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PSU塑料加工工艺参考

日期:2017-01-12
PSU塑料
 
  聚砜(PSU,也称PSF)是一种耐高温、高强度的热塑性工程塑料,有很高的力学强度、电绝缘性能、热变形温度和一定的耐化学腐蚀性,特别是热老化性、抗蠕变性以及尺寸稳定性都较好。
物化性能
①PSU是非结晶型聚合物,无明显熔点,Tg为190℃,成型温度在280℃以上。制品呈透明性。
 
    ②PSU的成型特点与PC相似。熔体的流动特性接近牛顿流体、聚合物熔体粘度对温度较为敏感。
 
    当熔体温度超过330℃时,每提高30℃,熔体粘度可下降50%。
 
    ③尽管PSU的熔体粘度对温度敏感,其粘度仍然很高,成型过程中流动性较差;另外,熔体的冷却速度较快,分子链又呈刚性,因此,成型中所产生的内应力难以消除。
 
    ④显然,PSU的分子结构中无亲水基团,吸水性较小,平衡吸水性为0.6%,但在成型过程中,微量水分的存在,会因高温及强机械力作用导致熔体降解。因此,在注塑之前,必须进行干燥。
 
⑤过高的注射速率会使PSU熔体出现熔体破裂,限制了充模速率,造成充模困难。】
注塑工艺
①料筒温度  提高料筒温度有利于降低熔体的粘度,但过高的料筒温度不仅使诸多性能(如冲击强度)下降,而且使塑料变色分解。
    通常PSU熔体在400℃左右分解,但在实际注塑中,料筒温度达320℃以上就出现分解。当温度越过360℃时,分解明显。
    PSU熔体温度与料筒温度之间有较大的差别:当料筒温应为329℃、357℃、371℃与385℃时、对应的熔体温度为371℃、390℃、404℃与413℃。
    影响PSU料筒温度设定的因素很多,但主要因素是熔体粘度与制品壁厚。当壁厚在5mm以下时,料筒温度可以取得高一些,可达到300℃以上,有些级别的PSU塑料可达到320℃以上,特殊级别的PSU塑料可达到350℃以上。当制品壁厚在5mm以上时,温度可控制在280~300℃之间。
    ②注射压力  尽管PSU熔体粘度对剪切速率敏感,但由于PSU熔体的流功性较差,必须采用较高的注射压力。
    较高的注射压力可使制品的密度增加,成型收缩率降低,但对模具提出了较高的要求。一般选择在100 MPa以上,有时也可达140 MPa。
    ③注射速率  通常,注射速率的提高有利于熔体的充模。但对PSU来说,由于冷却速率较快,如果注射速率控制不当,也会引起熔体破裂现象。因此,除品厚度在2mm左右,物料充模有困难需较高的充模速率外,一般采用小、低注射速率为宜。
    ④螺杆转速  由于PSU的熔体粘度较高,因此,要求螺杆转速略低为好,一般在15~45 r/min 为宜。
    ⑤模具温度  由于PSU的Tg高达190℃,因此可采用较高的模具温度但最高不超过160℃。模具温度的选择常以制品的厚薄而异。制品壁厚在2~5mm时,模具温度可控制在10~120℃之间。当壁厚超过5mm或2mm以下时,模具温度可高达140~150℃。
⑥成型周期  PSU在正常的加工温度下的热稳定性较好。在320℃下可以在料筒停留较长的时间,因此,成型周期的设置仅从生产效率角度考虑。壁厚对注射保压时间和冷却时间的影响见表5。
表5   壁厚对成型周期的影响
制品厚度/mm 保压时间/s 冷却时间/s
1 8~10 8~10
2 10~15 10~15
4 15~30 15~30
8 40~50 40~50
12 50~70 50~70
 一般选择螺杆式注塑机,要求如下:
    ①加工PSU时,通常选用的螺杆形式为单头、全螺纹、等距、低压缩比,其长径比在14~20之间;
    ②由于PSU的熔体粘度较高,为减轻螺杆转动的负荷,要求注塑机又有低挡调速装置,可在15~45r/min之间进行无级调速;
    ③为适应PSU成型加工的要求,对料筒温度的控制装置应具有在较高温度区域内自由选样调节,并有稳定的工作性能,温度要求在400℃左右;
④应选用配有加热控温装置的延伸式喷嘴。喷嘴的孔径大于5mm,由于熔体粘度大,不会产生流延。
特殊複合材料
 
Typical Injection
Molding Conditions

一般射出成型條件
 
English
英制
 
 
SI Metric
公制
 
Temperature 溫度
    Rear zone 後段
610 - 650
°F
321 - 343
°C
    Center zone 中段
625 - 670
°F
329 - 354
°C
    Front zone 前段
635 - 680
°F
335 - 360
°C
    Melt 熔化溫度
630 - 700
°F
332 - 371
°C
    Mold 模具溫度
200 - 300
°F
93 - 149
°C
 
Pressures 壓力
    Injection 射壓
10000 - 18000
psi
69 - 124
MPa
    Hold 保壓
5000 - 15000
psi
34 - 103
MPa
    Back 背壓
50 - 100
psi
0.34 - 0.69
MPa
 
Speeds 速度
    Fill 填充速度
1 - 2
in/sec
25 - 51
mm/sec
    Screw 螺桿轉速
60 - 90
rpm
60 - 90
rpm
 
Drying 烘乾條件
    Time & Temperature
時間 & 溫度
4 Hrs @ 275
°F
4 Hrs @ 135
°C
    Dew Point 露點
-25
°F
-32
°C
    Moisture Content
濕度含量
0.15
%
0.15
%
 
 
应用范围
聚砜(PSU,也称PSF)主要用于电子电气、食品和日用品、汽车用、航空、医疗和一般工业等部门,制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽 ,绝缘套管、线圈骨架、接线柱 ,印刷电路板、轴套、罩、电视系统零件、电容器薄膜,电刷座,碱性蓄电池盒、电线电缆包覆。聚砜(PSU,也称PSF)还可做防护罩组件、电动齿轮、蓄电池盖、飞机内外部零配件、宇航器外部防护罩,照相器档板,灯具部件、传感器。代替玻璃和不锈钢做蒸汽餐盘,咖啡盛器,微波烹调器、牛奶盛器、挤奶器部件、饮料和食品分配器。卫生及医疗器械方面有外科手术盘、喷雾器、加湿器、牙科器械、流量控制器、起槽器和实验室器械,还可用于镶牙,粘接强度高,还可做化工设备(泵外罩、塔外保护层、耐酸喷嘴、管道、阀门容器)、食品加工设备,奶制品加工设备、环保控制传染设备。

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