在改性过程中,对PP塑料收缩率产生影响的有哪些因素呢?
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PP塑料的收缩率控制是PP改性的重要方面,收缩率控/制的好对聚丙烯改性料的推广使用有重要意义。特别是应用改性聚丙烯取代传统的工程塑料,收缩率这一点显得十分重要。在改性过程中,对PP塑料收缩率产生影响的有哪些因素呢?
一、矿物填充
PP塑料改性用的矿物添加剂主要有碳酸钙、滑石粉、云母粉等,对PP塑料成型收缩率的影响比较明显。
主要体现在三个方面:一是矿物填加剂本身不收缩,它的加入从整体比例上降低了聚丙烯改性料的收缩率二是矿物填加剂的加入必然影响聚丙烯的结晶度,从而影响收缩率三是微细的矿物剂加入后,起到一种成核剂的作用,改变了聚丙烯的结构状态,放大的球晶的形成,也影响聚丙烯的成型收缩率。
二、玻纤增强
玻纤增强是PP塑料改性的一种重要手段,玻纤对PP改性料成型收缩率的影响最大。当玻璃纤维的含量达到30%时以上时,PP塑料的成型收缩率从1.8下降至0.5,而且表面处理过的玻纤对成型收缩率影响大于未进行处理的玻纤。
玻纤的加入破坏了PP的结晶度,影响收缩率,同时玻璃纤维限制了PP塑料的结晶收缩。
三、聚乙烯的加入
聚乙烯也是一种高结晶度的塑料,成型收缩率也很大,但在加入聚丙烯中后相互都不同程度地破坏了各自的结晶度,使整体成型收缩率下降。
四、PP塑料自身MI(熔融指数)的变化
聚丙烯的成型收缩率受其结晶度的影响,而结晶度又受其自身分子量大小的影响。当MI增大时,分子量减小,其结晶速度增大,成型收缩率增大。聚丙烯MI变化时对成型收缩率也有一定的影响。
收缩率系指塑胶制品冷却固化经脱模成形后,其尺寸与原模具尺寸间之误差百分比,可依ASTM D955方法测得.在塑胶模具设计时,须先考虑收缩率,以免造成成品尺寸的误差,导致成品不良.以下列举几项常用塑胶原料之收缩率比较.
热塑性塑料
塑料名称
成形收缩率(%)
塑料名称
成形收缩率(%)
ABS
0.0.8
PBT
1.2.4
AS
0.0.7
PC
0.0.7
CA
0.0.8
PCTFE
0.2.5
CAB
0.0.5
PE
0.2.5
CAP
1
PET
2.2.5
CP
0.0.5
PES
0.1.0
EC
0.0.5
PMMA
0.0.8
EPS
0.4
POM
0.3.5
FEP
3.4.0
PP
1.2.5
FRP
0.0.4
PPO
0.0.7
EVA
0.1.5
PPS
0.1.4
HDPE
1.2.2
PS
0.1.0
HIPS
0.1.0
PVA
0.1.5
LCP
0.1.0
PVAC
0.1.5
LDPE
1.3.0
PVB
0.1.5
PA
0.2.5
硬质PVC
0.0.5
PA-6
0.2.2
软质PVC
1.5.0
PA-66
0.2.5
PVCA
1.5.0
PA-610
1.2
PVDC
0.2.5
PA-612
1.1
PVFM
0.1.5
PA-11
1.2
SAN
0.0.6
PA-12
0.1.5
SB
0.1.0
PAR
0.1.0
热固性塑料
塑料名称
成形收缩率(%)
塑料名称
成形收缩率(%)
EP
0.0.5
SP
0.0.5
MF
0.1.5
UF
0.1.4
PDAP
0.0.5
UP
0.1.2
PF
0.0.9
DAP
0.0.5
PU
0.0.8
BMC
0.0.2
热塑性塑料的特性是在加热后膨胀,冷却后收缩,当然加压以后体积也将缩小.在注塑成形过程中,首先将熔融塑料注射入模具型腔内,充填结束后熔料冷却固化,从模具中取出塑件时即出现收缩,此收缩称为成形收缩.塑件从模具取出到稳定这一段时间内,尺寸仍会出现微小的变化,一种变化是继续收缩,此收缩称为后收缩.另一种变化是某些吸湿性塑料因吸湿而出现膨胀.例如尼龙610含水量为3%时,尺寸增加量为2%;玻璃纤维增强尼龙66的含水量为40%时尺寸增加量为0.3%.但其中起主要作用的是成形收缩.目前确定各种塑料收缩率(成形收缩+后收缩)的方法,一般都推荐德国国家标准中DIN16901的规定.即以23℃±0.1℃时模具型腔尺寸与成形后放置24小时,在温度为23℃,相对湿度为50±5%条件下测量出的相应塑件尺寸之差算出.
收缩率S由下式表示:S={(D-M)/D}×100%(1)
其中:S-收缩率; D-模具尺寸; M-塑件尺寸.
如果按已知塑件尺寸和材料收缩率计算模具型腔则为 D=M/(1-S) 在模具设计中为了简化计算,一般使用下式求模具尺寸:
D=M+MS(2)
如果需实施较为精确的计算,则应用下式:D=M+MS+MS2(3)
但在确定收缩率时,由於实际的收缩率要受众多因素的影响也只能使用近似值,因而用式(2)计算型腔尺寸也基本上满足要求.在制造模具时,型腔则按照下偏差加工,型芯则按上偏差加工,便於必要时可作适当的修整.
影响吹塑制品收缩率的因素有多种,结晶塑料的制品收缩率要比非结晶塑料的大;对于结晶塑料(例如PE),收缩率随制品壁厚而增加,这是因为冷却速率较小会导致较有序的晶体增长;提高型坯的熔体温度虽然不会明显影响制品的外部尺寸,但会使较多的收缩出现在壁厚内,这是因为较高的熔体温度可减小应变恢复与吹胀应力;吹胀气较高或模具温度较低可减小收缩率;加入的填料也会影响制品的收缩率吹
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收缩量=大型铸件尺寸×铸造收缩率
1、大型铸件的结构复杂收缩困难,铸件的收缩率减小。例如,同一成分浇注的铸钢件,因结构形状不同,其中以自由收缩时的收缩率最大。
2、大型铸件的材料铸件的材料不同,铸造收缩率也不同。例如,铸钢的收缩率比灰铸铁大;灰铸铁中硫多时,收缩率增大,硅多时收缩率减小。
3、大型铸件的退让性铸型的退让性好,铸件的收缩率增大。例如,用湿性和水玻璃砂型浇铸的铸件比干型浇铸的铸件的收缩率大。同样道理,随着铸件的尺寸增大,铸型的退让性变差,铸件的收缩率也就减小。
所以铸造收缩率要结合实际情况来选择。尺寸要求精确的大型铸件,铸造收缩率要根据试浇的大型铸件进行修正。同一个大型铸件,由于结构上的原因,其轴向与径向或长、宽、高三个方向的收缩率可能不一致。对于尺寸要求较精确的大型铸件,各个方向应给以不同的收缩率。在实际生产中,一般的大型铸件,特别是尺寸不大的大型铸件,各个方向都用同一的收缩率,尽管这样会造成一些误差,但由于误差一般不大,而这样大大便于铸模的加工制造。