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热塑性弹性体注射成型注意事项及影响因素分析

时间:2026-01-22 理论教育 小熊猫 版权反馈
【摘要】:注射工艺条件的调节是提高制品质量和产量的必要途径。主要是由于稳定剂过量配合或与聚合物不相容而引起的。软质热塑性弹性体表面更容易产生发粘的现象。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,或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。

1.TPE的干燥

根据材料的特性和供料情况,一般在成型前应对材料的外观和工艺性能进行检测。供应的粒料往往含有不同程度的水分、溶剂及其他易挥发的低分子物,特别是具有吸湿倾向的TPE含水量总是超过加工所允许的限度。因此在加工前必须进行干燥处理,并测定含水量。在高温下TPE的水分含量要求在0.05%(质量分数)以下,甚至是0.02%~0.03%(质量分数),因此常用真空干燥箱在75~90℃干燥2h。已经干燥的材料必须妥善密封保存,以防材料从空气中再吸湿而丧失干燥效果。采用干燥式料斗可连续地为注射机提供干燥的热料,有利于简化作业、保持清洁、提高质量、增加注射速率。干燥料斗的装料量一般为注射机每小时用料量的2.5倍。

2.TPE配色

以SBS为基础的TPE在颜色上优于其他大多数TPE材料。只需要少量的色母料就可达到某种特定的颜色效果,而且所产生的颜色比其他TPE更为纯净。一般来说,色母料的粘度应比TPE的粘度低,这是因为TPE的熔体流动速率比色母料的高,这将有利于分散过程,使颜色分布更加均匀。

对于以SBS为基础的TPE,推荐采用聚苯乙烯类色母料。对于以较硬的SEBS为基础的TPE,推荐采用聚丙烯(PP)色母料。对于以较软的SEBS为基础的TPE,可采用低密度聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物色母料。对于较软的品种,不推荐采用PP色母料,因为复合材料的硬度将受到影响。

在注射重叠成型时,使用聚乙烯(PE)色母料可能会对基体的粘结力产生不利的影响。

3.清洗机筒

新购进的注射机初用之前,或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时,都需要对注射机机筒进行清洗或拆洗。清洗料一般用塑料原料(或回收料),对于TPE材料,可用所加工的新料置换出过渡清洗料。

4.模具的填充、保压

在熔体填充模具型腔的过程中,如果制品的填充性能不好,就会发生压力降低过大、填充时间过长、填充不满等情况,从而使制品存在质量问题。为了提高制品在成型时的填充性能,改善成型制品的质量,通常将注射压力的控制分为一次注射压力、二次注射压力(保压)或三次以上的注射压力的控制。压力切换时机是否适当,对于防止模内压力过高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比体积取决于保压阶段浇口封闭时的熔体压力和温度。如果每次从保压切换到制品冷却阶段的压力和温度一致,那么制品的比体积就不会发生改变。在恒定的注射温度下,决定制品尺寸最重要的参数是保压压力,影响制品尺寸公差的最重要的变量是保压压力和温度。例如在充模结束后,保压压力立即降低,当表层形成一定厚度时,保压压力再上升,这样可以采用低锁模力成型厚壁的大制品,消除塌坑和飞边现象。

5.废料再利用

对于SEBS复合材料,回收料的利用比例可高达80%。黑色材料可容纳较高比例的回收料。原色、浅色或透明的复合材料将较易显示出污染或色变。在停留时间很长或回收料比例很高的情况下,黄色、红色、蓝色和绿色的有机颜料更有可能改变颜色。对于SBS复合材料,回收料比例应维持在25%以下。将所得的回收料放入粉碎机中粉碎成小颗粒,然后与新料混合使用。

6.注射工艺条件的影响

对制品的评价主要有三个方面,第一是表面质量,包括完整性、颜色、光泽度等;第二是尺寸和相对位置间的准确性;第三是与用途相对应的力学性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同,要求的尺度也不同。

注射工艺条件的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于注射周期本身很短,如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝。在调整时最好一次只改变一个条件,多观察几次,如果压力、温度、时间一起调则很易造成混淆,出了问题也难以找出原因。调整的措施、手段是多方面的,如解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径,要选择出解决问题症结的一、二个主要方案,才能真正解决问题。此外,还应注意解决方案中的辩证关系,如制品出现了凹陷,有时要提高料温,有时要降低料温;有时要增加料量,有时要减少料量。要承认逆向措施解决问题的可行性。(https://www.xing528.com)

7.TPE注射制品的表面问题及解决方案

TPE注射制品出现表面问题的主要原因是原料的品质太差,其次也和注射过程的一些参数设置有关。

(1)白化

1)现象。指稳定剂等配合剂迁移至制品表面,其表面像喷上粉一样呈现出一种白色现象。

2)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。

3)解决方案。出现这类问题时,首先应选择与聚合物相容性好的稳定剂或将稳定剂的用量控制在最佳范围。其次,更换成相对分子质量高的稳定剂也是十分有效的解决方法。另外,也有通过迁移至制品表面发挥其功能的稳定剂,如抗静电剂、润滑剂等。对这种助剂来讲,最好选择即使迁移也难以出现白化的配合剂。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,在配方设计时增加了耐热稳定剂(防老剂)、耐候稳定剂等,因其在高温下极易迁移,所以在选择配合剂时应引起高度重视。

(2)发粘

1)现象。软质热塑性弹性体表面更容易产生发粘的现象。

2)原因。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,或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。尽管机筒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分解温度。

3)解决方案。降低成型温度、低剪切化和用氮气净化成型机液压缸体内部都是十分有效的解决方法。另外,在停机时段,胶料长时间以熔融状态滞留在机筒内,有时也会因热老化而发粘。在高温下使用的制品很容易出现发粘的现象。因此稳定剂、增塑剂种类和用量的选择是非常重要的。

(3)老化

1)现象。制品力学性能明显降低,表面质量变差。

2)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,易引起制品老化。多数制品因老化而使其力学性能明显降低,表面质量变差。

3)解决方案。通过配合耐热、耐候性稳定剂,在一定程度上可以抑制老化现象的产生。

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