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聚酰胺材料特性、注塑工艺、缺陷解决

来源:peek板供应商  作者:煌业塑胶
一、尼龙的分类及特性
分类:
  1、根据二元胺和二元酸的碳原子数,由两种单体合成的尼龙有:46、66、610、612、613、1010、1313
  2、根据单体所含的碳原子数命名有:尼龙4、5、6、7、8、9、11、12、13
特性
  尼龙有优良的韧性、自润滑性、耐磨性、耐化学性、气体透过性、及耐油性、无毒和容易着色等优点,所以尼龙在工业上得到广泛应用。
二、尼龙的工艺特性
尼龙的流变特性:
  尼龙大多数为结晶性树脂,当温度超过其熔点后,其熔体粘度较小,熔体流动性极好,应防止溢边的发生。同时由于溶体冷凝速度快,应防止物料阻塞喷嘴、流道、浇口等引起制品不足现象。模具溢边值0.03,而且熔体粘度对温度和剪切力变化都比较敏感,但对温度更加敏感,降低熔体粘度先从料筒温度入手。
尼龙的吸水与干燥
  尼龙的吸水性较大,潮湿的尼龙在成型过程中,表现为粘度急剧下降并混有气 泡制品表面出现银丝,所得制品机械强度下降,所以加工前材料必需干燥。
部分尼龙注射水分允许含量:
树脂名称 适合含水量% 尼龙6、66 0.1 尼龙11 0.15 尼龙610 0.1-0.15 尼龙干燥条件 真空干燥 真空干燥 温度℃ 95-105 90-100 时间 h 6-8 4 左右
结晶性:
  除透明尼龙外,尼龙大都为结晶高聚物,结晶度高,制品拉伸强度、耐磨性、硬度、润滑性等项性能有所提高,热膨胀系数和吸水性趋于下降,但对透明度以及抗冲击性能有所不利。模具温度对结晶影响较大,模温高结晶度高,模温底结晶度底。
收缩率:
  与其他结晶塑料相似,尼龙树脂存在收缩率较大的问题,一般尼龙的收缩同结晶关系最大,当制品结晶度大时制品收缩也会加大,在成型过程中降低模具温度、加大注射压力、降低料温都会减小收缩,但制品内应力加大易变形。PA66收缩率1.5%~2%。
成型设备:
  尼龙成型时,主要注意防止“喷嘴的流延现象”,因此对尼龙料的加工一般选用自锁式喷嘴。
制品与模具:
  1、制品的壁厚 尼龙的流长比为150-200之间,尼龙的制品壁厚不低于0.8mm,一般在1~3.2mm之间选择,而且制品的收缩与制品的壁厚有关,壁厚越厚收缩越大。
  2、排气 尼龙树脂的溢边值为0.03mm左右,所以排气孔槽应控制在0.025以下。
  3、模具温度 制品壁薄难成型或要求结晶度高的模具加温控制,要求制品有一定的柔韧性的一般采用冷水控温。
三、尼龙的成型工艺
料筒温度
  因尼龙是结晶型聚合物,所以熔点明显,尼龙类树脂在注塑时所选择的料筒温度同树脂本身的性能、设备、制品的形状因素有关。一般尼龙6的溶体温度最低为225℃,尼龙66为260℃。
  由于尼龙的热稳定性较差,所以不宜高温长时间在料筒中停留,以免引起物料变色发黄,同时由于尼龙的流动性较好,温度超过其熔点后就流动迅速。
注射压力
  尼龙熔体的粘度低,流动性好,但是冷凝速度较快,在形状复杂和壁厚较薄的制品上易出现不足问题,故还是需要较高的注射压力。通常压力过高,制品会出现溢边问题;压力过低,制品会产生波纹、气泡、明显的熔结痕或制品不足等缺陷,大多数尼龙品种的注射压力不超过120MPa,一般在60~100MPa范围内选取时满足大部分制品的要求,只要制品不出现气泡、凹痕等缺陷,一般不希望采用较高的保压压力,以免造成制品内应力增加。
注射速度
  对尼龙而言,注塑速度以快为益,可以防止因冷却速度过快而造成的波纹,充模不足问题。快的注射速度对制品的性能影响并不突出。
模具温度
  模具温度对结晶度及成型收缩率有一定的影响,高模温结晶度高、耐磨性、硬度、弹性模量增加、吸水性下降、制品的成型收缩率增加;低模温结晶度低、韧性好、伸长率较高。
四、尼龙成型工艺参数表
项目 尼龙 66 玻纤增强尼龙 66 料筒温度℃后部 240-285 290-300 中部 260-300 285-320 前部 260-300 285-320 喷嘴温度℃ 260-280 280-285 模具温度 ℃ 20- 90 80-85 注塑压力 MPA 60-200 60-200 螺杆转速 R/MIN 50-120 50-120
五、成型尼龙注意事项
  1、再生料的使用最好不超过三次,以免引起制品变色或机械物理性能的急剧下降,应用量应控制在25%以下,过多会引起工艺条件的波动,再生料与新料混合必须进行干燥。
  2、安全须知尼龙类树脂开机时应首先开启喷嘴温度,然后在给料筒加温,当喷嘴阻塞时,切忌面对喷孔,以防料筒内的溶体因压力聚集而突然释放,发生危险。
  3、脱模剂的使用。使用少量的脱模剂有时对气泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龙制品的脱模剂可选用硬脂酸锌和白油等,也可以混合成糊状使用,使用时必须量少而均匀,以免造成制品表面缺陷。
  4、在停机时要清空螺杆,防止下次生产时,扭断螺杆。
六、尼龙制品后处理
  制品的后处理:尼龙制品的后处理是为了防止和消除制品中的残留应力或因吸湿作用所引起的尺寸变化。后处理方法有热处理法和调湿法两种。
  1.热处理 常用方法在矿物油、甘油、液体石蜡等高沸点液体中,热处理温度应高于使用温度10~20℃,处理时间视制品壁厚而异,厚度在3mm以下为10~15分钟,厚度为3~6mm时间为15~30分钟,经热处理的制品应注意缓慢冷却至室温,以防止骤冷引起制品中应力重新生成。
  2.调湿处理 调湿处理主要是对使用环境湿度较大的制品而进行的,其办法有两种:一是沸水调湿法,二是醋酸钾水溶液调湿法(醋酸钾与水的比例为1.25∶1,沸点121℃),沸水调湿法简便,只要将制品放置在湿度为65%的环境下,使其达到平衡吸湿量即可,但时间较长,而醋酸钾水溶液调湿法的处理温度为80~100℃。醋酸钾水溶液调湿法,处理时间主要取决制品壁厚,当壁厚为1.5mm时约2小时,3mm为8小时,6mm为16~18小时。
七、尼龙制品常见缺陷与处理
注塑压力不稳定
  一般这种情况同注塑机的射咀孔过小有关,因为射咀是同模具长期接触的,模具温度很低20~90℃,射咀温度240~280℃,他们之间存在温差难免会发生热交换,当射咀的温度降到尼龙的熔点以下时,射咀孔被冻结,在下次注射时得大的压力冲开,造成压力损失产生欠注,但这时加大注塑压力后,生产几模后又会涨模。从现象看是注塑机注塑不稳定,其实是射咀孔过小,加大射咀孔这个现象就会消失。PA、POM、ABS这几种材料会产生这种问题。
波浪形流痕
  产生机理是胶料在模腔内流速过慢,冻结后的胶料没有办法贴紧模具。
解决方法:
  1、提高注射速度;2、提高模具温度;3、提高料筒温度;4、适当增加射咀孔径或浇口
银丝
  产生机理是塑化好的料中有气体,在注射时气体在模具表面被强行压出,在制品表面出现白色的丝纹。
解决方法:
  1、检查是否原料潮湿或混入其他原料
  2、检查原料是否在料筒中分解(料筒温度过高,螺杆转速过快)
  3、检查射咀孔是否过小
  4、检查是否模温过低
  5、模具排气不良
  6、浇口尺寸是否过小
  7、背压过低,再生料应用过多
熔接痕
  产生机理是在流动末端胶料温度很低结合性较差压力传递弱,这样使两股料流结合不紧密。
解决方法:
  1、提高注射压力、速度
  2、提高模温
  3、提高料温
  4、改善模具排气
缩孔
  产生机理是制品欠注或缩水。如果是欠注用欠注方法解决,如果是缩水用缩水的方法解决。
焦斑
  产生机理是注射时胶料高速占领模腔当模腔内的气体来不及排除时,这部分气体被压缩,气体压缩后升温把制品烧焦
解决方法:
  1、降低注塑速度或压力
  2、降低熔体温度
  3、改善模具排气
  4、减小合模力
  5、增大射咀孔径
脱模不良
  1、模温控制不当,使各部收缩不均造成包模力不均。
  2、制品内注射残余应力大,使其产生大的包模力致使脱模困难。
解决此问题的方法:
  1、降低注射、保压压力;
  2、降低注射、保压时间
  3、提高或降低料温。
  4、提高或降低模温。
  5、检查模具拔模斜度
翘曲变形
  产生机理是制品内应力过大、制品收缩不均。制品内应力过大:
  1、降低注射压力,降低注射时间,降低保压压力,降低保压时间
  2、提高料温,提高模具温度。
制品收缩不均:
  1、降低料温,降低模具温度,提高冷却时间。
  2、提高注射压力,提高注射时间,提高保压压力,提高保压时间。
其他原因:
  1、浇口位置设定不合理
  2、制品壁厚设置不合理
  3、模具结构设置不合理
喷嘴流涎
  这个问题是在生产尼龙经常遇到的问题。
主要解决方法:
  1、加大后抽胶。
  2、降低料温、降低喷嘴温度。
  3、原料干燥不充分。
  4、加弹弓射咀
塑化不良
  1、背压过低
  2、料筒温度过低
  3、螺杆转速过快
  4、成型周期太短
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