塑料制品生產(chǎn)工藝

1、Combine Will Industrial Co., LtdSubject :Issued By :Date :10/23/96注塑生產(chǎn)工藝知識（1）Approval By :Revision :0常用塑料主要性能及注射成型工藝要點GPPS及其改性物-HIPS·AS(SAN) ·BDA(K-Resin)1. GPPS 硬膠·通用聚苯乙烯u 塑料主要性能：a) 高透明度，良好光澤，容易著色，屬非結晶塑料；b) 尺寸穩(wěn)定性好（收縮率0.4%左右），耐磨性差，故膠件包裝要求較高，以防擦花；c) 制品對內應力敏感、性脆、無延展性、沖擊強度小，易開裂且斷后易形成尖角（S

2、HARP POINT）、利邊（SHARP EDGE），故單純的GPPS料較少見用于玩具制造。u 注塑工藝要點：a) 原料一般不需干燥，個別情況80烘2小時；b) 成型溫度范圍較大，加熱流動及固化速度快，故成型周期一般較短，溫度參數(shù)：前料筒溫度200，料溫過高易出現(xiàn)銀絲，而料溫過低會使透明性差；c) 模溫控制：模溫一般在5080；d) GPPS流動性好，啤塑中不需要高壓力（通常注射壓力40bar左右），以免過大而增加膠件內應力可能導致開裂（尤其是經(jīng)油漆裝飾工序后）；e) 注射速度宜適當高以減弱夾水紋，但因注射速度受注射壓力影響大，過高的速度可能會導致披鋒或出模時粘模以及頂白、頂裂等問題；f) 適

3、當?shù)谋硥海喝绻硥禾?，螺桿轉動易溢入空氣，料筒內料粒密度小，膠粒塑化效果不好，影響膠件表觀質量（一般背壓取1020kg/2）；g) 模具上一般設計細水口為0.81.0mm。u 共混改性塑料：GPPS + PVC 共混成為性能較好的不燃塑料。u 常用原料舉例：a) 奇美硬膠PG-33 （臺灣奇美實業(yè)公司）；b) STYRON 666D （美國道化學公司）；c) Bakelite SMD-3500 （美國聯(lián)合碳化物有限公司）。-備注：1. 1br=1kg/2=100kpa=14.2PSI=1MPa 2PS泡沫塑料是優(yōu)良的隔熱材料，在低溫、常溫隔熱中應用良廣。 3. 識別：制品掉在地面或敲打時，有

4、清脆的響聲，故稱PS為“響膠”，燃燒特性：易燃、離火后繼續(xù)燃燒，火焰橙黃色并帶有濃煙，碳中燃燒時軟化、起泡并發(fā)出特殊的苯乙烯單體。2. HIPS 不碎膠·高沖擊聚苯乙烯u 塑料主要性能：a) 著色性好；b) 與GPPS比較是加入了520%的丁二烯（一般用順丁橡膠或丁苯橡膠）成份，故抗沖擊性大大提高。u 注塑工藝要點：a) 流動性小于GPPS，故成型溫度、壓力都稍高；b) 冷卻速度較GPPS慢，故需要足夠的保壓壓力和保壓時間以及充分的冷卻條件以減少局部收縮及冷卻變形。u 共混改性塑料：HIPS + GPPS 混和啤塑，調整比例使塑料具有足夠強度及良好表觀質量。u 常用原料舉例：a) H

5、IPS STYRON 470.475U （臺灣奇美實業(yè)公司）；b) Dolyrex PH-66 (DOW Chemical Co., Ltd)c) HIPS HI-425 (NWON Co., Ltd·KOREA)3. AS(SAN) 大力膠·丙烯晴-苯乙烯共聚物u 塑料主要性能：a) 高透明、高光澤、耐閃沖擊性優(yōu)于GPPS；b) 不耐動態(tài)疲勞，但耐應力開裂遠勝GPPS；u 注塑工藝要點：a) 需進行預干燥，80 2小時；b) 溫度控制：注射成型溫度180270，模具溫度6575。u 常用原料舉例：AS767 / STYLON GR 601 （旭 DOW·日本）4

6、. BDS（K-Resin） 不碎膠·高沖擊聚苯乙烯u 塑料主要性能：a) 透明且具有較高的沖擊強度及韌性；b) K料分KR-01&KR-03，KR-03沖擊性優(yōu)于KR-01。u 注塑工藝要點：啤塑參數(shù)：注射料筒溫度：200250,注射壓力：4070bar,模具溫度：4060u 共混改性塑料：根據(jù)需要，K料可以和聚苯乙烯及其改性物（包括ABS）任何比例混煉。u 常用原料舉例： KR-01，KR-03 （美國菲利浦石油化學公司）備注：1. KR-01的收縮率略小于KR-03，把KR-01（25%）摻合到KR-03中會減少制品翹曲現(xiàn)象。 2K料偏軟將指甲用力劃過表面，痕跡明顯。A

7、BS & MBS1. ABS 超不碎膠·丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS可以看作是PB（聚丁二烯）、BS（丁晴橡膠）分散于AS（丙烯晴-苯乙烯的共聚物）或PS（聚苯乙烯）中的一種多組份聚合物，三種組份的作用：A（丙烯晴） 占2030%，使膠件表面較高硬度（CN作用），提高耐磨性、耐熱性、耐化學腐蝕性。B（丁二烯） 占2530%，加強柔順性，保持材料彈性及耐沖擊強度。C（苯乙烯） 占4050%，保持良好成型性（流動性、著色性）及保持材料鋼性。u 塑料主要性能：a) 由于B的作用，ABS較GPPS抗沖擊強度高得多；b) 收縮率較?。?.40.7%），尺寸穩(wěn)定；c) 具有良好電鍍

8、性能，也是所有塑料中電鍍件性能最好的，表面光澤優(yōu)于HIPS。u 注塑工藝要點：a) 吸濕性較大，必須干燥，干燥條件 85 3brs以上（如要求膠件表面光澤，更需長時間干燥）；b) 溫度參數(shù)：料溫180260(一般不宜超過250，因過高溫度會引致橡膠成份分解反而使流動性降低)，模溫4080正常，若要求外觀光高則模溫取較高；c) 注射壓力一般取70100bar，保壓取第一壓的3060%，注射速度取中、低速；d) 模溫入水采用細水口、熱水口及一般設計細水口為0.81.20mm.u 共混改性塑料：a) ABS + PC 提高ABS耐熱性和抗沖擊強度；b) ABS + PVC 提高ABS的韌性，耐熱性及

9、抗老化能力。u 常用原料舉例：a) ABS POLYLAC 747/757/717 （臺灣奇美實業(yè)公司）；b) LUSTRAN ABS 248 （Monsanto Company USA）；c) LG HI-121H （LG Chemical Ltd KOREA）；d) Cycolac ABS 1008 (General electrical U.S.A.)；e) ABS DENKA GR-2000 （日本電氣化學工業(yè)）；f) ABS JSR 12 （日本合成橡膠公司）；g) STYLAC ABS 191 （旭道·日本）；h) ABS泰 （泰國）。2. MBS 透明ABS·

10、甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯共聚物u 塑料主要性能：透明且具備ABS性能，其原理為：M + BS MBS（透明），M使材料折光率降低，S使材料折光率增大，故加入后兩者折光率趨于一致成為透明。u 注塑主要工藝： （同ABS，需注意混點、氣泡影響外觀）u 常用原料舉例： Toray ABS 920 (日本東麗株式會社）備注：1. ABS/PS區(qū)分：ABS燃燒后氣味：辛辣味；PS為電石氣味。 2燃燒特性：緩慢，離火后仍繼續(xù)，發(fā)出辛辣味。PVC（聚氯乙烯）一般以為含15%以下增塑劑的PVC稱為硬PVC，而含15%以上增塑劑的PVC稱為軟PVC，玩具所用PVC多為軟PVC。u 塑料主要性能：a) 非結

11、晶性塑料，透明，著色容易；b) 材料中增塑劑含量決定軟硬度（一般在5590度）及力學性能；u 注塑工藝要點：a) 原料必須干燥（氯乙烯極性分子易吸水），干燥溫度85左右，時間2小時以上；b) 材料的成型溫度接近分解溫度，故須控制盡可能用較低的溫度注射，同時亦應盡可能縮短啤塑周期，以減少熔料在料筒內的滯留時間；料溫參數(shù)：前160170，中160165，后140150。由于PVC本身耐熱性差，料在料筒內長時間受熱，會降解析出氯化氫（HCl）使膠件變黃甚至產(chǎn)生黑點，并且氯化氫對模腔有腐蝕作用，所以要經(jīng)常清洗模腔及機頭死角位；c) 流動性很差，故注塑模的澆口、流道盡可能粗、短、厚且制件壁厚，應在1.5

12、mm以上，以減少壓力損失使料流盡快充滿型腔，總之宜采用高壓低溫（注塑壓力100bar以上，背壓取515bar，保壓取注射壓力的2030%）；d) 模具溫度盡可能（通常運凍水，控制模溫在3045），以縮短成型周期以及減小膠件出模后變形，必要時借助定型模、縮水模來較正控制變形；e) 水口料：清潔良好的水口料可百分之百回用；f) 關機：早10啤前關電制，停機后用PE過機。u 共混改性塑料：a) PVC + EVA 提高抗沖擊強度（長效增塑作用）；b) PVC + ABS 增加韌性，提高抗沖擊強度。備注：1. 增塑劑與硬度的關系： 增塑劑 硬度 增塑劑 硬度 2現(xiàn)在要求使用無毒PVC原料，其DEHP含

13、量<1%或<0.5%（或跟客戶要求）NYLIN（PA）-（尼龍·聚酰胺） 常見尼龍為脂肪族尼龍如PA6、PA66、PA1010 最常用的PA66（聚己二酰己二胺），在尼龍材料中結構最強，PA6（聚己內酰胺）具有最佳的加工性能。u 塑料主要性能：a) 結晶度高，機械強度優(yōu)異（因為高分子鏈含有強極性酰胺基（NHCO），鏈之間形成氨鏈；b) 沖擊強度高（高過ABS、POM但比PC低），沖擊強度隨溫度、溫度增加而顯著增加（吸水后其他強度如拉升強度、硬度、鋼度有下降）；c) 表面硬度、耐磨性、自滑性卓越，適于做齒輸、軸承類傳動零件（自滑性原理：PA分子結晶中具有容易滑移的面層結構）

14、；d) 熱變形溫度低，吸濕性大，尺寸穩(wěn)定性差。u 注塑工藝要點：a) 原料需充分干燥，溫度8090，時間四小時以上；b) 熔料粘度低，流動性極好，啤件易出披鋒，故壓力取低一般為6090bar，保壓取相同壓力（加入玻璃纖維的尼龍相反要用高壓）；c) 料溫控制：過高的料溫易使膠件出現(xiàn)色變、質脆及銀絲，而過低料溫會使材料很硬，可能損傷模具及螺桿。料筒溫度220280（纖維偏高），不宜超過300， （注：PA6熔點：210215，PA66熔點：255265）；d) 收縮率較大（0.81.4%）,使啤件呈現(xiàn)出尺寸的不穩(wěn)定（收縮率隨料溫變化而波動）；e) 模溫控制：一般控制在2090，模溫直接影響尼龍結晶

15、情況及性能表現(xiàn) 模溫高 結晶度大，鋼性、硬度、耐磨性提高 模溫低 柔韌性好，伸長率高，收縮性??；f) 注射速度：高速注射，因為尼龍料熔點（凝點）高，只有高速成注射擊才能使順利充模，對薄壁，細長件更是如此；*需要同時留意披鋒產(chǎn)生及排氣不良引致的外觀問題g) 模具方面：工模一般不開排氣位，水口設計形式不限；h) 退火/調試處理：可進行二次結晶，使結晶度增大，故鋼性提高，改善內應力分布，使不易變形，且使尺寸穩(wěn)定。*可行方法：用100沸水煮116小時，視具體情況可考慮加入適量醋酸鹽使沸點上升到120左右以增加效果。u 常用原料舉例：a) Zytel 101、109、108 屬PA66 （Du Pont

16、 Company USA）；b) NYLON 1013B、1013NB 屬PA6 (UBE宇部興產(chǎn)株式會社·日本)。PC - 防彈玻璃膠·聚碳酸脂u 塑料主要性能：a) 高透明度（接近PMMA），非結晶體，耐熱性優(yōu)異；b) 成型收縮率?。?.50.7%），高度的尺寸穩(wěn)定性，膠件精度高；c) 沖擊強度高居熱塑性塑料之冠，蠕變小，鋼硬而有韌性；d) 耐疲勞強度差，耐磨性不好，對缺口敏感，而應力開裂性差。u 注塑工藝要點：a) 高溫下PC對微量水份即敏感，必須充分干燥原料，使含水量降低到0.02%以下，干燥條件：100120，時間 12小時以上；b) PC對溫度很敏感，熔體粘度隨

17、溫度升高而明顯下降，料筒溫度：250320（不超過350，常用270280），適當提高后料筒溫度對塑化有利；c) 模溫控制：85120，模溫宜高以減少模溫及料溫的差異從而降低膠件內應力，*模溫高雖然降低了內應力，但過高會易粘模，且使成型周期長；d) 流動性差，需用高壓注射，但需顧及膠件殘留大的內應力（可能導致開裂），注射速度，壁厚取中速，壁薄取高速；e) 必要時內應力退火：烘爐溫度125135，時間 2小時，自然冷卻到常溫；f) 模具方面要求較高：*設計盡可能粗而短，彎曲位少的流道，用圓形截面分流道及流道研磨拋光等為使降低熔料的流動阻力；*注射澆口可采用任何形式的澆口，但入水位直徑不小于1.5

18、mmg) 啤塑后處理：用PE料過機。u 注塑工藝要點：a) PC + ABS 隨著ABS的增加，加工性能得到改善，成型溫度有所下降，流動性變好，內應力有改善，但機械強度隨之下降；b) PC + POM 可直接任何比例混和，其中比例在PC：POM=50-70：50-30在很大程度上保持了PC優(yōu)良的機械性能，而且耐應力開裂能力顯著提高；c) PC + PE 目的是降低熔點、粘度，提高流動性，也可使PC的沖擊強度、拉伸強度、斷裂強度得到一定程度改善；d) PC + PMMA 可使膠件呈珠光效果。u 常用原料舉例：a) Panlite PC 1250Y (帝人化成株式會社·日本)b) Sai

19、coroy PC 800 (宇部·日本)備注：1. 水口料會使PC啤件泛黃 2. PC/GPPS區(qū)分：燃燒法：PS：能連續(xù)燃燒，電石氣味；PC：自動熄滅，石碳酸味POM - 賽鋼·聚甲荃u 塑料主要性能：a) 高結晶，乳白色料粒，很高鋼性和硬度，綜合性能良好；b) 耐磨性及自滑性僅次于尼龍（但價格比尼龍便宜），并具有較好韌性，溫度、濕度對其性能影響大；c) 耐反復沖擊性好過PC及ABS；d) 耐疲勞性是所有塑料中最好的。u 注塑工藝要點：a) 結晶性塑料，原料一般不干燥或短時間干燥（100，2Hrs）；b) 流動性中等，注射速宜用中、高等；c) 溫度控制：料溫：170220

20、，注意料溫不可太高，240以上會分解出甲醛單體（熔料顏色變暗，使膠件性能變差及腐蝕模腔，模溫：80100，控制動熱油；d) 壓力參數(shù)：注射壓力100bar，正常啤壓宜采用較高的注射壓力，因流體流動性對剪切速率敏感，不宜單靠提高料溫來提高流動性，否則有害無益；e) 賽鋼收縮率很大（22.5%）,須盡量延長保壓時間來補縮改善縮水現(xiàn)象。f) 模具方面：*POM具高彈性材料，淺的側凹可以強行出模*注射澆口宜采用大入水口流道整段大粗為佳（因其流動性為中等）u 共混改性塑料：a) POM + PUR（聚氨脂） 超韌POM，沖擊強度可提高幾十倍。u 常用原料舉例：a) 均聚甲醛：Delrin 100、100

21、ST、500ST （Du Pont Company USA）；b) 共聚甲醛：Celcon M90 (Celanese USA) S表示片狀，T表示纖維 杜邦PP - 百折膠·聚丙烯u 塑料主要性能：a) 質輕，可浮于水中；b) 高結晶度，耐磨性好，優(yōu)于HIPS，高溫沖擊性好，硬度低于ABS、HIPS；c) 突出的延伸性和抗疲勞性能。u 注塑工藝要點：a) 加工前一般不需干燥；b) 染色性較差，色粉在料中擴散不夠均勻（一般需加入擴散油使色粉手散均勻/ 白磺油使料混合均勻），大膠件尤為明顯；c) 成型收縮率大（1.21.9%）,尺寸不穩(wěn)定，膠件易變形縮水，采用提高注射壓力及注射速度，減

22、少層間剪切力使成型收縮率降低；d) 流動性很好，注射壓力大時易出現(xiàn)披鋒且有方向性強的缺陷，注射擊壓力一般為5080bar，（太小壓力會縮水明顯），保壓壓力取注射擊壓力的80%左右，宜取較長的保壓時間補縮及較長的冷卻時間保證膠件尺寸、變形程度；e) PP冷卻速度快，宜恰似速注射，適當加深排氣槽來改善排氣不良；f) 料溫控制：成型溫度料溫較寬，因PP高結晶，所以料溫需要較高，前料筒200240，中料筒170220，后料筒160190，實際上為減少披鋒、縮水等缺陷，往往取偏下限料溫；g) 模溫：一般4060，模溫太低（<40），膠件表面光澤差，甚至無光澤，模溫太高（>90），則易發(fā)性翹曲

23、變形，縮水等；h) 氣泡問題：高結晶的PP高分子在熔點附近其溶積會發(fā)生很大變化，冷卻時收縮及結晶化導至膠件內部產(chǎn)生氣泡甚至局部空心（這會影響制件機械強度），所以調節(jié)啤塑參數(shù)要有利于補縮。u 共混改性塑料：a) PP + EVA (10%) 改善加工性，幫助提高沖擊強度；b) PP + LDPE（10%） 提高流動性及耐沖擊性；c) PP + 橡膠 提高耐沖擊性。u 常用原料舉例：a) COSMO PLENE PP AV 161 （The Polyolefin Company Singapore Pte Ltd）；b) PP BJ 500 （三星綜合化學·韓國）；c) Carlona

24、6100 (Shell Chemicals UK-Limited) ；d) MITSUBISHI PP BC3B (三菱化學株式會社·日本) ；e) PP7533/7523PE（LDPE&HDPE） - 聚乙烯u 塑料主要性能：* LDPE 花料·低密度軟聚乙烯 *a) 分子量較低，分子鏈有支鏈，結晶度較低（5560%），故密度小，質地柔軟，透明性較HDPE好；b) 耐沖擊、耐低溫性極好，但耐熱性及硬度都較低。* HDPE 孖力士·高密度硬聚乙烯 * HDPE結晶度為8590%，遠高于LDPE這決定了它具有較高的機械強度。u 注塑工藝要點：a) 結晶性原料

25、，吸濕性小，可不必干燥；b) 流動性好，流動性對壓力敏感；c) 收縮率大，易變形，翹曲，必須控制模溫，保持冷卻均勻；d) 成型工藝參數(shù)：* LDPE：成型溫度180240，模溫3565，注射壓力3090bar；* HDPE：成型溫度180250，模溫5070，注射壓力80100bar；啤塑PE一般不需高壓，保壓取第一壓的3060%；e) 模具方面：對有側凹位的件，一般都可以強行脫模。u 共混改性塑料：a) PE + EVA 改善環(huán)境應力開裂，但機械強度有所下降；b) PE + PP 提高塑料硬度；c) PE + PE 不同密度混熔以調節(jié)柔軟性和硬度；d) PE + PB（順丁二烯） 提高其回彈

26、性；u 常用原料舉例：a) UCAL PE （Union Carbide ASIA Ltd·FAPAN聯(lián)合碳化物亞洲公司）b) LDPE-F401-1 （The Polyolefin Company Singapore Pte Ltd）c) DAELIM POLY LDPE 25A (Dealim Industrial Co.,Ltd·KOREA)d) LDPE LF542 (三菱化學株式會社·日本) 備注：1. 區(qū)分：PE用指甲在制品上可劃出傷痕，而PP不易被指甲劃傷；PE、PP均浮于水而PVC加熱時可熔于丙酮、苯、甲骨文苯等，PP連同溶劑加熱也不溶）PMMA

27、- 亞加力·聚甲基丙烯酸甲脂u 塑料主要性能：a) 最優(yōu)秀的透明度（僅GPPS可與之相比）及良好的導光性；b) 常溫下較高的機械強度；c) 表面硬度較低，易擦花，故包裝要求很高。u 注塑工藝要點：a) 原料必須經(jīng)過嚴格干燥，干燥條件：90100，時間6Hrs以上，料門應持續(xù)保溫以免回潮；b) 流動性稍差，宜高壓成型（80100bar），宜適當增加注射時間及足夠保壓壓力（注射壓力的80%）補縮；c) 注塑速度不能太快以免氣泡明顯，但速度太慢會使熔合線變粗；d) 料溫、模溫需取高，以提高流動性，減少內應力，改善透明度及機械強度，料溫參數(shù)：前200230，中 215235，后 140160；模溫：3070；e) 模具方面： i. 入水口要采用大水口，夠闊夠大；ii. 模腔、流道表面應光滑，對料流阻力小；iii. 出模斜度要足夠大以使出模順利；iv. 考慮排氣，防止出現(xiàn)氣泡，銀紋（溫度太高影響）、熔接痕等。f) PMMA極易出現(xiàn)啤塑黑點，請從以下方面控制；i. 保證原料潔凈（尤其是翻用的水口料）；ii. 定期清潔模具；iii. 機臺清潔（清潔料筒前端，螺桿及噴咀等）。u 共混改性塑料： PMMA + PC 可獲得珠光色澤，能代替添加有毒的鎘（Cd）類無機物制成珠光塑料。u 常用原料舉