注塑成型工藝過程和特性之結晶性塑料

結晶性塑料有明顯的熔點，固體時分子呈規則排列。規則排列區域稱為晶區，無序排列區域稱為非晶區，晶區所占的百分比稱為結晶度，通常結晶度在80%以上的聚合物稱為結晶性塑料。常見的結晶性塑料有：聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚甲醛POM、聚酰胺PA6、聚酰胺PA66、PET、PBT等。

　　結晶對塑料性能的影響

　　1)力學性能

　　結晶使塑料變脆(耐沖擊強度下降)，韌性較強，延展性較差。

　　2)光學性能

　　結晶使塑料不透明，因為晶區與非晶區的界面會發生光散射。減小球晶尺寸到一定程式度，不僅提高了塑料的強度(減小了晶間缺陷)而且提高了透明度，(當球晶尺寸小于光波長時不會產生散射)。

　　3)熱性能

　　結晶性塑料在溫度升高時不出現高彈態，溫度升高至熔融溫度TM時，呈現粘流態。因此結晶性塑料的使用溫度從Tg(玻璃化溫度)提高到TM(熔融溫度)。

　　4)耐溶劑性，滲透性等得到提高，因為結晶分排列更加緊密。

　　影響結晶的因素有哪些？

　　1)高分子鏈結構，對稱性好、無支鏈或支鏈很少或側基體積小的、大分子間作用力大的高分子容易相互靠緊，容易發生結晶。

　　2)溫度，高分子從無序的卷團移動到正在生長的晶體的表面，模溫較高時提高了高分子的活動性從而加快了結晶。

　　3)壓力，在冷卻過程中如果有外力作用，也能促進聚合物的結晶，故生產中可調高射出壓力和保壓壓力來控制結晶性塑料的結晶度。

　　4)形核劑，由于低溫有利于快速形核，但卻減慢了晶粒的成長，因此為了消除這一矛盾，在成型材料中加入形核劑，這樣使得塑料能在高模溫下快速結晶。

　　結晶性塑料對注塑機和模具有什么要求

　　1)結晶性塑料熔解時需要較多的能量來摧毀晶格，所以由固體轉化為熔融的熔體時需要輸入較多的熱量，所以注塑機的塑化能力要大，最大注射量也要相應提高。

　　2)結晶性塑料熔點范圍窄，為防止射咀溫度降低時膠料結晶堵塞射咀，射咀孔徑應適當加大，并加裝能單獨控制射咀溫度的發熱圈。

　　3)由于模具溫度對結晶度有重要影響，所以模具水路應盡可能多，保證成型時模具溫度均勻。

　　4)結晶性在結晶過程中發生較大的體積收縮，引起較大的成型收縮率，因此在模具設計中要認真考慮其成型收縮率

　　5)由于各向異性顯著，內應力大，在模具設計中要注意澆口的位置和大小，加強筋和位置與大小，否則容易發生翹曲變形，而后要靠成型工藝去改善是相當困難的。

　　6)結晶度與塑件壁厚有關，壁厚冷卻慢結晶度高，收縮大，易發生縮孔、氣孔，因此模具設計中要注意控制塑件壁厚的控制

　　結晶性塑料的成型工藝

　　1)冷卻時釋放出的熱量大，要充分冷卻，高模溫成型時注意冷卻時間的控制。

　　2)熔態與固態時的比重差大，成型收縮大，易發生縮孔、氣孔，要注意保壓壓力的設定

　　3)模溫低時，冷卻快，結晶度低，收縮小，透明度高。結晶度與塑件壁厚有關，塑件壁厚大時冷卻慢結晶度高，收縮大，物性好，所以結晶性塑料應按要求必須控制模溫。

　　4)各向異性顯著，內應力大，脫模后未結晶折分子有繼續結晶化的傾向，處于能量不平衡狀態，易發生變形、翹曲，應適當提高料溫和模具溫度，中等的注射壓力和注射速度。