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聚碳酸酯(PC)注射加工中制品質(zhì)量不穩(wěn)定
造型PC制品質(zhì)量不穩(wěn)定的原因較多，影響因素是多方面的，但只要掌握以下因素就能使質(zhì)量不穩(wěn)定現(xiàn)象有明顯好轉(zhuǎn)，從而制備出合格的產(chǎn)品。
（1）原材料。注射用PC為無(wú)色透明粒料，少數(shù)色澤微黃，相對(duì)分子質(zhì)量為2.3×10的四次方·3.2×10的四次方。在成型加工前應(yīng)測(cè)定PC流動(dòng)性能，即熔體流動(dòng)速率（MFR）。測(cè)定條件：測(cè)定溫度為300℃，載荷為1200g。盡管PC吸水性小，室溫下平衡吸水率為0.3%，但在成型加工中也會(huì)對(duì)制品性能造成極大的影響。必須經(jīng)過(guò)充分的干燥，以使含水量降至0.02%以下，最好在0.015%以下，方可進(jìn)行注塑。
使用于PC樹(shù)脂干燥的方法有多種，常用的有熱風(fēng)循環(huán)干燥、直結(jié)式料斗干燥、負(fù)壓沸騰干燥、真空干燥等，其干燥工藝因方法的不同而各有差異。
有關(guān)干燥效果的檢驗(yàn)，可通過(guò)水分測(cè)定儀或壓片法或?qū)章僮杂勺⑸浞ǖ确椒ㄓ枰粤私?，其中后兩種方法運(yùn)用較多。
必須指出，經(jīng)干燥處理后的顆粒如若露置在空氣中，則會(huì)因空氣中水分的影響而導(dǎo)致重新吸濕，重新吸濕后的PC對(duì)所得制品影響情況。
（2）工藝條件與控制。
①成型溫度。對(duì)于大多數(shù)PC制品，料筒溫度應(yīng)控制在250℃·310℃。溫度過(guò)低，因黏度大，供料不足，制品表面收縮或起皺紋，無(wú)光澤，銀絲繚亂；溫度過(guò)高或高于310℃而停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成嚴(yán)重降解，制品帶飛邊，轉(zhuǎn)為暗褐色，表面有銀絲暗條、斑點(diǎn)和紋跡，內(nèi)部有氣泡，各種性能都變劣。具體料筒溫度的確定于制品壁厚及注射機(jī)類(lèi)有關(guān)。薄壁（2mm以下）制品，料筒溫度應(yīng)偏高，在285℃·305℃為好；厚壁（大于10mm）制品，料筒溫度可略低，以250℃·280℃為宜，若溫度超過(guò)290℃，由于注射周期長(zhǎng)，過(guò)熱分解的傾向就會(huì)增大，影響制品的綜合性能。
不同類(lèi)型的注射機(jī)，料筒溫度也不同，螺桿式為260℃·285℃，柱塞式為270℃·310℃。所以盡量采用螺桿式注射機(jī)，這樣可使塑料在較低的料筒溫度下均勻塑化，從而避免因溫升過(guò)高或停留在料筒中受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起過(guò)熱分解
噴嘴溫度應(yīng)第一點(diǎn)，與料筒前段溫度相等或稍低5℃·10℃。溫度過(guò)高，容易出現(xiàn)流涎現(xiàn)象，過(guò)低會(huì)引起噴嘴堵塞或使制品中有低溫物料而造成缺陷。兩類(lèi)注射機(jī)上的噴嘴都應(yīng)加熱，溫度控制在260℃·310℃。加料口一端的料筒溫度應(yīng)控制在PC的軟化溫度以上，一般要求大于230℃，以減少料塞的阻力和注射壓力的損失。
②模具溫度。PC成型溫度高、冷卻速度快，很容易使制品表面產(chǎn)生缺陷，內(nèi)部形成應(yīng)力。為了避免這些這些問(wèn)題，模具溫度應(yīng)盡可能高。對(duì)大多數(shù)制品，模溫控制在80℃·120℃，其中薄壁制品偏低（80℃·100℃），厚的制品稍高（100℃·120℃）。模溫過(guò)低，制品可能難充滿(mǎn)或帶有收縮率大、波紋、毛斑、暗條等缺陷。更嚴(yán)重的是殘余應(yīng)力大，往往一出模就開(kāi)裂了；但模溫過(guò)高（高于120℃），制品不能很快冷卻，成型周期長(zhǎng)‘表面光澤差，切易發(fā)生黏膜，脫模困難，使制品翹曲變形。
③注射壓力。PC的熔融度較高，成型薄壁壁長(zhǎng)流程或外形復(fù)雜’交匯部位多的制品以及不采用高壓快速注射不足以充滿(mǎn)型腔的制品，需要較大的注射壓力。其他應(yīng)盡可能采用低壓慢速，以減少制品的殘余應(yīng)力。當(dāng)采用高壓快速時(shí)，熔體流動(dòng)速度快，且以不規(guī)則形式前進(jìn)，出現(xiàn)渦流，有可能混入空氣，表面產(chǎn)生熔融裂紋，內(nèi)部殘留應(yīng)力大。但注射壓力也不能過(guò)低，否則柱塞或螺桿難以克服熔體的流動(dòng)阻力，會(huì)使型腔內(nèi)冷卻的熔體因不能補(bǔ)給新料而收縮，使制品變形收縮率增大。一般注射壓力為98MPa·156MPa，而螺桿式注射機(jī)為78MPa·127MPa。
注射速度為8m/s·10m/s。注射速度過(guò)快，對(duì)穩(wěn)定充模不利，制品易出現(xiàn)銀絲紋、旋紋、燒傷等缺陷。保壓時(shí)間對(duì)制品性能影響較大。保壓時(shí)間短，制品收縮或出現(xiàn)收縮空洞、真空洞；加以保壓時(shí)間，特別是對(duì)大面積厚壁制品，可增加其密度，消除真空泡，使尺寸穩(wěn)定。但保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由于是強(qiáng)行充模，又會(huì)使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，容易開(kāi)裂，同時(shí)還會(huì)延長(zhǎng)成型周期。所以，為了減少內(nèi)應(yīng)力，獲得各項(xiàng)性能良好的制品，一般采用較低的保壓時(shí)間和較短的保壓時(shí)間。
塑化壓力（背壓）為注射壓力的10%·15%。背壓過(guò)大會(huì)加長(zhǎng)預(yù)塑時(shí)間，可得導(dǎo)致PC過(guò)熱降解；過(guò)小則不利于物料排氣、熔料致密以及熔料的溫度和色澤均勻。
（3）注意事項(xiàng)。PC在注射過(guò)程中需注意如下幾點(diǎn)情況：
①脫模劑。PC是透明性材料，在成型過(guò)程中一般不推薦使用脫模劑，以免影響制品的透明度，造成斑紋或開(kāi)裂，對(duì)脫模有困難、確需脫模劑以助脫模的制品，可使用一些硬脂酸或硅油衍生物作為脫模劑，但其用量一定要嚴(yán)格控制。
②模具溫度。PC成型溫度高、冷卻速度快，很容易使制品表面產(chǎn)生缺陷，內(nèi)部形成應(yīng)力。為避免這些問(wèn)題，模具溫度應(yīng)盡可能高。對(duì)大多數(shù)制品，模溫控制在80℃·120℃，其中薄壁制品偏低（80℃·100℃），厚的制品稍高（100℃·120℃）。模溫過(guò)低，制品可能難充?；蛞怀瞿＞烷_(kāi)裂了；但模溫過(guò)高（高于120℃），制品不能很快冷卻，成型周期長(zhǎng)、表面光澤差，切易發(fā)生黏膜，脫模困難，使制品翹曲變形。
③注射壓力。PC的熔融黏度較高，成型薄壁長(zhǎng)流程或外形復(fù)雜、交匯部位多的制品以及不采用高壓快速注射不足以充滿(mǎn)型腔的制品的殘余應(yīng)力。當(dāng)采用高壓快速時(shí)，熔體流動(dòng)速度快，切以不規(guī)則形式前進(jìn)，，出現(xiàn)渦流，有可能混入空氣，表面產(chǎn)生熔融裂紋，內(nèi)部殘留應(yīng)力。但注射壓力也不能過(guò)低，否則柱塞或螺桿難以克服熔體的流動(dòng)阻力，會(huì)使型腔內(nèi)冷卻的熔體因不能補(bǔ)給新料而收縮，使制品變形收縮率增大。一般注射壓力為98MPa·156MPa，而螺桿式注射機(jī)為78MPa·127MPa。
注射速度為8m/s·10m/s。注射速度過(guò)快，對(duì)穩(wěn)定充模不利，制品易出現(xiàn)銀絲紋、旋紋、燒傷等缺陷。保壓時(shí)間對(duì)制品性能影響較大。保壓時(shí)間短，制品收縮或出現(xiàn)收縮空洞‘真空泡；加長(zhǎng)保壓時(shí)間，特別是對(duì)大面積厚壁制品，可增加其密度，消除真空泡，使尺寸穩(wěn)定。但保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，由于是強(qiáng)行充模，又會(huì)使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，容易開(kāi)裂，同時(shí)還會(huì)延長(zhǎng)成型周期。所以，為了減小內(nèi)應(yīng)力，獲得各項(xiàng)性能良好的制品，一般采用較低的保壓壓力和較短的保壓時(shí)間。
塑化壓力（背壓）為注射壓力的10%·15%。背壓過(guò)大會(huì)加大預(yù)塑時(shí)間，可能導(dǎo)致PC過(guò)熱降解；過(guò)小則不利于物料排氣’熔料致密以及熔料的溫度和色澤均勻。
（3）注意事項(xiàng)。PC在注射過(guò)程中需要注意如下幾點(diǎn)情況：
①脫模劑。PC是透明性材料，在成型過(guò)程中一般不推薦使用脫模劑，以免影響制品的透明度，造成斑紋或開(kāi)裂，對(duì)脫模有困難、確需脫模劑以助脫模的制品，可使用一些硬脂酸或硅油衍生物作為脫模劑，但其用量一定要嚴(yán)格控制。
②嵌件的使用。由于金屬與塑料在熱膨脹系數(shù)上的差別較大，它們相接的界面會(huì)形成很大的內(nèi)應(yīng)力，這在PC中表現(xiàn)較為突出，制品在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，因此除了盡可能減少金屬嵌件使用數(shù)量以及對(duì)制品進(jìn)行必要的后處理之外，嵌件應(yīng)避免銳角或缺口的存在，在成型加工中應(yīng)將嵌件進(jìn)行預(yù)熱（一般要求達(dá)200℃），以縮小金屬件與熔體之間的溫差，使嵌件在與樹(shù)脂熔體接觸時(shí)，至少有120℃以上的溫度。對(duì)嵌件的制品，其樹(shù)脂最好選用相對(duì)分子質(zhì)量較大的品級(jí)。
③再生料的使用。由于PC具有較好的穩(wěn)定性，對(duì)于加工中出現(xiàn)的澆口、流道以及不合格制品，經(jīng)破碎后是可以重復(fù)使用的。當(dāng)然，再生料的使用時(shí)，還應(yīng)注意對(duì)制品性能帶來(lái)的影響。再生料使用量的增加和再生次數(shù)的增加，都將對(duì)PC產(chǎn)生一定的影響。為了保證制品的質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性，要求在生料的再生次數(shù)不要超過(guò)三次，使用量為20%左右。
對(duì)于再生PC,除了注意防止污染外，在成型加工之前，還需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的干燥處理。
④換料料筒與停機(jī)。
a.料筒清洗。開(kāi)機(jī)時(shí)，當(dāng)料筒內(nèi)所存物料為PC時(shí)，用新料在成型溫度下將舊料推出即可（一般2次·3次的對(duì)空注射過(guò)程）。若料筒內(nèi)所存的料為聚氯乙烯、聚甲醛等成型溫度較低、熱穩(wěn)定性稍差的樹(shù)脂時(shí)，就不用PC推洗料筒，也不可升高料筒溫度，而應(yīng)在低溫度下，用聚乙烯、聚苯乙烯等熱穩(wěn)定性較好的樹(shù)脂將脂將料筒清洗干凈。然后升高料筒溫度至PC加工溫度，用PC再生料將料筒在清洗一下，排空其他樹(shù)脂，方可用新料進(jìn)行加工。
b.停機(jī)。臨時(shí)停機(jī)或中止生產(chǎn)時(shí)，要求將料筒溫度降低至160℃一下，以免停機(jī)時(shí)間過(guò)久而引起物料的降解變色。當(dāng)加工任務(wù)已完成時(shí)，可用聚苯乙烯、聚乙烯等樹(shù)脂清洗料筒，然后降溫停機(jī)。
⑤制品的后處理。熱處理時(shí)為消除PC制品內(nèi)應(yīng)力而采取的措施，熱處理的介質(zhì)為空氣、甘油、液體石蠟等，其中因熱空氣清潔簡(jiǎn)便，故使用最為普遍。PC制品的熱處理溫度要求控制在其玻璃化轉(zhuǎn)變溫形狀、使用要求以及熱處理介質(zhì)的不同，可由幾十分鐘到數(shù)十小時(shí)不等。
實(shí)際上，想以熱處理方法來(lái)達(dá)到完全消除內(nèi)應(yīng)力是很困難的，只能將制品中的應(yīng)力值降到允許范圍內(nèi)。因此制品中多少仍殘留一定的內(nèi)應(yīng)力。有關(guān)內(nèi)應(yīng)力的情況可通過(guò)偏振光儀或極性溶劑進(jìn)行測(cè)定了解，其中極性溶劑法是加工廠(chǎng)普遍采用的一種檢測(cè)手段。極性溶劑是將PC制品浸入某些溶劑內(nèi)，根據(jù)開(kāi)裂的時(shí)間和開(kāi)裂情況判斷其應(yīng)力的大小和分布情況。
