聚苯硫醚(PPS),是一种新型的工程塑料,近年发展得很快,已成为继尼龙(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、热塑性聚酯(PET 和PBT)及聚苯醚(PPO)之后的第六大工程塑料和第一大特种工程塑料。随着材料科学的发展和塑料改性技术水平的提高,特种工程塑料的总需求量日益剧增。PPS 为应用范围最广用量最大的特种工程塑料,大约50 %用于生产各类注塑制件,特种工程塑料具有许多优良性能,同时也给注塑生产技术难题加大,备受世人关注。
PPS 产品分为两类:一类是热塑性聚合物,粘度较高;另一类是热固性聚合物,固化前具有线性分子结构,固化后加热充分也能软化到一定程度。下面主要介绍热塑性PPS 的性能和注塑成型技术。
注塑成型工艺
1 温度
机筒与射嘴温度:PPS 的成型温度较高,机筒温度在300~350 ℃之间,在保证顺利充模和制品质量的前提下,机筒温度尽量不要太高,以免引起胶料在机筒内氧化交联甚至固化。射嘴温度比机筒温度稍低,并要求单独控制,以保持胶料良好的流动性而又不堵;模具温度:模具温度直接影响制品的结晶度,模具温度不同引起结晶度的差异较大。模具温度高,制品的结晶度也高,其力学性能较好,但有收缩大、凹陷、翘曲、耐冲击强度差等问题;模具温度低,制品的结晶度也低,收缩小、尺寸再现性好(制品尺寸与模具尺寸的复制程度)、耐冲击强度增大、超声波焊接性提高,但力学性能较差。一般模具温度控制在135~165 ℃,高温可选择140~180 ℃,因此,要根据产品的具体要求来确定模具温度。
2 压力
充模圧力亦称注塑压力,控制在50~200 MPa 之间,为了保证制品的力学性能和尺寸精度,使用较高的注塑压力为佳,特别是形状复杂薄壁件更应如此;保压圧力为了防止内应力的产生保压压力应尽量低满足补缩便可以制品不出现凹陷为准;背压圧力,一定的背压有利于胶料的排气和塑化,以便得到质量稳定的制品,一般背压在0.5~1.5 MPa 之间,对于干燥不好的材料背圧可以大些。
3 注塑速度
注射速度快,制品的表面光洁度高强度也较高,但过高的注射速度会使产品翘曲烧焦等现象,一般采用中等注塑速度。
4 螺杆转速
螺杆转速可以在50~200 rpm 之间,高速成型可以采用较高的转速,这时胶料因剪切速率大而温升过快,必须将机筒温度调低。
5 成型周期
由于 PPS 为結晶性聚合物,为了得到良好的力学性能,需采取较高的模具温度,较长的冷却时间,以提高结晶度。对于厚壁制品,注射时间、保压时间、冷却时间都应长于薄壁制品。为了防止收缩和内应力的产生,对复杂件、薄壁产品也需要适当延长保压时间。
6 制品后处理
为了提高制品的性能,消除内应力以及保持制品的性能和尺寸穏定性,可以将制品放入烘箱内进行退火处理,条件通常为200~240 ℃,2~4 小时,具体根据制品的厚度和用途而定,厚制品时间长些,退火处理使制品再结晶从而结晶度提高,其性能也隨之而提高,但也导致再收縮而使制品的尺寸变化,模具设计时要考虑这因素。
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