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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，制品可能難充模或一出模就開(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。
