POM聚甲醛的加工工藝
1.1.1.1 工藝特征
1、熔點明顯
聚甲醛是一種無分枝、高密度、高結(jié)晶性和聚合物,具有明顯的熔點,當溫度未達到熔點以上,長期受熱樹脂也不會熔融。
1.1.1.2 結(jié)晶度高,體積收縮大
聚甲醛的結(jié)晶度高達80%~90%,是熱塑性中結(jié)晶最高,這在成型中不僅對樹脂的熔融有較大的影響,需要吸收大量熱量,而且對制品的成型有較大的影響。當熔體由熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)時,其體積收縮率遠較其它塑料為大,因此在加工厚壁制品時要進行充分的補縮。
1.1.1.3 熱穩(wěn)定性較差
聚甲醛在240℃的溫度下會嚴重分解,色澤變黃,并會散發(fā)出刺鼻的氣味,在于210℃的溫度下,停留時間不能超過20分鐘,即使在正常加工范圍內(nèi),其受熱的時間稍長也會出現(xiàn)分解,所以在保證物料流動性的前提下,應(yīng)盡可能采用較低的成型溫度和較短的受熱時間。
1.1.1.4 凝固速度快
聚甲醛的凝固溫度在160℃左右,凝固速度比熔融速度快,溫度稍低于熔點時,即生成結(jié)晶并且具有一定的剛性和表面的硬度,故可快速脫模,縮短冷卻時間,由于凝固速度快,在制品表面易產(chǎn)生缺陷,如折皺、斑紋,熔接線等,對此應(yīng)用相應(yīng)的措施予以補救,如增加對速,提高模溫等。
1.1.1.5 吸水性低
聚甲醛的吸水性在0.25%左右,水分的存在對其性能和成型加工溫度影響不是很大,因此在成型之前可以不作干燥處理,但當顆粒表面吸附有水分時,從有利于改善制品外觀出發(fā),還是需要進行干燥處理的。
1.1.1.6 流變性
聚甲醛的熔體粘度對溫度的敏感性較小,而對剪切應(yīng)力的依賴性較大,因而要增加其流動性不是提高加工溫度著手,而應(yīng)對增大注射速率,控制模溫和模具改造等多方面考慮。
1.1.2 POM加工
1、塑料處理
POM吸水性小,一般為0.2%-0.5%。在通常情況下,POM不需干燥就能加工,但對潮濕原料必須進行干燥。干燥溫度80℃以上,時間2小時以上,具體應(yīng)按供應(yīng)商資料進行。
再生料使用比例一般不超過20-30%。但要視產(chǎn)品的種類和最終用途而定,有時可達100%。
2、塑機的選用
POM除了要求螺桿無滯料區(qū)外,對注塑機沒有特別要求,一般注塑即可。
3、模具及澆口設(shè)計
常見模具溫度控制為80-90℃,流道直徑有3-6mm,澆口長度為0.5mm,澆口大小要視膠壁厚度而定,圓形澆口直徑至少應(yīng)制品厚度的0.5-0.6倍,長方形澆口的寬度通常是厚度的2倍或以上,深度為壁厚的0.6倍,脫模斜度40′-1°3 0′之間。
排氣系統(tǒng)
POM-H 厚度0.01-0.02mm 寬3mm
POM-C 厚度0.04mm 寬3mm
4、熔膠溫度
可用空射法量度
POM-H 可設(shè)為215℃ (190℃-230℃)
POM-C 可設(shè)為205℃ (190℃-210℃)
5、注射速度
常見為中速偏快,過慢易產(chǎn)生波紋,過快易產(chǎn)生射紋和剪切過熱。
6、背壓
越低越好,一般不超過200bar
7、滯留時間
如設(shè)備沒有熔膠滯留點 ,POM-H 可在215℃滯留35分鐘
POM-C 可在205℃滯留20分鐘不會有嚴重的分解
在注塑溫度下熔體不能在機筒內(nèi)滯留超過20分鐘。POM-C在240℃下可滯留7分鐘。如果停機,機筒溫度可降到150℃,如要長期停機就必須清理機筒子,關(guān)閉加熱器。
8、停機
清理機筒必須用PE或PP,關(guān)閉電熱,把螺桿推在前位。料筒和螺桿必須保持清潔。雜質(zhì)或污垢會改變POM的過熱穩(wěn)定性(尤其是POM-H)。所以當用完含鹵聚合物或其他酸性聚合物后,應(yīng)用PE清理干凈后才能打POM料,否則會發(fā)生爆炸。若作用不當?shù)念伭?、潤滑劑或含GF尼龍的物料,會導(dǎo)致塑料降質(zhì)。
9、后處理
對于非常溫使用的制件且質(zhì)量要求較高,須進行熱處理。
退火處理效果,可將制品放入濃度為30%的鹽酸溶液中浸30分鐘檢查,然后用肉眼觀察判斷是否有殘余應(yīng)力的裂紋產(chǎn)生。
二、成型設(shè)備
聚甲醛的熔成型加工對成形機類型無特定要求,但仍須注意如下幾點:
1、每一次注射量不超過成形機最大理論注射量的60%~70%。
2、物料流經(jīng)部位,不允許有任何造成物料滯留的問題存在,特別是料筒與噴嘴接合處,止逆裝置或分流梭等處必須注意。
3、螺桿式注塑機的螺桿可選用三段通用螺桿。
4、噴嘴要求對料流的阻力要小,一般選用敞開式通用噴嘴并附有加熱控制裝置。
5、為保證產(chǎn)品質(zhì)量,要成形機應(yīng)有足夠的鎖模力。
三、成形工藝
1、注射溫度
聚甲醛是熱敏性,結(jié)晶型聚合物,有明顯的熔點,注射溫度必須高于其熔點,物料才具有可流動性,才能進行成形加工,最適合的注射溫度應(yīng)在190℃~200℃之間。隨著注射溫度的提高,對聚甲醛機械性能將產(chǎn)生不同程度的影響:一般情況下,注射溫度高出熔點20℃~30℃時,不但綜合物理機械性能較好,而且在此溫度下能獲得表面光潔、平整、無氣泡的制品。對于薄壁的制品則可提高到210℃進行加工,超過此溫度不但不能改善熔融料的流動性,反而有可能導(dǎo)致物料的分解。
由于聚甲醛是熱穩(wěn)定性較差的塑料,物料所經(jīng)受的溫度與時間的關(guān)系呈反比例關(guān)系,即溫度越高,物料所經(jīng)受的時間則越短,這一點在成形中要特別注意。
2、注射壓力
注射壓力的增加對聚甲醛的拉伸強度影響不大,相對伸長率略有增加,而落球沖擊強度卻明顯提高,所以適當提高注射壓力不但對制品的機械性能無損害,還可改善物料的流動性和外觀。當然,過高的注射壓力會造成模具變形,產(chǎn)品披鋒等問題。
3、保壓時間
聚甲醛受結(jié)晶影響體積收縮較大,熔體冷卻速度大于熔融速度,對此保壓時間就十分重要,以防止制品出現(xiàn)縮凹,空洞等問題。較長的保壓時間對產(chǎn)品的尺寸和外觀是有利的,當然,保壓時間還必須與澆口的封口時間相適應(yīng),以免延遲生產(chǎn)效率。
4、注射速度
注射速度的增加對聚甲醛制品的外觀質(zhì)量有較為明顯的改觀,這是因為隨著注射速度的增加,剪切速率也相應(yīng)提高,有利于熔體粘度的降低,從而改善了熔體的流動性。同時由于制品內(nèi)部的熱量散失少,加之磨擦產(chǎn)生的熱量,于是物料溫度要比低速注射時高,冷凝速度相對減緩,使得制品表面光滑平整。因此除了特別厚的制品,大多數(shù)情況下都采用較快的注射速度。特別是薄壁的制品可選用快速充填更為理想,可避免熔體過早凝固而形成皺紋。
5、模具溫度
模具溫度對聚甲醛制品的影響大致有以下幾點:
A、結(jié)晶度
模具溫度高時,熔體在模腔內(nèi)緩慢地冷卻,有利于提高結(jié)晶度,這是大多數(shù)結(jié)晶聚合物在成形時所共同的特點。但由于聚甲醛的結(jié)晶度較高,結(jié)晶速度快,因此盡管模具溫度有所變化,而對結(jié)晶度的影響并不突出。
B、分子定向
當模具溫度較低的情況下,熔體進入模腔后,靠近模壁部分的熔體所受的剪切作用較大,其分子鏈在應(yīng)力較大的狀態(tài)下凝固,制品中分子定向作用明顯,內(nèi)應(yīng)力較大。而提高的模具溫度則可緩和分子鏈中的應(yīng)力,減弱分子定向,制品較為平整。
C、收縮率
因模具溫度的提高會加大制品的收縮,故在制品成型過程中必須嚴格控制特別是尺寸精密,要求精密高的制品。
四、注意事項
1、再生料的使用
在正常情況下聚甲醛樹脂經(jīng)反復(fù)十余次使用,除相對伸長率有所下降,色澤稍有變黃外,其它性能幾乎明顯影響。
2、安全性
聚甲醛為熱敏性塑料,超過一定的溫度或在加工溫度下長時間受熱,均會引起分解,放出大量甲醛氣體,輕使物料變色,制品起泡,重則引起料筒內(nèi)氣體膨脹而導(dǎo)致爆炸的危險。在加工聚甲醛之前或結(jié)束生產(chǎn)時,都應(yīng)用聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)清洗料管。在機械作長時間停止時,一定要把加工溫度降至熔點以下,再次生產(chǎn)時,再升溫。
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