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TPE注塑产品表面问题及解决对策

作者:admin  发布时间:2019-03-01
 塑胶塑料性能与塑料用途分析对比
 
塑料名称
 
塑料特性
 
塑料用途
 
聚丙烯(Polypropylene,简称PP)
 
PP是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性,机械性质强韧,抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用,是平常常见的高分子材料之一。澳大利亚的钱币也使用聚丙烯制作。
 
医疗器材,家用厨房用品,家电零部件,化工耐腐蚀零件,中、小型容器和设备
 
聚乙烯(polyethylene,简称PE)
 
PE是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。
 
化工耐腐蚀材料和制品,小负荷齿轮、轴承等,电线电缆包皮,日常生活用品。
 
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(简称ABS)
 
ABS具有韧、硬、刚相均衡的优良力学特性,电绝缘性能、耐化学腐蚀性、尺寸稳定性好,表面光泽性好,易涂装和着色,但耐热性不太好、耐候性较差
 
汽车、电器仪表、机械结构零部件(齿轮、叶片、把手、仪表盘等)
 
丙烯酸类树脂(acrylic resin)
 
以丙烯酸或丙烯酸的衍生物为单体聚合或以它们为主而与其他不饱和化合物共聚合所制得的聚合物。
具有极好的透光性,耐候性优良,成型性和尺寸稳定性好,但表面硬度低
 
光学仪器,要求透明和具有一定强度的零部件(如窗、罩、盖、管等)
 
聚酰胺(polyamide,简称PA)
 
PA是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂,于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品,以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求力学性能优异,刚性好,耐冲击性能好,有突出的自润滑性、耐磨性,但易吸水、尺寸稳定性差
 
适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性,提高性能和扩大应用范围。机械、仪器仪表、汽车等方面耐磨受力零部件
 
聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC)
 
PC是一种线型碳酸聚酯,分子中碳酸基团与另一些基团交替排列,这些基团可以是芳香族,可以是脂肪族,也可两者皆有。双酚A型PC是最重要的工业产品。
有优良的综合性能,特别是力学性能优异,耐冲击性优于一般热塑性塑料,其他如耐热、耐低温、耐化学腐蚀性、电绝缘性能等均好,制品精度高,树脂具有透明性,但易产生应力开裂
 
强度高、耐冲击结构件,电器零部件荷传动零件等
 
聚甲醛(polyoxymethylene,简称POM)
 
POM热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”,又称聚氧亚甲基。通常甲醛聚合所得之聚合物,聚合度不高,且易受热解聚。
力学性能优异,刚性好,耐冲击性能好,有突出的自润滑性、耐磨性和耐化学腐蚀性,但耐热性和耐候性差.聚甲醛很易结晶,结晶度70%以上。均聚甲醛的熔融温度为180℃左右。
它是继聚酞胺之后又一种综合性能优良的工程塑料,具有高的力学性能,如强度、模量、耐磨性、韧性、耐疲劳性和抗蠕变性,还具有优良的电绝缘性、耐溶剂性和可加工性,是五大通用工程塑料之一。
 
代替铜、锌等有色金属和合金作耐摩擦部件(如轴承、齿轮、凸轮等)及耐蚀制品
 
热塑性聚酯Poly(ethylene terephthalae) ,缩写为PET,俗称“涤纶(线型)树脂
 
PET近年来用于工程塑料的日渐增多,它的耐热性和表面光洁度都高于PBT,因此国外在汽车与电气上用量非常大.热变形温度高,力学性能优良,刚性大,电绝缘性能和耐应力开裂性好,但注射成型各向异性突出
 
高强度电绝缘零件,一般耐磨擦制品,电子仪表焊接零件,电绝缘强韧薄膜。
 
聚苯醚polyphenyleneoxide,PPO
 
通常由2,6-二甲基苯酚经氧化、偶联、缩聚制得。有优良的力学性能,热变形温度高,使用温度范围宽,耐化学腐蚀性、抗蠕变性和电绝缘性能好,有自熄性,尺寸稳定性好
 
代替有色金属作精密齿轮、轴承等零件,耐高温、耐腐蚀电器部件等
 
含氟塑料
 
由于氟塑料分子结构中都有氟碳键及其屏蔽效应.有突出的耐腐蚀、耐高温性能,摩擦系数低,自润滑性能优良,但力学性能不高、刚性差、成型加工性不好
 
高温环境中的化工设备及零件,耐磨擦零部件,密封材料等
 
聚砜类英文名Polysulfone(简称PSF或PSU)
 
有普通双酚A型PSF(即通常所说的PSF),聚芳砜和聚醚砜二种。 耐热性优良,力学性能、电绝缘性能、尺寸稳定性、耐辐射性好,成型加工性差.熔点:143-145ºC聚砜为琥珀透明固体材料,硬度和冲击强度高,无毒、耐热耐寒性耐老化性好,可在-100--175度下长期使用。耐无机酸碱盐的腐蚀,但不耐芳香烃和卤化烃。聚芳砜硬度高,耐辐射,耐热和耐寒性好 并具有自息性,可在-100-175度下长期使用。 
 
高温高强结构中零部件,耐腐蚀、电绝缘零部件
 
聚醚醚酮poly(ether-ether-ketone)PEEK
TPE注塑件出现表面问题,产生这一现象的原因之一是原料的品质差,其次也和注塑过程的一些参数设置有关。
 
1 白化现象:指稳定剂等配合剂迁移至成型品表面,其表面像喷上粉一样呈现出一种白色现象
 
原    因:主要是由于稳定剂过量配合或与聚合物不相容而引起的。 
 
   解决方案:出现这类型的问题,应选择与聚合物相容性良好的稳定剂或将稳定剂的用量控制在最佳的范围。其次,更换成相对分子质量高的稳定剂也是十分有效的。另外,也有通过迁移至成型品表面发挥其功能的稳定剂。例如,抗静电剂、润滑剂等。对这种稳定剂来讲,选择即使迁移也难以出现白化的稳定剂是非常必要的。热塑性弹性体在一般的环境下使用时很少会出现白化的问题,但在高温、潮湿、户外长期使用的场合,为提高耐久性在配合上追加耐热稳定剂(防老剂)、耐侯稳定剂是十分必要的。特别是高温下,因其极易引起迁移,所以稳定剂的选择也是相当重要的。
 
 
 
2 发粘
 
   现    象:与树脂相比,软质热塑性弹性体表面更容易产生发粘的现象。 
 
   原    因:主要是因老化而生成低相对分子质量聚合物和增塑剂、稳定剂迁移至表面而引起 的。但无论属哪种情况,采用红外光谱法(IR)等分析手段,通过分析发粘成分便能够比较容易地确定出与此相关的物质。发粘主要是成型温度过高,聚合物因热分解而形成低相对分子质量物质的缘故。尽管成型机的设定温度本身未达到热分解温度,但在成型工艺中的剪切生热有时也会使其暂时达到高温。 I
 
   解决方案:作为其对策,降低成型温度、低剪切化,用氮气净化成型机液压缸体内部都是十分有效的。另外,在成型机暂停时,胶料长时间以熔融状态置留在成型机的模腔内,有时也会因热老化而发粘。另外,在高温下使用的制品很容易出现发粘的现象。因此,稳定剂、软化剂种类的选择和用量的确定是非常重要的。
 
 
3 老化
 
   现    象:制品机械性能明显降低,外观质量变差
 
   原    因:与无机材料和金属材料相比,高分子材料的耐热、耐紫外线性较差引起制品老化。多数制品因老化而使其机械特性明显降低,外观质量变差。
 
 
  解决方案:通过配合耐热、耐候性等稳定剂,通过添加紫外线吸收剂、光稳定剂的方法,在一定程度上可以抑制老化现象的产生。
 
 
 
与注射成型有关的问题及其对策
 
4气孔
 
  在成型品中出现凹孔现象,主要是成型品在模具内的冷却过程中因收缩而引起的。除要求 材料必须充满模腔外,快速冷却也是十分必要的。具体地来讲,就是提高保压(二次压力),降低树脂和模具的设定温度。
 
 
  另外,对成型品的形状也有很大的依赖性。由于在厚的部位极易出现气孔,所以对这样的制品来说, 应采用在其周围设有注胶口或流胶道那样的模型设计。
 
 
5毛边
 
  这是树脂从模腔溢出造成的。对橡胶的注射成型来讲,出现毛边是正常的,但对树脂或热 塑性弹性体是不正常的。其理由是:(1)与橡胶胶料相比,熔融的树脂或热塑性弹性体的流动性较高,注射压力也比较低;(2)与模具接触、冷却,在瞬间即可固化、终止流动。因此,树脂或热塑性弹性体通常是不易出现毛边的现象。
 
 
  作为对策,首先必须降低填充量、降低保压和缩短保压时间。另外,对尺寸精度差、分型面有间隙的模具 来讲,其修理是非常必要的。在成型品投影面积大,合模力相对低于注射压力的场合,有时也会出现毛边,因此必须使用更大的成型机。
 
 
6 流动痕迹
 
  在成型品表面出现光泽不同的条纹现象。一般来讲,在树脂的注射成型中有:(1)间 隔窄的记录条纹状;(2)在成型品表面上下出现同位相的比较宽的间隔条纹状;(3)在成型品表面上下出现异位相的比较窄的间隔条纹状三种类型。
 
 
  解决这一问题可以通过这些方法来解决,如添加纯单体树脂、提高注射速度、模具温度、加大注胶口、提高树脂温度和注射速率、提高成型温度、模具温度或降低注射速度等。通过提高注射速度和模具温度都是有效的。
 
 
7 脱模性差
 
  脱模性差指成型品从模具中难以取出或在取出过程中完全变形。具有粘着性的材料极 易引起这一问题,但采用在材料中添加脱模剂或成型前在模具上涂敷脱模剂的方法可以得到改善。成型品冷却不足(固化不足)也容易出现这样的问题,因此对成型品进行充分地冷却是非常必要的。另外,模具设计不合理也会成为难以脱模的原因,特别是在注胶口、进胶道等易于粘模的部位,加大注胶口的拔出角度、加宽进胶道都是非常有效的。
 
 
 8 银色条纹
 
  以注胶口为中心出现放射状条纹的现象,是材料中的水分或挥发成分气化引起的。其 中,在塑化过程中卷入或模具内存留的空气也会导致这一现象的产生。因此,对吸潮性材料在成型前进行充分地干燥及降低易产生分解性气体材料的成型温度都是非常必要的。
 
 
9 缺胶
 
  未充满模腔端部的现象称之为缺胶。这主要是因填胶量不足等成型条件不适而引起的,但 成型时排气不充分或流胶道不均衡(多腔模具)也会导致这一现象的产生。
 
10 烧焦
 
  是指未填充至端部及未充满模腔的部分出现像烧焦那样的老化现象。这主要是因排气不充 分,空气或产生的气体引起隔热压缩,瞬间使温度显著上升而导致的结果(即:成型品表面出现热老化)。改善排气方式是较好的解决办法,程度轻的情况下,降低注射速度也可以解决。
 
 
11 色泽不均一
 
 
  在采用热塑性弹性体颗粒和干混料为颜料的母体混合物进行着色时,很容易出现成 型品色泽不均一的现象。作为对策,提高螺杆反压,强化填料时混炼都是有效的。 塑胶塑料性能与塑料用途分析对比
 
塑料名称
 
塑料特性
 
塑料用途
 
聚丙烯(Polypropylene,简称PP)
 
PP是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性,机械性质强韧,抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用,是平常常见的高分子材料之一。澳大利亚的钱币也使用聚丙烯制作。
 
医疗器材,家用厨房用品,家电零部件,化工耐腐蚀零件,中、小型容器和设备
 
聚乙烯(polyethylene,简称PE)
 
PE是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。
 
化工耐腐蚀材料和制品,小负荷齿轮、轴承等,电线电缆包皮,日常生活用品。
 
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(简称ABS)
 
ABS具有韧、硬、刚相均衡的优良力学特性,电绝缘性能、耐化学腐蚀性、尺寸稳定性好,表面光泽性好,易涂装和着色,但耐热性不太好、耐候性较差
 
汽车、电器仪表、机械结构零部件(齿轮、叶片、把手、仪表盘等)
 
丙烯酸类树脂(acrylic resin)
 
以丙烯酸或丙烯酸的衍生物为单体聚合或以它们为主而与其他不饱和化合物共聚合所制得的聚合物。
具有极好的透光性,耐候性优良,成型性和尺寸稳定性好,但表面硬度低
 
光学仪器,要求透明和具有一定强度的零部件(如窗、罩、盖、管等)
 
聚酰胺(polyamide,简称PA)
 
PA是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂,于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品,以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求力学性能优异,刚性好,耐冲击性能好,有突出的自润滑性、耐磨性,但易吸水、尺寸稳定性差
 
适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性,提高性能和扩大应用范围。机械、仪器仪表、汽车等方面耐磨受力零部件
 
聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC)
 
PC是一种线型碳酸聚酯,分子中碳酸基团与另一些基团交替排列,这些基团可以是芳香族,可以是脂肪族,也可两者皆有。双酚A型PC是最重要的工业产品。
有优良的综合性能,特别是力学性能优异,耐冲击性优于一般热塑性塑料,其他如耐热、耐低温、耐化学腐蚀性、电绝缘性能等均好,制品精度高,树脂具有透明性,但易产生应力开裂
 
强度高、耐冲击结构件,电器零部件荷传动零件等
 
聚甲醛(polyoxymethylene,简称POM)
 
POM热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”,又称聚氧亚甲基。通常甲醛聚合所得之聚合物,聚合度不高,且易受热解聚。
力学性能优异,刚性好,耐冲击性能好,有突出的自润滑性、耐磨性和耐化学腐蚀性,但耐热性和耐候性差.聚甲醛很易结晶,结晶度70%以上。均聚甲醛的熔融温度为180℃左右。
它是继聚酞胺之后又一种综合性能优良的工程塑料,具有高的力学性能,如强度、模量、耐磨性、韧性、耐疲劳性和抗蠕变性,还具有优良的电绝缘性、耐溶剂性和可加工性,是五大通用工程塑料之一。
 
代替铜、锌等有色金属和合金作耐摩擦部件(如轴承、齿轮、凸轮等)及耐蚀制品
 
热塑性聚酯Poly(ethylene terephthalae) ,缩写为PET,俗称“涤纶(线型)树脂
 
PET近年来用于工程塑料的日渐增多,它的耐热性和表面光洁度都高于PBT,因此国外在汽车与电气上用量非常大.热变形温度高,力学性能优良,刚性大,电绝缘性能和耐应力开裂性好,但注射成型各向异性突出
 
高强度电绝缘零件,一般耐磨擦制品,电子仪表焊接零件,电绝缘强韧薄膜。
 
聚苯醚polyphenyleneoxide,PPO
 
通常由2,6-二甲基苯酚经氧化、偶联、缩聚制得。有优良的力学性能,热变形温度高,使用温度范围宽,耐化学腐蚀性、抗蠕变性和电绝缘性能好,有自熄性,尺寸稳定性好
 
代替有色金属作精密齿轮、轴承等零件,耐高温、耐腐蚀电器部件等
 
含氟塑料
 
由于氟塑料分子结构中都有氟碳键及其屏蔽效应.有突出的耐腐蚀、耐高温性能,摩擦系数低,自润滑性能优良,但力学性能不高、刚性差、成型加工性不好
 
高温环境中的化工设备及零件,耐磨擦零部件,密封材料等
 
聚砜类英文名Polysulfone(简称PSF或PSU)
 
有普通双酚A型PSF(即通常所说的PSF),聚芳砜和聚醚砜二种。 耐热性优良,力学性能、电绝缘性能、尺寸稳定性、耐辐射性好,成型加工性差.熔点:143-145ºC聚砜为琥珀透明固体材料,硬度和冲击强度高,无毒、耐热耐寒性耐老化性好,可在-100--175度下长期使用。耐无机酸碱盐的腐蚀,但不耐芳香烃和卤化烃。聚芳砜硬度高,耐辐射,耐热和耐寒性好 并具有自息性,可在-100-175度下长期使用。 
 
高温高强结构中零部件,耐腐蚀、电绝缘零部件
 
聚醚醚酮poly(ether-ether-ketone)PEEK
TPE注塑件出现表面问题,产生这一现象的原因之一是原料的品质差,其次也和注塑过程的一些参数设置有关。
 
1 白化现象:指稳定剂等配合剂迁移至成型品表面,其表面像喷上粉一样呈现出一种白色现象
 
原    因:主要是由于稳定剂过量配合或与聚合物不相容而引起的。 
 
   解决方案:出现这类型的问题,应选择与聚合物相容性良好的稳定剂或将稳定剂的用量控制在最佳的范围。其次,更换成相对分子质量高的稳定剂也是十分有效的。另外,也有通过迁移至成型品表面发挥其功能的稳定剂。例如,抗静电剂、润滑剂等。对这种稳定剂来讲,选择即使迁移也难以出现白化的稳定剂是非常必要的。热塑性弹性体在一般的环境下使用时很少会出现白化的问题,但在高温、潮湿、户外长期使用的场合,为提高耐久性在配合上追加耐热稳定剂(防老剂)、耐侯稳定剂是十分必要的。特别是高温下,因其极易引起迁移,所以稳定剂的选择也是相当重要的。
 
 
 
2 发粘
 
   现    象:与树脂相比,软质热塑性弹性体表面更容易产生发粘的现象。 
 
   原    因:主要是因老化而生成低相对分子质量聚合物和增塑剂、稳定剂迁移至表面而引起 的。但无论属哪种情况,采用红外光谱法(IR)等分析手段,通过分析发粘成分便能够比较容易地确定出与此相关的物质。发粘主要是成型温度过高,聚合物因热分解而形成低相对分子质量物质的缘故。尽管成型机的设定温度本身未达到热分解温度,但在成型工艺中的剪切生热有时也会使其暂时达到高温。 I
 
   解决方案:作为其对策,降低成型温度、低剪切化,用氮气净化成型机液压缸体内部都是十分有效的。另外,在成型机暂停时,胶料长时间以熔融状态置留在成型机的模腔内,有时也会因热老化而发粘。另外,在高温下使用的制品很容易出现发粘的现象。因此,稳定剂、软化剂种类的选择和用量的确定是非常重要的。
 
 
3 老化
 
   现    象:制品机械性能明显降低,外观质量变差
 
   原    因:与无机材料和金属材料相比,高分子材料的耐热、耐紫外线性较差引起制品老化。多数制品因老化而使其机械特性明显降低,外观质量变差。
 
 
  解决方案:通过配合耐热、耐候性等稳定剂,通过添加紫外线吸收剂、光稳定剂的方法,在一定程度上可以抑制老化现象的产生。
 
 
 
与注射成型有关的问题及其对策
 
4气孔
 
  在成型品中出现凹孔现象,主要是成型品在模具内的冷却过程中因收缩而引起的。除要求 材料必须充满模腔外,快速冷却也是十分必要的。具体地来讲,就是提高保压(二次压力),降低树脂和模具的设定温度。
 
 
  另外,对成型品的形状也有很大的依赖性。由于在厚的部位极易出现气孔,所以对这样的制品来说, 应采用在其周围设有注胶口或流胶道那样的模型设计。
 
 
5毛边
 
  这是树脂从模腔溢出造成的。对橡胶的注射成型来讲,出现毛边是正常的,但对树脂或热 塑性弹性体是不正常的。其理由是:(1)与橡胶胶料相比,熔融的树脂或热塑性弹性体的流动性较高,注射压力也比较低;(2)与模具接触、冷却,在瞬间即可固化、终止流动。因此,树脂或热塑性弹性体通常是不易出现毛边的现象。
 
 
  作为对策,首先必须降低填充量、降低保压和缩短保压时间。另外,对尺寸精度差、分型面有间隙的模具 来讲,其修理是非常必要的。在成型品投影面积大,合模力相对低于注射压力的场合,有时也会出现毛边,因此必须使用更大的成型机。
 
 
6 流动痕迹
 
  在成型品表面出现光泽不同的条纹现象。一般来讲,在树脂的注射成型中有:(1)间 隔窄的记录条纹状;(2)在成型品表面上下出现同位相的比较宽的间隔条纹状;(3)在成型品表面上下出现异位相的比较窄的间隔条纹状三种类型。
 
 
  解决这一问题可以通过这些方法来解决,如添加纯单体树脂、提高注射速度、模具温度、加大注胶口、提高树脂温度和注射速率、提高成型温度、模具温度或降低注射速度等。通过提高注射速度和模具温度都是有效的。
 
 
7 脱模性差
 
  脱模性差指成型品从模具中难以取出或在取出过程中完全变形。具有粘着性的材料极 易引起这一问题,但采用在材料中添加脱模剂或成型前在模具上涂敷脱模剂的方法可以得到改善。成型品冷却不足(固化不足)也容易出现这样的问题,因此对成型品进行充分地冷却是非常必要的。另外,模具设计不合理也会成为难以脱模的原因,特别是在注胶口、进胶道等易于粘模的部位,加大注胶口的拔出角度、加宽进胶道都是非常有效的。
 
 
 8 银色条纹
 
  以注胶口为中心出现放射状条纹的现象,是材料中的水分或挥发成分气化引起的。其 中,在塑化过程中卷入或模具内存留的空气也会导致这一现象的产生。因此,对吸潮性材料在成型前进行充分地干燥及降低易产生分解性气体材料的成型温度都是非常必要的。
 
 
9 缺胶
 
  未充满模腔端部的现象称之为缺胶。这主要是因填胶量不足等成型条件不适而引起的,但 成型时排气不充分或流胶道不均衡(多腔模具)也会导致这一现象的产生。
 
10 烧焦
 
  是指未填充至端部及未充满模腔的部分出现像烧焦那样的老化现象。这主要是因排气不充 分,空气或产生的气体引起隔热压缩,瞬间使温度显著上升而导致的结果(即:成型品表面出现热老化)。改善排气方式是较好的解决办法,程度轻的情况下,降低注射速度也可以解决。
 
 
11 色泽不均一
 
 
  在采用热塑性弹性体颗粒和干混料为颜料的母体混合物进行着色时,很容易出现成 型品色泽不均一的现象。作为对策,提高螺杆反压,强化填料时混炼都是有效的。