聚砜(PSU)的注塑加工

出境入境2024-03-25 11:16小乐

聚砜(PSU)的注塑加工

聚砜(PSU,又称PSF)是一种耐高温、高强度的热塑性工程塑料,具有较高的机械强度、电绝缘性能、热变形温度和一定的耐化学腐蚀性,特别是热老化、抗蠕变和尺寸稳定性。稳定性都不错。

典型应用范围:主要用于电子电气、食品日用品、汽车、航空、医疗及一般工业部门制作各种接触器、连接器、变压器绝缘件、晶闸管帽、绝缘套、线圈骨架、端子、印刷电路板、套管、盖子、电视系统零件、电容器片、电刷架、碱性电池盒、电线电缆涂层。

聚砜(PSU,又称PSF)还可用作防护罩组件、电动齿轮、电池盖、飞机内外部件、航天器外部防护罩、相机挡板、照明组件和传感器。替代玻璃和不锈钢来制造蒸汽盘、咖啡容器、微波炉、牛奶容器、挤奶机零件、饮料和食品分配器。

在健康和医疗设备方面,有手术托盘、喷雾器、加湿器、牙科器械、流量控制器、开槽机和实验室仪器。它们也可用于具有高粘合强度的牙科种植体;

还可用于化工设备(泵外罩、塔外防护层、耐酸喷嘴、管道、阀门容器)、食品加工设备、乳制品加工设备、环保感染控制设备等。

注塑工艺特点/条件:PSU为非晶态聚合物,无明显熔点,Tg为190,成型温度在280以上。产品是透明的。

PSU的成型特性与PC相似。熔体的流动特性接近牛顿流体,聚合物熔体的粘度对温度敏感。当熔体温度超过330时,每升高30熔体粘度可降低50%。

虽然PSU的熔体粘度对温度敏感,但在成型过程中其粘度仍然很高,流动性较差;此外,熔体冷却快,分子链刚性。因此,成型时产生的内应力难以消除。

显然,PSU分子结构中不存在亲水基团,吸水率较低。平衡吸水率为0.6%。但在成型过程中,微量水分的存在会因高温和强机械力而导致熔体降解。因此,注塑前必须进行干燥。

注射速率过高会导致PSU熔体中熔体破裂,限制充模速率,造成充模困难。

注塑要求:一般选用精密、耐磨的螺杆机筒组。要求如下:

加工PSU时,通常采用的螺杆类型为单头、全螺纹、等距、压缩比低,其长径比在1420之间;

由于PSU的熔体粘度较高,为了减轻螺杆旋转的负荷,要求注塑机具有低速调速装置,可在1545r/min之间进行无级调速;

为了满足PSU成型加工的要求,料筒温控装置应能在较高温度区域自由选择和调节,并具有稳定的工作性能,温度要求在400左右;

应采用加长喷嘴并配有加热、控温装置。喷嘴孔径大于5mm。由于熔体粘度高,不会发生浇铸。

产品及模具设计:PSU产品及模具设计时应注意以下几点:

PSU熔体的流动性较差,熔体流动长度与壁厚之比仅为80左右。因此PSU制品的壁厚不得小于1.5mm,大多数在2mm以上。 PSU产品对间隙比较敏感,因此应采用直角或锐角的圆弧过渡。

PSU的成型收缩率比较稳定,范围为0.4%0.8%,熔体流动方向与垂直方向的收缩率基本一致。拔模角应为50:1。

为了获得外观光滑、光亮的制品,要求模具型腔的表面粗糙度达到Ra 0.4以上。为了有利于熔体流动,要求模具的主流道短而粗,直径至少为制品厚度的1/2,坡度为35。流道的横截面优选为弧形或梯形。避免曲线的存在。

浇口形式可根据产品确定。但尺寸应尽可能大,浇口的直线部分应尽可能短,其长度可控制在0.51.0mm之间。进料口位置应设置在厚壁处。

主流道末端设置足够的冷料孔。由于PSU制品尤其是薄壁制品在成型时需要较高的注射压力和较快的注射速度,因此必须安装良好的排气孔或凹槽,以便使模具橡胶中的空气及时排出。这些通风口或凹槽的深度应控制在0.08mm以下。

模具温度的设定应有利于提高PSU熔体在充膜时的流动性。模具温度可高达140以上(至少120以上)。干燥工艺参数:热风循环干燥:120~140,4~6h,料层厚度20mm;负压沸腾干燥:130,0.5~1.0h。

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注塑工艺参数:料筒温度

提高料筒温度有利于降低熔体粘度,但过高的料筒温度不仅会降低许多性能(如冲击强度),还会导致塑料变色、分解。

通常PSU熔体在400左右就会分解,但在实际注塑中,当料筒温度达到320以上时就会发生分解。当温度超过360时,分解明显。

影响PSU料筒温度设定的因素有很多,但主要因素是熔体粘度和制品壁厚。当壁厚低于5mm时,料筒温度可以较高,达到300以上。某些等级的PSU塑料可以达到320C以上,特殊等级的PSU塑料可以达到350C以上。当产品壁厚在5mm以上时,温度可控制在280300之间。

注射压力

尽管PSU熔体粘度对剪切速率敏感,但由于PSU熔体的流动性能较差,必须使用较高的注射压力。

较高的注射压力可以提高制品的密度,降低成型收缩率,但对模具提出了较高的要求。一般选择100MPa以上,有时可达140MPa。

注射速度

一般情况下,注射速率的增加有利于熔体填充。但对于PSU来说,由于冷却速度较快,如果注射速度控制不当,也会出现熔体破裂的情况。因此,除制品厚度在2mm左右,材料填充较困难,要求较高的填充速率外,一般宜采用小而低的注射速率。

螺杆转速

由于PSU的熔体粘度较高,要求螺杆转速稍低,一般为1545r/min。

模具温度

由于PSU的Tg高达190,因此可以使用较高的模具温度,但最高温度不超过160。模具温度的选择通常取决于产品的厚度。当制品壁厚为2~5mm时,模具温度可控制在10~120之间。当壁厚超过5mm或小于2mm时,模具温度可高达140~150。

成型周期

PSU在正常加工温度下具有良好的热稳定性。料筒可在320的温度下长时间停留在料筒内。因此,成型周期的设定只是从生产效率的角度考虑。

注意事项:PSU成型温度较高,注塑前必须清洗料筒。

PSU产品不应含有金属嵌件。由于热膨胀系数的差异,刀片周围容易出现应力集中问题。使用尽可能少的嵌件,或在成型过程中预热嵌件。一般预热至200。

PSU为非晶态聚合物,产品透明。因此,成型时应尽量少用或尽量少用脱模剂;

产品后处理

由于PSU分子链刚性较大,产品内应力较大,因此需要对其进行退火处理。热处理的一般原则:在热风循环风箱内,温度低于其Tg 1020,时间为24小时。

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