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干货 | PMMA材料的性能及其成型工艺特点

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7572021-01-22 收藏

塑联网今日科普话题:PMMA材料的性能及其成型工艺特点。


PMMA材料

PMMA材料俗称有机玻璃、亚克力等,化学名为聚甲基丙烯酸甲酯,是一种无毒环保的材料,常被应用做亚克力板、亚克力塑胶粒、亚克力灯箱、招牌、亚克力浴缸等,汽车领域主要是汽车尾灯、信号灯、仪表盘等,医药行业(储血容器),工业应用(影碟、灯光散射器),电子产品的按键(特别是透明的),日用消费品(饮料杯、文具等)。


PMMA的工艺特性:

PMMA为无定形聚合物,Tg为105℃、熔融温度大于160℃,分解温度高达270℃以上,因此,成型的温度范围较宽。

 

处于熔融状态下的PMMA表现为熔体粘度较高,流动性较差,熔体粘度对温度变化比较敏感。注射温度的改变对熔体流动长度的影响要比注射压力显著,并比注射速率明显些,比模具温度则更显著。故改变PMMA成型的流动性主要是从注射温度着手。

 

PMMA具有一定亲水性.其颗粒的吸水性达0.3%~0.4%,水分的存在使熔体出现气泡,所得制品有银丝,透明度也为降低。所以要求在注塑之前对树脂作干燥处理。

 

由于透明度高是PMMA的特点,任何杂质的存在都会光折射关系而在制品上暴露无遗,故要求在加工成型前必须做好环境的清洁工作。

 

PMMA表现为质硬、性脆、易破裂,因此,要选择好制品的成型、收缩率和脱模斜度。常见的柱塞式注塑机和螺杆式注塑机只要制品用量不超过最大注射量的70%~80%时均可进行加工。选用带有加热控温装置的敞开式喷嘴。


 

1、原料的处理

PMMA具有一定的吸水性,其吸水率达0.3-0.4%,而注塑须在0.1%以下的温度,通常是0.04%。水份的存在使熔体出现气泡、气纹,透明度降低等。所以要进行干燥处理。干燥温度80-90℃,时间为3小时以上。

 

在干燥处理过程中,除应严格控制干燥工艺以防树脂颗粒粘连成块之外,还应注意干燥设备和容器的干净清洁,以免杂质尘埃混入,而影响制品的质量。

 

经干燥处理的树脂颗粒应及时进行加工,对于暂不使用的树脂颗粒,应妥为保管。用密闭容器盛装,以防树脂颗粒与环境温度和湿度相平衡的过程中,重新吸湿。

 

回收料在某些情况下可100%的使用,实际份量要视品质要求而定,通常可过30%,回收料要避免污染否则会影响透明度和成品的性质。

 

2、注塑机的选用

PMMA对注塑机没有特别要求。因为其熔体粘度大,需要较深的螺槽和较大直径的射嘴孔。如果对制品的强度要求较高,则要用较大长径比的螺杆实行低温塑化。另外PMMA一定要用干燥料斗贮料。

 

3、模具及浇口设计

模具温度是PMMA成型中一个重要因素。模具温度可为60℃-80℃,主流道的直径应配合内锥度,最佳的角度是5°至7°,若要注塑4mm或以上制品,角度应为7°,主流道直径达8至10mm,浇口的整体长度不要超过50mm。


对于壁厚小于4mm的制品,流道直径应为6-8mm;对于壁厚大于4mm的制品,流道直径应为8-12mm;对边形、扇形及垂片形浇口深度应为0.7至0.9t(t为制品壁厚度),针形浇口的直径应为0.8至2mm;低粘度的应选用较小的尺寸。

 

常见的排气孔有0.05至0.07mm深、6mm宽;脱模斜度为30′-1°型腔部分35′-1°30°之间。

 

4、熔胶温度

可用对空注射法量度:由210℃-270℃不等,具体视供应商提供的资料而定。

 

5、注射温度

PMMA为无定形聚合物,无明显的熔点温度。成型中可供选择的范围较宽,可在160~270℃之间选取;可用快速注射,但要避免产生高度内应力,宜用多级注射,如慢-快-慢等,注塑厚件时,则采用慢速。

 

注射温度的恰当与否可通过熔体对空注射法进行观察判断,即以熔体低速从喷嘴中流出是否光亮、透明、无泡,如果是呈不透明、模糊、有气泡、银丝的膨胀体,则可认为温度偏高或树脂含水量过高。

 

一般来说,保证熔体充满模腔的情况下,注射温度可偏低,以减少可能出现的变色和对性能的影响。

 

6、注射压力

注射压力对PMMA熔体流动性的影响不如温度那么明显,但由于熔体粘度较大,流动性比较差,因此,还是需要较大的注射压力。特别是形状复杂的制品以及壁厚的制品,为克服熔体流动阻力和减少收缩凹痕与气泡等问题。仍需注意压力的增加会引起制品易产生内应力。

PMMA注射压力的选择,首先是依据制品的壁厚等情况予以初选。然后再根据成型中的实际问题进行调整。通常宽浇口、易流动的厚壁制品所选取的注射压力为80~100MPa之间,而熔体流动较为困难的制品所需的压力要大于140MPa,110~140MPa则适用于大多数制品的成型。

 

7、 滞留时间

若温度为260℃,滞留时间最多不超过10分钟,若温度为270℃,滞留时间不能超过8分。

 

8、 成型周期

成型周期往往与制品的壁厚有关,由于PMMA熔体在140℃左右就开始凝固,105℃达到Tg,可以在较高温度下脱模而很少发生变形,所以成型周期一般都比较短,只有当模具温度过高时,周期才略有延长。

来源:玩注塑,如侵删

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