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东莞市炬辉橡塑科技有限公司
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这种强力的化学键合,包括分子或分子链段的互溶、渗透、穿透、分子缠绕。实现热塑性弹性体材料TPE/硬塑的分子链段层面的键合,关键也就是要做到以下三点:(1)TPE材质与硬塑的极性相近(否则在熔体状态下无法互溶、渗透、穿透);(2)TPE材质的表面张力小于硬塑的表面张力(否则TPE熔体在硬塑镶件表面会无法铺敷开);关于表面张力,想想水银在玻璃表面自行缩成一团,而水珠在玻璃表面能铺展开,就很容易理解;(3)TPE熔体在模具型腔内沿硬塑表面流动时,冷却过程释放热量,能快速、有效融化硬塑表层形成可互穿的一个薄层。
包覆不住的原因肯定原因就是热塑性弹性体材料TPE材料配方不行,所以很多时候我们要从注塑的工艺来深入分析包覆不住的原因。1、双色注塑优于两步注塑的效果,简单来说就是,硬塑步被注塑出来时还是热的,马上进入2K注塑机的*二型腔,中间转移过程也没吸潮,既容易被高温TPE熔体在表面烧蚀出**薄层,也没有水汽在表面被吸附的影响。2、在TPE材质的加工允许范围内,尽可能选用更高的料筒(熔体)温度,否则热塑性弹性体材料TPE容易怎么有足够的热量烧蚀硬塑材质表面。
3、包胶第二步时,硬塑作为镶件的模腔尽可能采用高模温。硬塑温度高,TPE高温熔体冷却的就慢,有足够热量、足够时间烧蚀硬塑形成互溶**薄层。4、包胶第二步时,在不产生TPE飞边的前提下,尽可能采用高射速将TPE熔体射出。射速高,TPE在硬塑表面铺展时间短,在成型周期内有更长时间烧蚀硬塑表面;射速高,TPE与硬塑表面的摩擦导致摩擦生热,TPE熔体温度冷却也减慢,更长时间用于接触和烧蚀硬塑表面;射速高,大多数TPE(TPU除外,TPU熔体粘度对温度的敏感性更强)熔体粘度发生剪切变稀,表面张力下降,利于在硬塑表面铺展。
5、要避免硬塑表面的吸湿或玷污,特别是在两步注塑时,硬塑中间经过停发、转移过程,这一点更容易发生。极性硬塑如PC,PBT,PET,POM特别是强极性硬塑如尼龙6、尼龙66,表面吸湿导致形成与吸附的水分子行程键,TPE材料无法有效与硬塑表层分子间形成分子间键合,自然包胶的键合力降低。硬塑部件表面玷污,比如车间工人手套不洁净或手套棉纤维粘附到极性硬塑部件表面,自然影响TPE材料熔体的包胶;包覆极性硬塑的TPE材料,肯定也是极性的配方,不注意防潮,同样影响包胶的接合效果。
近日,有客户咨询反应热塑性弹性体材料TPE包ABS/PC合金,存在包胶不紧,和使用后热塑性弹性体材料TPE和ABS/PC之间脱离开裂等现象。我们从材料和工艺方面来分析分析。在热塑性弹性体领域的包胶,是一种特殊的包覆成型,包覆成型可以是塑包塑,也可以软胶包塑,也可以软胶包软胶。包覆成型方式1、双色注塑种为双组份成型或者叫做双色注塑的,即在双色注塑机上实现,将一种材质注塑成制品,然后在双色机上靠模具翻转跳转到另外一个注塑料筒对应的模具型腔中,该部件做作为镶件,在上面注射上另一材质形成一体化双材质的制品。
注塑机是双料筒、双模具型腔,注塑过程是两种材质的制品同时生产,只是一个型腔的制品会作为镶件进入下一个型腔而已。2、两步注塑另外一种是两步注塑,在一台注塑机上将一种材质的部件成型,该部件作为镶件放到另外一部模具里,再注射上*二种材质。实现包覆成型的方法实现包覆成型(包括包胶)的方法可以有物理卡扣的方法和化学方法。前者比如靠卡扣设计、表面辊花、表面攻螺纹,然后包覆上*二种材质实现包覆成型(包胶)。纯靠这种方法实现材质贴合的特点是,物理连接部位有较强的附着力,而物理连接部位之外的部位则几乎没有多少附着力。
化学方法则是靠两种材质间的分子亲和力、化学键的键合力,将两种材质键合在一起,形成单一部件、两种乃至多种。虽然在实际应用中物理卡扣和化学键合的方法常常一起使用,但很明显,实现双材质间的化学键合是更为牢靠、设计自由度更大的**方法。这种强力的化学键合,包括分子或分子链段的互溶、渗透、穿透、分子缠绕。实现热塑性弹性体材料TPE/硬塑的分子链段层面的键合,关键也就是要做到以下三点:(1)TPE材质与硬塑的极性相近(否则在熔体状态下无法互溶、渗透、穿透);(2)TPE材质的表面张力小于硬塑的表面张力(否则TPE熔体在硬塑镶件表面会无法铺敷开);关于表面张力,想想水银在玻璃表面自行缩成一团,而水珠在玻璃表面能铺展开,就很容易理解;(3)TPE熔体在模具型腔内沿硬塑表面流动时,冷却过程释放热量,能快速、有效融化硬塑表层形成可互穿的一个薄层。
包覆不住的原因肯定原因就是热塑性弹性体材料TPE材料配方不行,所以很多时候我们要从注塑的工艺来深入分析包覆不住的原因。1、双色注塑优于两步注塑的效果,简单来说就是,硬塑步被注塑出来时还是热的,马上进入2K注塑机的*二型腔,中间转移过程也没吸潮,既容易被高温TPE熔体在表面烧蚀出**薄层,也没有水汽在表面被吸附的影响。2、在TPE材质的加工允许范围内,尽可能选用更高的料筒(熔体)温度,否则热塑性弹性体材料TPE容易怎么有足够的热量烧蚀硬塑材质表面。
2、嵌段比(1)概念:聚合物分子链中,软段与硬段的质量比。(2)影响方式:同分子量时软段比例高弹性好,这个比分子量影响要大。3、结构(1)概念:SEBS分子链聚合时分子链的组合方式。(2)影响方式:线型结构比星型结构弹性好。4、溶解度参数(1)概念:某一组分或介质在体系中保持稳定分散的*大的质量数。(2)影响方式:溶解度参数差值越大越容易相分离,相分离越完整越清晰弹性越好,如SEPS>SEBS>SBS。
tpu等注塑成型的制品易出现乱流纹、喷射痕乱流纹(流痕)指以浇口为中心出现的不规则流线,喷射痕(条纹)指在制品的浇口附近出现的如蚯蚓状的流线。(1)材料流动性差,流速过慢tpu注塑缺陷问题解决方案:应该选用流动性好的塑料或在料中加入润滑剂以增加流动性。(2)熔体温度太低,模具表面太冷都会导致物料流动性差,tpu注塑缺陷问题解决方案:应该提高料筒温度或模具温度,或节制冷却剂通过模具,缩短整个模塑周期,改善物料流动性。
(3)浇口尺寸过小而注射速度过快或喷嘴与模口R值不一致时,熔体细射流射入模腔,细射流经过一段时间表面已经冷却,再与后续熔体熔合时出现此缺陷tpu注塑缺陷问题解决方案:应该降低注射速度,加大浇口尺寸,使喷嘴与模口R值一致(4)浇口位置设计不合理也容易出现此缺陷tpu注塑缺陷问题解决方案:应该改变浇口位置(5)冷料不及时排出使物料流动受阻,也容易使制品表面出现此类缺陷tpu注塑缺陷问题解决方案:应该加大冷料井尺寸。
TPU塑件保留于模具中,难以脱出分析及解决方案。(1)在包装和运输的过程中混入杂质;或原料的粒径过大,或分布不均TPU注塑缺陷问题解决方案:对原材料进行严格净化、筛选。(2)注射压力、保压压力过高。注射压力、保压压力影响充模效果和制品质量,注射压力、保压压力过高会有溢料现象而出现粘模TPU注塑缺陷问题解决方案:若注射压力、保压压力过高,则降低过高的注射压力、保压压力,适当减少注射时间、保压时间。(3)收缩粘模。
制品的表面较光滑,容易粘附在高度抛光的模具上,特别是深模的模芯TPU注塑缺陷问题解决方案:若为收缩粘模,则可以:①降低机筒温度,缩短冷却时间,趁热**出;②从模芯处吹气,消除制品与模芯之间的真空;③喷脱模剂到模具上;④在原料中加入0.1~0.2%的硬脂酸锌起润滑作用;⑤必要时,修改模具,增加脱模斜度。在模具设计时脱模斜度应取较大值,一般大于3°。TPR/TPE注塑成型的制品易出现气泡原因分析(1)熔胶时裹入空气。
压力太小或时间太短,注塑过程中裹入的空气未能充分排出,致使制品产生气泡。TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:若熔胶时裹入空气,则适当增加背压、注射压力、保压压力、保压时间。(2)胶料含有水分。TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:适当调整制品配方,加入稳定剂;对物料进行干燥除去低分子物质(3)模具设计不合理,如浇口位置不正确或浇口截面太小,主流道和分流道长而窄等,都可能引起气泡的产生TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:合理设计模具的结构(包括流道结构、浇口结构等)(4)工艺条件:成型温度过高;成型周期过长。
TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:适当降低成型温度;缩短成型周期。TPR/TPE等注塑成型的制品易出现收缩凹陷指产品壁厚不均匀引起表面收缩不均匀从而引起的缺陷(1)材料收缩率偏大TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该选收缩率较小的材料。(2)材料流动性不好,不能及时补上因为收缩而缺的料TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该选用流动性较好的材料。(3)材料吸湿性太大,干燥得不好,熔化后产生的气体形成阻隔使熔体流不能与模具表面全部接触而出现缩痕TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该预热物料,使用料斗干燥器。
(4)模具浇注系统设计不合理,如:浇口位置设计不当,流道、浇口尺寸太小,过早冻结,无法完成保压补料过程,会使制品表面出现凹陷与缩痕TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:改善浇口设计,把浇口位置设计在对称处,进料口设计在塑件厚壁部位;适当扩大浇口与流道尺寸,加大压力传递,使熔体流动无阻。(5)模具排气不足引起空气截留,使前端料流无法完成补料过程,造成制品表面凹陷与缩痕TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:A.把模槽排气口设在*后充模处;B.把浇口设在塑件壁厚处,以获得*佳充模。
(6)成型工艺方面:由于模腔中的有效压力过低,使产生物料热收缩,造成制品表面出现凹陷与缩痕,TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:A.提高注射压力,增大保压压力;B.提高注射速度;C.维持*小的供料垫;D.外用润滑剂用于颗粒;E.喷嘴与模口R值一致。(7)制品脱模时太热,造成表面缩痕的产生TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:A.降低熔体和模具温度;B.增加模具冷却时间;C.注塑后将制品立即放在热水中(37.5℃~43℃)缓慢冷却。
(8)注射和保压时间不够,制品因收缩而需要补入的料量不够,使表面出现凹陷与缩痕TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该延长注射和保压时间,保证有足够的时间用来补料以补偿熔体的收缩。(9)制品设计不合理,壁厚相差悬殊,薄壁处料已经冻结,而厚壁处温度较高,已不受模具限制产生变形。TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:制品设计时应该尽量采用等壁厚;设计加强筋时,要防止由于筋造成的壁厚不均,一般筋厚是壁厚的50%,筋的拐角处应壁厚均匀。
当凹陷与缩痕不可避免时,可在制品表面设计成花纹以掩盖缺陷。TPR/TPE等注塑成型的制品易出现翘曲变形翘曲变形指制品出现两头翘起的现象。通常结晶型聚合物的翘曲要比非结晶型大,是因为流动方向取向大分子的数量比垂直于流动方向取向的分子数量要多,于是垂直于流动方向因松弛而产生的收缩比流动方向的要小,这种收缩不一导致内应力不均,这是发生这些现象的发生主要是由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大,使制件各向收缩率不同而翘曲,但由于注射充模时不可避免地在制件内部残留有较大的内应力而引起翘曲。
所以从根本上说,塑件与模具的结构设计决定了制件的翘曲倾向。通过改变注射工艺条件来控制这种现象是不太可靠的,*终解决问题必须从模具设计和改良着手(1)充模速度过慢,取向作用大,易引起翘曲,TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该快速充模,使熔体热传递时间缩短,用充分的物料补偿热收缩(2)注射压力过小,注射和保压时间过短也易引起翘曲TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:提高注射压力、延长注射和保压时间能使翘曲减至*小(3)材料分子量分布过宽,材料收缩率各向异性大易引起制品翘曲,TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应选用收缩率各向异性小、分子量分布窄的材料。
(4)制品过厚或厚薄相差悬殊引起收缩率差异,从而引起翘曲,TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该从设计上加以改进,避免制品过厚或厚薄相差悬殊,如加些加强筋等。(5)模具冷却不均匀使制品取向和结晶度产生差异引起内应力不均匀,导致翘曲,TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该改善模具冷却系统设计,保证冷却部位温度控制均匀(6)脱模力作用不均匀,脱模**出面积不当会引起制品翘曲,TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该改善模具的脱模系统,保证制品各处脱模时受力均匀。
(7)浇口开设位置不合理,如在薄的断面处开浇口会造成较高的内应力而引起翘曲TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该把浇口开设在厚断面处,这样有利于物料完全充满模腔。(8)浇口尺寸过小不能使物料在浇口封闭前填实模腔,容易引起翘曲,TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该加大浇口尺寸(9)料筒温度过高,冷却时间过短,模具表面温度过高,使脱模时制品太热,产生热收缩,易引起翘曲变形TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该降低料筒温度,降低模具温度,增加冷却时间,或者制品脱模后立即插入防缩模中,或立即放入37.5℃~43℃热水中缓慢冷却。
TPR/TPE等注塑成型的制品易出现填充不足填充不足指料流末端出现不完整现象或一模多腔中一部分填充不满(1)材料流动性不好,料流不能充满整个型腔,TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该选用流动性较好的塑料。(2)模具排气不良使空气或塑料降解时产生的气体无法排出,致使型腔末端压力过高,料流无法充满型腔TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:对策是在熔体*后充模处开设排气槽。(3)模具浇注系统设计不合理,如:浇口位置不合理,浇口尺寸、流道尺寸过小,使熔体流动不畅,都会造成料流不能充满型腔。
TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:对策是改善模具流道及浇口设计,扩大浇口及流道尺寸。(4)料流前锋冷却的料阻塞浇口、流道和注料口,致使制品填充不足,TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:这时应该扩大冷料井尺寸。(5)喷嘴与模口R值不一致,使熔体有效量及有效压力下降,造成填充不足,TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:应该保证喷嘴与模口R值一致。(6)加料量过大使熔体有效压力下降,料流无法充满型腔TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:减少供料,可采用供料节流栓方法控制滑润颗粒料的**供料(7)成型工艺方面,熔体温度、模具温度、注射保压压力、注射速度这些工艺参数数值过低,均会造成充模长度缩短,使型腔充填不足TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:适当提高这些参数数值。
(8)喷嘴温度太低,使熔体射入模腔时温度降低,从而造成充模长度缩短TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:开模时应使喷嘴与模具分离,减少模具温度对喷嘴的影响,使喷嘴温度保持在工艺规定范围内。(9)注射行程过短,无法满足产品对注射量的要求,造成供料不足TPR/TPE注塑缺陷问题解决方案:此时应该调整注射行程,并检