende eller almindelige råmaterialer, hvilket er en af de vigtige måder at forbedre plastydelsen på.