1. Tốc độ co ngót
Hình thức và cách tính độ co ngót của khuôn nhựa nhiệt dẻo như đã nêu ở trên. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ co ngót của nhựa nhiệt dẻo như sau:
1. Các loại nhựa Trong quá trình đúc nhựa nhiệt dẻo, do các yếu tố như thay đổi thể tích do kết tinh, ứng suất bên trong mạnh, ứng suất dư lớn bị đóng băng trong các bộ phận nhựa, định hướng phân tử mạnh, v.v. nên tốc độ co ngót thấp hơn mức đó của nhựa nhiệt rắn. Phạm vi co ngót lớn hơn, rộng hơn, định hướng rõ ràng và sau khi đúc.
2. Đặc điểm của các bộ phận bằng nhựa Khi đúc, vật liệu nóng chảy tiếp xúc với bề mặt của khoang và lớp ngoài ngay lập tức được làm lạnh để tạo thành lớp vỏ rắn có mật độ thấp. Do tính dẫn nhiệt của nhựa kém nên lớp bên trong của phần nhựa nguội dần tạo thành lớp rắn có mật độ cao co lại rất nhiều. Vì vậy, những loại có thành dày, làm lạnh chậm, lớp mật độ cao dày sẽ co lại nhiều hơn. Ngoài ra, sự hiện diện hay vắng mặt của các hạt dao cũng như cách bố trí và số lượng hạt dao ảnh hưởng trực tiếp đến hướng dòng vật liệu, sự phân bố mật độ và khả năng chống co ngót. Do đó, đặc tính của các bộ phận bằng nhựa có tác động lớn hơn đến kích thước co ngót và tính định hướng.
3. Các yếu tố như hình dạng, kích thước và sự phân bố của đầu vào nguyên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến hướng dòng nguyên liệu, phân bổ mật độ, hiệu ứng duy trì áp suất và cấp liệu cũng như thời gian đúc. Cửa nạp liệu trực tiếp và cửa nạp liệu có tiết diện lớn (đặc biệt là những cửa có tiết diện dày hơn) có độ co nhỏ hơn nhưng có tính định hướng lớn hơn, trong khi cửa nạp liệu có chiều dài rộng hơn và ngắn hơn có độ định hướng ít hơn. Những phần gần đầu vào nguyên liệu hoặc song song với hướng dòng nguyên liệu sẽ co lại nhiều hơn.
4. Điều kiện đúc: Nhiệt độ khuôn cao, vật liệu nóng chảy nguội dần, mật độ cao và co lại rất nhiều. Đặc biệt đối với vật liệu kết tinh, độ co ngót lớn hơn do độ kết tinh cao và thay đổi thể tích lớn. Sự phân bố nhiệt độ khuôn cũng liên quan đến độ đồng đều về mật độ và làm mát bên trong và bên ngoài của bộ phận nhựa, ảnh hưởng trực tiếp đến độ co ngót và tính định hướng của từng bộ phận. Ngoài ra, áp suất giữ và thời gian cũng ảnh hưởng lớn hơn đến độ co ngót. Nếu áp suất cao và thời gian dài thì độ co ngót sẽ nhỏ nhưng có tính định hướng.
Áp suất ép phun cao, chênh lệch độ nhớt của vật liệu nóng chảy nhỏ, ứng suất cắt giữa các lớp nhỏ và độ đàn hồi sau khi tháo khuôn lớn, do đó độ co ngót có thể được giảm một cách thích hợp. Nhiệt độ vật liệu cao, độ co ngót lớn, nhưng độ định hướng nhỏ. Do đó, việc điều chỉnh các yếu tố khác nhau như nhiệt độ khuôn, áp suất, tốc độ phun và thời gian làm mát trong quá trình đúc cũng có thể thay đổi độ co ngót của bộ phận nhựa một cách thích hợp.
Khi thiết kế khuôn, dựa trên phạm vi co ngót của các loại nhựa khác nhau, độ dày và hình dạng thành của bộ phận nhựa, kích thước và phân bố của đầu vào cấp liệu, tốc độ co ngót của từng bộ phận của bộ phận nhựa được xác định dựa trên kinh nghiệm và sau đó kích thước khoang được tính toán. Đối với các bộ phận bằng nhựa có độ chính xác cao và khi khó kiểm soát tốc độ co ngót, các phương pháp sau thường phù hợp:
Khuôn thiết kế:
①Đặt tốc độ co rút nhỏ hơn cho đường kính ngoài của bộ phận nhựa và tốc độ co rút lớn hơn cho đường kính trong để chừa chỗ cho việc hiệu chỉnh sau khi kiểm tra khuôn.
② Thử khuôn để xác định hình dạng, kích thước và điều kiện đúc của hệ thống rót.
③ Sự thay đổi kích thước của các bộ phận nhựa cần xử lý sau phải được xác định sau khi xử lý sau (việc đo phải được thực hiện 24 giờ sau khi tháo khuôn).
④Sửa khuôn theo tình trạng co ngót thực tế.
⑤Thử lại khuôn và thay đổi các điều kiện xử lý một cách thích hợp để điều chỉnh một chút giá trị độ co để đáp ứng yêu cầu của bộ phận nhựa. hình ảnh
2. Thanh khoản
Thanh khoản được chia thành ba loại:
①Tính lưu động tốt: PA, PE, PS, PP, CA, poly(4)methylpentene;
②Nhựa polystyrene có độ lưu động trung bình (như ABS, AS), PMMA, POM, polyphenylene ether;
③PC có tính lưu động kém, PVC cứng, polyphenylene ether, polysulfone, polyarylsulfone, fluoroplastics.
1. Tính lưu động của nhựa nhiệt dẻo nói chung có thể được phân tích từ một loạt các chỉ số như trọng lượng phân tử, chỉ số nóng chảy, chiều dài dòng chảy xoắn ốc Archimedean, độ nhớt biểu kiến và tỷ lệ dòng chảy (chiều dài dòng chảy/độ dày thành phần nhựa).
Trọng lượng phân tử nhỏ, phân bố trọng lượng phân tử rộng, cấu trúc phân tử kém đều đặn, chỉ số nóng chảy cao, chiều dài dòng xoắn ốc dài, độ nhớt biểu kiến nhỏ và tỷ lệ dòng chảy lớn có tính lưu động tốt. Đối với những loại nhựa có cùng tên sản phẩm, bạn phải kiểm tra hướng dẫn để xác định độ lỏng có phù hợp hay không. Đối với ép phun.
2. Tính lưu động của các loại nhựa khác nhau cũng thay đổi do các yếu tố đúc khác nhau. Các yếu tố ảnh hưởng chính như sau:
① Nhiệt độ Nhiệt độ vật liệu càng cao thì tính lưu động càng lớn, nhưng các loại nhựa khác nhau cũng có sự khác biệt, PS (đặc biệt là khả năng chống va đập và giá trị MFR cao), PP, PA, PMMA, polystyrene biến tính (như ABS, AS) Tính lưu động của các loại nhựa như PC và CA thay đổi rất nhiều theo nhiệt độ. Đối với PE và POM, việc tăng giảm nhiệt độ ít ảnh hưởng đến tính lưu động của chúng. Vì vậy, trước đây nên điều chỉnh nhiệt độ để kiểm soát tính lưu loát trong quá trình đúc.
② Khi áp suất ép phun áp lực tăng lên, vật liệu nóng chảy sẽ chịu lực cắt lớn hơn và tính lưu động cũng sẽ tăng lên. Đặc biệt PE và POM nhạy hơn nên áp suất ép phun phải được điều chỉnh trong quá trình đúc để kiểm soát tính lưu động.
③Hình dạng, kích thước, cách bố trí của hệ thống đổ cấu trúc khuôn, thiết kế hệ thống làm mát, khả năng chống dòng vật liệu nóng chảy (như độ hoàn thiện bề mặt, độ dày phần kênh cấp liệu, hình dạng khoang, hệ thống xả) và các yếu tố khác ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy của vật liệu nóng chảy trong khoang Tính lưu động thực tế trong tan chảy sẽ giảm nếu nhiệt độ của vật liệu nóng chảy giảm xuống và khả năng chống chảy lỏng tăng lên.
Khi thiết kế khuôn, cần lựa chọn cấu trúc hợp lý dựa trên tính lưu động của nhựa được sử dụng. Trong quá trình đúc, các yếu tố như nhiệt độ vật liệu, nhiệt độ khuôn, áp suất phun và tốc độ phun cũng có thể được kiểm soát để điều chỉnh tình trạng đổ đầy phù hợp nhằm đáp ứng nhu cầu đúc.
3. Kết tinh
Nhựa nhiệt dẻo có thể được chia thành hai loại: nhựa kết tinh và nhựa vô định hình (còn gọi là vô định hình) theo đặc tính là chúng không kết tinh khi ngưng tụ.
Cái gọi là hiện tượng kết tinh là khi nhựa chuyển từ trạng thái nóng chảy sang trạng thái ngưng tụ, các phân tử chuyển động độc lập và hoàn toàn mất trật tự, các phân tử ngừng chuyển động tự do và lắng xuống một vị trí hơi cố định, đồng thời có xu hướng kết tinh. các phân tử được sắp xếp thành một mô hình thông thường. hiện tượng.
Tiêu chuẩn bề ngoài để phân biệt hai loại nhựa này phụ thuộc vào độ trong suốt của các bộ phận nhựa có thành dày. Nói chung, vật liệu tinh thể mờ đục hoặc mờ (như POM, v.v.) và vật liệu vô định hình trong suốt (chẳng hạn như PMMA, v.v.).
Tuy nhiên, vẫn có những ngoại lệ. Ví dụ, poly(4)methylpentene là một loại nhựa kết tinh nhưng có độ trong suốt cao, còn ABS là vật liệu vô định hình nhưng không trong suốt.
Khi thiết kế khuôn mẫu và lựa chọn máy ép phun, cần chú ý đến các yêu cầu và biện pháp phòng ngừa sau đối với nhựa tinh thể:
① Cần nhiều nhiệt để nâng nhiệt độ vật liệu lên nhiệt độ đúc nên cần sử dụng thiết bị có công suất hóa dẻo lớn.
② Một lượng nhiệt lớn được giải phóng trong quá trình làm mát và phục hồi nên phải được làm mát hoàn toàn.
③Sự khác biệt về trọng lượng riêng giữa trạng thái nóng chảy và trạng thái rắn là lớn, dẫn đến độ co ngót của khuôn lớn và dễ bị co ngót và lỗ chân lông.
④Làm mát nhanh, độ kết tinh thấp, độ co nhỏ và độ trong suốt cao. Mức độ kết tinh có liên quan đến độ dày thành của phần nhựa. Độ dày thành có nghĩa là làm mát chậm hơn, độ kết tinh cao hơn, độ co ngót lớn hơn và tính chất vật lý tốt hơn. Vì vậy, nhiệt độ khuôn của vật liệu tinh thể phải được kiểm soát theo yêu cầu.
⑤ Tính dị hướng đáng kể và ứng suất bên trong lớn. Các phân tử không kết tinh sau khi tháo khuôn có xu hướng tiếp tục kết tinh, ở trạng thái mất cân bằng năng lượng và dễ bị biến dạng, cong vênh.
⑥Phạm vi nhiệt độ kết tinh hẹp, vật liệu chưa tan chảy dễ dàng được bơm vào khuôn hoặc cổng cấp liệu bị chặn.
4. Nhựa nhạy nhiệt và nhựa dễ thủy phân
1. Độ nhạy nhiệt có nghĩa là một số loại nhựa nhạy cảm hơn với nhiệt. Khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài hoặc tiết diện của khe cấp liệu quá nhỏ hoặc hiệu ứng cắt lớn, nhiệt độ của vật liệu tăng lên và dễ bị đổi màu, xuống cấp và phân hủy. Xu hướng này Các loại nhựa có tính chất đặc biệt được gọi là nhựa nhạy nhiệt.
Chẳng hạn như PVC cứng, polyvinylidene clorua, chất đồng trùng hợp vinyl axetat, POM, polychlorotrifluoroethylene, v.v. Khi nhựa nhạy nhiệt phân hủy, chúng tạo ra monome, khí, chất rắn và các sản phẩm phụ khác. Đặc biệt, một số khí phân hủy có tính kích thích, ăn mòn hoặc độc hại đối với cơ thể con người, thiết bị và nấm mốc.
Vì vậy, cần chú ý đến việc thiết kế khuôn, lựa chọn máy ép phun và đúc khuôn. Nên chọn máy ép phun trục vít. Mặt cắt ngang của hệ thống rót phải lớn. Khuôn và thùng phải được mạ crom. Không nên có vật liệu trễ góc. Nhiệt độ đúc và hàm lượng nhựa phải được kiểm soát chặt chẽ. Thêm chất ổn định để làm suy yếu các đặc tính nhạy cảm với nhiệt của nó.
2. Ngay cả khi một số loại nhựa (chẳng hạn như PC) chứa một lượng nhỏ hơi ẩm, chúng sẽ bị phân hủy dưới nhiệt độ cao và áp suất cao. Đặc tính này được gọi là khả năng thủy phân, và nó phải được làm nóng và sấy khô trước.
5. Nứt ứng suất và gãy xương nóng chảy
1. Một số loại nhựa rất nhạy cảm với ứng suất. Chúng dễ bị căng thẳng bên trong trong quá trình đúc và dễ gãy và dễ nứt. Các chi tiết nhựa sẽ bị nứt dưới tác dụng của ngoại lực hoặc dung môi.
Vì lý do này, ngoài việc bổ sung các chất phụ gia vào nguyên liệu thô để cải thiện khả năng chống nứt, cần chú ý sấy khô nguyên liệu và lựa chọn điều kiện đúc hợp lý để giảm ứng suất bên trong và tăng khả năng chống nứt. Nên chọn hình dạng bộ phận bằng nhựa hợp lý, không nên lắp đặt các miếng đệm và các biện pháp khác để giảm thiểu sự tập trung ứng suất.
Khi thiết kế khuôn, cần tăng độ dốc tháo khuôn, chọn cơ chế nạp và đẩy nguyên liệu hợp lý, đồng thời điều chỉnh nhiệt độ vật liệu, nhiệt độ khuôn, áp suất phun và thời gian làm mát trong quá trình đúc để tránh bị tháo khuôn khi phần nhựa bị hỏng. quá lạnh và giòn. , sau khi đúc, các bộ phận bằng nhựa phải được xử lý sau để cải thiện khả năng chống nứt, loại bỏ ứng suất bên trong và cấm tiếp xúc với dung môi.
2. Khi polyme nóng chảy với tốc độ dòng chảy nhất định vượt quá một giá trị nhất định khi đi qua lỗ vòi phun ở nhiệt độ không đổi, các vết nứt ngang rõ ràng sẽ xảy ra trên bề mặt nóng chảy, được gọi là vỡ tan chảy, sẽ làm hỏng hình thức và vật lý tính chất của chi tiết nhựa.
Do đó, khi lựa chọn các polyme có tốc độ dòng chảy nóng chảy cao, nên tăng tiết diện của vòi phun, đường dẫn và đầu vào cấp liệu, giảm tốc độ phun và tăng nhiệt độ vật liệu.
6. Hiệu suất nhiệt và tốc độ làm mát
1. Các loại nhựa khác nhau có các tính chất nhiệt khác nhau như nhiệt dung riêng, độ dẫn nhiệt và nhiệt độ biến dạng nhiệt. Vật liệu hóa dẻo có nhiệt dung riêng cao đòi hỏi nhiều nhiệt nên nên chọn máy ép phun có công suất hóa dẻo lớn. Nhựa có nhiệt độ biến dạng nhiệt cao có thể có thời gian làm mát ngắn và tháo khuôn sớm, nhưng phải ngăn ngừa biến dạng làm mát sau khi tháo khuôn.
Nhựa có độ dẫn nhiệt thấp có tốc độ làm mát chậm (chẳng hạn như polyme ion, v.v., có tốc độ làm mát cực kỳ chậm), do đó chúng phải được làm mát hoàn toàn và phải tăng cường hiệu quả làm mát khuôn. Khuôn chạy nóng thích hợp cho nhựa có nhiệt dung riêng thấp và độ dẫn nhiệt cao. Nhựa có nhiệt dung riêng cao, độ dẫn nhiệt thấp, nhiệt độ biến dạng nhiệt thấp và tốc độ làm nguội chậm không có lợi cho việc đúc tốc độ cao. Phải chọn một máy ép phun thích hợp và phải tăng cường làm mát khuôn.
2. Các loại nhựa khác nhau yêu cầu tốc độ làm mát thích hợp tùy theo đặc điểm loại và hình dạng của các bộ phận bằng nhựa. Vì vậy, khuôn phải được trang bị hệ thống gia nhiệt và làm mát theo yêu cầu của khuôn để duy trì nhiệt độ khuôn nhất định. Khi nhiệt độ vật liệu làm tăng nhiệt độ khuôn, cần làm mát nó để tránh biến dạng phần nhựa sau khi tháo khuôn, rút ngắn chu trình đúc và giảm độ kết tinh.
Khi nhiệt thải của nhựa không đủ để giữ khuôn ở nhiệt độ nhất định, khuôn cần được trang bị hệ thống gia nhiệt để giữ khuôn ở nhiệt độ nhất định nhằm kiểm soát tốc độ làm mát, đảm bảo tính lưu động, cải thiện điều kiện làm đầy hoặc kiểm soát phần nhựa nguội chậm. Ngăn chặn sự làm mát không đồng đều của các bộ phận nhựa có thành dày bên trong và bên ngoài và tăng độ kết tinh, v.v.
Đối với những loại có tính lưu động tốt, diện tích đúc lớn và nhiệt độ vật liệu không đồng đều, có thể cần sử dụng luân phiên hệ thống sưởi hoặc làm mát hoặc có thể sử dụng cả hệ thống sưởi và làm mát cục bộ tùy thuộc vào điều kiện đúc của các bộ phận bằng nhựa. Với mục đích này, khuôn phải được trang bị hệ thống làm mát hoặc sưởi ấm tương ứng.
7. Độ hút ẩm
Bởi vì có nhiều chất phụ gia khác nhau trong nhựa nên chúng có mức độ ái lực với độ ẩm khác nhau. Vì vậy, nhựa có thể được chia đại khái thành hai loại: loại hút ẩm, loại bám ẩm và loại không hút nước và không dễ bám ẩm. Độ ẩm trong nguyên liệu phải được kiểm soát trong phạm vi cho phép. Nếu không, nước sẽ chuyển thành khí hoặc thủy phân dưới nhiệt độ cao và áp suất cao, khiến nhựa sủi bọt, giảm tính lưu động, bề ngoài và tính chất cơ học kém.
Vì vậy, nhựa hút ẩm phải được gia nhiệt trước bằng phương pháp gia nhiệt phù hợp và thông số kỹ thuật theo yêu cầu để ngăn chặn sự tái hấp thu độ ẩm trong quá trình sử dụng.
