成型加工3大缺陷及产生原因（附杜邦解决方案）

1不良表面的修复半结晶性工程塑料(如聚甲醛,尼龙,PBT)被使用的主要原因是它们具有优异的机械性能、热性能...





不良表面的修复

半结晶性工程塑料(如聚甲醛,尼龙,PBT)被使用的主要原因是它们具有优异的机械性能、热性能和电器性能。与无定形塑料相比，它们具有更优良的耐化学品和耐应力开裂性能好的优点.在多项具体应用中，还需要具有高质量的外观表面。本文将主要讲述如何去除可能存在的表面缺陷。

☑  表面缺陷的定位和定义

为了解决表面缺陷问题，首先必须对缺陷准确定位。建议在实际注射成型过程中注意对表面的观察，需要说明的有以下几点：


缺陷每次注射时都会出现还是不规则地出现？

缺陷是否每次注射总出现在同一模腔？

缺陷是否每次总出现在制品的同一位置？

在模具的填充研究中是否已经能对缺陷进行预测？

主流道表面是否已明显存在缺陷？


当使用一批新的塑料时，缺陷出现的情况是否有变化？

缺陷只发生在一台机器上还是其他机器上也有？
的聚合物。

☑ 分析表面缺陷产生的可能原因表面缺陷可能由以下因素引起：


塑料材料混配过程：干燥，材料配混质量，杂质的存在（外来物质）


注射加工的条件：熔体温度，注射速度，及其变化-所有上述各点.。


注射机的条件，如磨损和死角。


热流道的设计（流道，材料阻塞等）。


模具设计，浇口的位置和浇口的横截面，注塑冷料阻截，排气等。


颜料等添加剂。


成型加工专用配混料中包含的聚合物。☑ 从表面缺陷得到的结论
规则的局部缺陷

如果表面缺陷总是有规则地出现在同一位置，则表明注射的喷嘴或热流道的喷嘴有问题。流道、浇口或制品本身的形状和设计，如尖的边缘，壁厚突然变化等可能与此有关。另一原因是加工条件，如注射工艺曲线及其变化。


不规则的局部缺陷

如果表面缺陷总是出现在不同位置，则可能是在塑料专用料的配混过程中的问题（配混质量，灰尘的存在).其它因素,如低的熔体温度,背压,螺杆速度及螺杆转速等都可能对此产生重要影响。


大面积的表面缺陷

这种缺陷总出现在整个制品表面，常在主流道上即可见到缺陷。这时需检查熔体是否发生了分解。可将一批熔体注入到开放容器中并进行观察，看是否存在气泡。对于热流道体系，这种方法很难成功。熔体的降解或添加剂的分解,也可能是因为过高的温度或过长的停留时间。对于吸湿性塑料，如果加工用的物料未被充分干燥，塑料可能发生水解。


一般建议

用半结晶性工程塑料制造的制品如果要求优良的表面外观，则不适宜用热流道注射成型法加工。建议使用辅助流道法，这种方法将喷嘴与注射制品隔热，减少了产生表面缺陷的可能。

从注射或热流道喷嘴出来的冷料头,应该采用正对着主流道的特殊的冷料穴来把它截留住。下表列出了各种表面缺陷和去除它们的方法。在实践中，不同的缺陷可能同时出现，这使得对它们进行分析和去除更加困难。

制品的模垢

几乎所有的热塑性塑料都会发生这种问题。由于对制成品的要求增加, 对改性剂、阻燃剂等添加剂的加入量的要求也相应增加.这些添加剂经常会在模具的模腔表面产生模垢。☑ 还有一些其他原因可能使成型加工时产生模垢。一些最常见的原因有▶ 热降解

▶ 过度的剪切

▶ 排气不充分

这些模垢的产生通常是由不同因素综合作用引起的。应当找出故障,准确分析出模垢产生的原因和防治方法。问题是模垢通常在几天之后才出现。

☑ 沉积的类型每一类添加剂产生特定类型的模垢。阻燃剂能在高温下降解，降解产物可能会形成模垢。 抗冲击改性剂不但受高温度的影响,也受过度剪切的影响。在不利的条件下，改性剂可以从塑料中分离出来，在模腔表面形成模垢。

不良的保压

一些注塑厂在实践操作中，常从他们对无定形塑料的经验出发，采取较短的保压时间和较长的冷却时间，而且也常把这种方法用于POM（聚甲醛）、PA（尼龙）、PBT、PET（聚酯）等半结晶性塑料。本节讨论了调机员选择合适的保压时间时的一些关键因素。☑ 在保压状态下会发生什么？一旦模腔被填充，塑料分子就开始结晶，即分子链开始有序排列，形成较高的堆积密度。这一过程从外围开始，在壁的中心结束（见图）。和聚甲醛一样，这一过程引起的体积收缩可达到14％，需要在保压状态下再向腔体中注入熔体。如果，将形成一些小孔（微孔），这些小孔会在多方面对塑料制品的性质产生不利影响。

☑ 如何判断保压时间是否太短用这种方法制造的制品经常发生收缩、变形、凹痕、空隙，有时机械性能也会变差，甚至尺寸也可能会发生很大变化。操作人员有时会试图通过增加冷却时间来弥补，但这只会毫无意义地延长周期时间。

对未使用增强材料的制品，识别其保压时间不足的影响的一种方法是在壁最厚处切开。磨光后的切割面可用来检查空隙和气泡，这一操作可用放大镜或反射光显微镜来执行。一种更精确的方法是准备切片（见图片）。用这种方法，即使是最小的缺陷也能用显微镜检测到。



使用增强材料的制品的缺陷可很容易地通过壁最厚处的断面来进行检测。如果，断面上会出现一个类似气泡的结构，放大的断面显微照片上可以看到因未被塑料包裹而暴露在外部的纤维。另一种方法是准备抛光切片的显微照片，从中可明显检测到气泡。

有效的保压时间可通过在注塑机上对许多制品进行称重得到（详见描述）。对于给定模具，这是决定其在实际操作条件下的保压时间的最好方法。

最佳保压时间也可以通过比较法获得（见表）。这种方法只适用于给定壁厚的模具，它并未考虑到温度、成核添加剂或颜料、模具填充时间等其他因素的影响。壁厚小的模具的保压时间会短些，壁厚大的模具的保压时间则会长些。

☑ 正确的调校程序

为了使模件的一些性能达到最佳，保压时间应用称重法确定，而冷却时间应设置为所需的最小值（略高于塑化时间）。这要求必须准确地设计浇口位置（参见Plastverarbeiter 46[1995]6和7的第2部分和第3部分）。正确的压力值依所选材料的不同，在60MPa和100MPa间变化。



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