做塑料的朋友都在關注的微信公眾號——艾邦高分子,戳藍色字體關注吧!
影響塑料制品精度的因素包括收縮率、吸水率、熱膨脹系數及蠕變四個因素。
1、塑料的吸水性
塑料的吸水性大小與其分子結構有關,分子中含有酯基或酰胺基結構的聚合物吸水率偏大,具體如 PA類、PC、POM、PMMA、PES及 PPO 等。
塑料的吸水性影響塑料的使用精度,即制品在潮濕環境中使用,由于吸水而引起尺寸增大。 塑料吸水性對尺寸精度的影響量不如收縮影響大。 但有些吸水率大的品種, 如PA也比較顯著。如PA66的吸水率最大為 1.6%,而每1%的吸水率就會引起1/3~1/4 的尺寸公差。
2、塑料的熱膨脹性
熱脹冷縮是物體的大致規律。衡量其熱膨脹程度可用熱膨脹系數表示。同金屬相比,塑料的熱膨脹系數大得多。例如,鋼的熱膨脹系數為1.2×10ˉ?K-1,而 LDPE 的熱膨脹系數竟高達 10×10ˉ?K-1,比金屬高出近十倍。因此可以說,塑料的尺寸對溫度十分敏感。例如某塑料制品在 20℃時,其尺寸變化為 0.1%;在 35℃時,尺寸變化增大到 0.15%;而在­-5℃時,尺寸則減少0.25%。
塑料的熱膨脹系數與熔體流動方向有關。與收縮不同的是其縱向的熱膨脹系數要比橫向的熱膨脹系數小,一般要小一半左右。 塑料的熱膨脹只有在溫度變化的環境中才會影響其尺寸的精度。溫度不變時,熱膨脹對塑料的尺寸精度無影響。
3、塑料的蠕變性
塑料的蠕變是指成型后的塑料制品在使用過程中,由于受到應力的作用,材料的形變隨時間增加而逐漸增大的,從而產生永久形變的現象,進而引起塑料尺寸的變化,影響其尺寸精度。
塑料的蠕變受應力、溫度及時間三個因素影響;應力越大,溫度越高,時間越長,其相應的蠕變增大。下面介紹兒種塑料的蠕變性。幾種材料蠕變大小順序:LDPE、HDPE、PA、PET、>POM、PC>PSF、ABS、PPO。
a)PA的蠕變較大,不適于生產精密工業配件。 在 70℃溫度下, 其蠕變值高達 5%左右,尤其以 PA1010 最大,而PA66 最小;PA的蠕變受溫度影響較大。
b)POM POM 的蠕變性適中,比 PA小,但比PSF及 PC大。在 50℃時,其蠕變值為1%左右。PC的蠕變是塑料中相當小的。在70℃溫度下,一般為0.7%左右,并且超過10d后,幾乎不隨時間延長而增加。
c)PSF是塑料中蠕變性最小的。在 50℃溫度下,其蠕變值僅為 0.14%~0.2%。
d)ABS的蠕變比較小。在 50℃溫度下,其蠕變值為 0.4%~0.5%,僅比 PSF大一點。
e)PET的蠕變對溫度較敏感。在23℃時,雖然純PET的蠕變值小于1%,而且GFPET 的蠕變值 幾乎為零;但在70℃,純PET的蠕變值則高達10%。PET進行GF增強后的蠕變值大大下降,最低可下降到 2%左右。
f)PE是塑料中蠕變最大的品種。在50℃溫度下,其蠕變值可達:LDPE 為 4%~5%,HDPE 為4%。
4.塑料的收縮性
塑料的收縮性對塑料制品的尺寸精度影響最大。不同塑料原料之間的收縮率大不相同.塑料的收縮分為成型加工收縮和加工后收縮兩類。回復“精度”,查詢更多相關文章
加工后收縮:制品脫模后一段時間內的收縮,與成型收縮相比,后收縮一般比較小。
原因
a)制品內部應力的松弛作用
對于分子鏈呈剛性的聚合物,制品的后收縮比較大?這主要是因為剛性分子鏈運動速度慢,其分子鏈從一種狀態轉變為另一種狀態,需要一個較長時間的重新排列過程,因而后收縮時間比較長,而且后收縮率比較大。另一方面,剛性分子鏈易產生內應力,成型后會進行慢慢地應力松弛。例如以PS為例,其注塑制品脫模三個月后,還會發生 0.005%的后收縮
圖:精密注塑齒輪
b)繼續結晶
對結晶聚合物而言,制品出模時,并未達到完全結晶,在常溫下仍可繼續結晶,從而引起制品的微量收縮。另外,出模后塑料制品如進行退火處理,制品的應力松弛和后結晶會進一步加大,從而引起后收縮增加。
后收縮率一般可用下式估算:
ΔLa = Lt ?α(tP ?tw )
式中ΔLa ――后收縮量,cm;
Lt ――制品脫模 30min后沿收縮方向的長度,cm;
α ――塑料熱膨脹系數,cm/(cm?℃);
tP ――脫模時溫度,℃;
tw 工作環境溫度,℃。
一般情況下,制品的后收縮在脫模 30min后基本完成。
表1 熱塑性塑料的收縮率、吸水率及熱膨脹系數
塑料品種 | 收縮率/% | 吸水率/% | 熱膨脹系數/(×10-5K-1) |
LDPE | 1.5~5.0 | 0.03 | 10.0~20.0 |
LLDPE | 1.5~5.0 | 0.03 | 14.0~16.0 |
HDPE | 2.0~5.0 | 0.03 | 11.0~13.0 |
PP | 1.0~2.5 | 0.01~0.03 | 5.8~10.0 |
30%GFPP | 0.4~0.8 | 0.05 | 2.9~5.2 |
PA6 | 0.6~1.4 | 3.0 | 8.3 |
30%GFPA6 | 0.3~0.7 | 0.9~1.3 | 1.2~3.2 |
PA66 | 1.5 | 0.9~1.6 | 9.8 |
30%GFPA66 | 0.2~0.8 | 0.5~1.3 | - |
PA610 | 1.0~2.0 | 0.4~0.5 | - |
30%GFPA610 | 0.2~0.6 | 0.17~0.28 | - |
PA1010 | 1.3~2.3 | 0.2~0.4 | 1.28; |
30%GFPA1010 | 0.3~0.6 | 0.4~1.0 | - |
POM | 2.0~2.5 | 0.4~0.45 ; | 9.9 |
20%GFPOM | 1.3~2.8 | - | - |
PBT | 0.44 | 0.035 | - |
25%GFPBT | 0.20 | 0.032 | - |
PSF | 0.5~0.6 | 0.12~0.22 | 5.5~5.9 |
30%GFPSF | 0.3~0.4 | <0.1 | - |
LCP | 0~0.006 | - | - |
PS | 0.2~0.6 | 0.05 | 6.0~8.0 |
HIPS | 0.2~0.6 | 0.1~0.3 | 3.4~21.0 |
20%~30%GFPS | 0.1~0.2 | 0.05~0.07 | 1.8~4.5 |
AS | 0.2~0.7 | - | 3.6~3.8 |
20%30%GFPS | 0.1~0.2 | - | 2.7~3.8 |
ABS | 0.3~0.8 | ­­0.35 | 9.5~13.0 |
20%40%GFABS | 0.1~0.2 | - | 2.9~3.6 |
PMMA | 0.2~0.8 | 0.3~0.37 | 5.0~9.0 |
PC | 0.5~0.7 | 0.18 | 6.6 |
10%40%GFPC | 0.1~0.3 | 0.09~0.15 | 1.7~4.0 |
PET | 0.13 | - | - |
25%GFPET | 0.10 | - | - |
氯化聚醚 | 0.4~0.8 | <0.01 | - |
PES | 0.5~0.8 | 1.8 | 5.5 |
PPO | 0.4~0.7 | 0.06 | 5 |
PI | 0.3 | 0.11 | 3~5 |
HPVC | 0.6~1.0 | 0.07~0.4 | 5 |
SPVC | 1.5~2.5 | 0.15~0.75 | 1 |
表2 熱固性塑料的收縮率及熱膨脹系數
成型材料 | 收縮率/% | 熱膨脹系數/(×10 -5 K -1 ) | |
樹脂 | 增強材料 | ||
酚醛 | 木粉 | 0.4~0.9 | 3.0~4.5 |
酚醛 | 玻纖 | 0.01~0.4 | 0.8~1.6 |
脲醛 | 纖維素 | 0.6~1.4 | 2.2~3.6 |
密胺 | 纖維素 | 0.5~1.5 | 4.0 |
環氧 | 玻纖 | 0.1~0.5 | 1.1~3.5 |
聚酯 | 玻纖 | 0.1~0.2 | 2.~3.3 |
DAP | 玻纖 | 0.1~0.5 | 1.0~3.6 |
由于塑料的收縮大小受成型條件影響比較大,因而其收縮率不是一個固定值,而是一 個范圍,有時收縮率的變化范圍很大,最大可相差 2—4 倍。 所以說收縮率具有不準確性,因不同加工條件變化很大,很難測出準確的固定值。回復“精度”,查詢更多相關文章2)平均收縮率
對于一個模具設計者而 言,在具體設計時,一般可選取平均收縮率。當然,如果對具體成型方法十分清楚,也可以從表1和表2中所給的收縮率范圍內取一個比較接近值。
例如,以HDPE 為例,其收縮率范圍從表1中查出為2%—5%之間,其平均收縮率為
3%—5%;如果具體成型過程中,各種成型條件可使成型收縮率增大,則可選取4%為具體收縮率;如果具體成型條件有利于成型收縮率的減小,則可選取2.5%為具體收縮率。當然,后一種選取方法難度比較大。
文章源于百度文庫,艾邦高分子整理編輯
如涉及版權,請聯系我們刪除,聯系郵箱:info@polytpe.com
推薦閱讀:
加入工程塑料交流群,請加微信:18320865613 或 15712009605,并注明“塑料+公司”
長按二維碼,加入工程塑料交流群
閱讀原文,加入工程塑料交流群
↓↓↓
始發于微信公眾號:艾邦高分子