浅谈塑料的密度量测法(塑料比重计)(中)_happy_新浪博客

A、加工过程

1. 熔融:

装置加温器(Heater)让原料颗粒逐渐熔解成流体状流动,主要以各不同原料适合温度调节,调高温度会趋使原料流动加快,可增加效率但不一定能保证良率,必须取得合适的平衡。另良好的效果与PP遇高热裂解的特性,都是生产时{zh0}能让原料顺利流畅到模头,以避免充料不足或回流现象的产生,回流代表原料流动较产出速率快,{zh1}会造成平均流动效率加大等于MFR提高,是加工可利用的方法之一,但却也造成MFR分布非常态可能导致不稳定性加大,导致不良率可能加大。不过PP成品因为应用的关系都不是尺寸精密度很高的产品,所以影响还不大。

2. 螺杆:

PP加工绝大部份都是靠螺杆带动流动性,所以螺杆的设计影响非常大,口径大小影响产出量,压缩比大小影响压力值也影响产出量及成品效果,这也包括多种材料 (色母、添加剂及改质剂) 的混炼效果。原料流动主要靠加温器,但原料翻动磨擦也会产生磨擦热能促使流动性加快,所以螺杆压缩比小带动流动小,转速必须加大所造成磨擦热能必较压缩比大的螺杆多。所以常说塑料加工无师傅,用心了解机器性能的人就是师傅。原料受热不只是加温器而已,必须连摩擦热及窒留时间都并算在内。所以这是实务问题,经验有助于生产问题解决及效率。螺杆如果需要混炼效果特别好,有时会设计二段式不同螺杆或双轴螺杆并分设各段不同形式螺杆以达各式混炼效果。

3、   模具或模头:

塑料重新定型依靠的是模具或模头,射出成型成品是立体的,模具也比较复杂更要考虑收缩率问题,其它皆为平面、条状、针状连续式产品模头,若为特殊形状则归为异型,需要注意立即冷却定型问题。塑料机器的设计大部份皆像注射针筒,螺杆带动的挤压力量都会在小小出口造成巨大压力,提高生产效率。当模头设计为平面时如何让原料平均分布整个面上,衣架模头的设计就十分重要,讲究的压出机会增加鱼鳃式帮浦稳定原料供应量。

4、   冷却:

射出模具除了浇道浇口灌注原料外,也有冷却水道冷却原料设计。压出成型则靠滚轮内冷却水道来达成冷却效果,除外也有风刀,冷却水直接淋在吹袋上,以及中空吹气等冷却方式。

5、   延伸:

成品再加工延伸会增xx果,例如打包带靠前后滚轮带动速率不一即造成延伸效果,成品配向延伸部份抗张拉力加强不易撕断,但横向就极容易撕开。分子量分布也会影响高速生产时的延伸效果,所有压出成品包括纤维都有不等的延伸,真空及压空成型也可视为延伸的另一种形式。

6、   收缩:

任何原料都有收缩率的问题,收缩原因来自热胀冷缩与结晶形成时产生内应力所造成。一般而言热胀冷缩较易克服,可在加工上以延长冷却时间,持续保压即可做好,结晶原料较非结晶往往有更大的收缩差异,以PP而言约在千分之十六,但ABS仅千分之四左右,差异很大这部份要在模具上克服,或者往往添加减少收缩率的添加剂克服,压出平板也常添加LDPE去改善颈缩的问题。

为了加工及了解原料物性,我们常会翻看物性表,一般都以美国材料试验协会(American Society for Testing Material, ASTM)标准居多,但近年来也逐渐推展国际标准化机构(International Organization for Standardization, ISO)的标准,但正如ASTM标准只规定试验方法,并不规定规格值的具体范围,所以不同试验机械的数据仍有差异性,且任何厂家的物性表上皆列示数据仅供参考,所以仍须实务自行认证,倒是每家厂商计量单位可能不同。   

表5.1为简单之物性换算表。

 

B、测试方法: 

1、熔融指数(MFR)

对PP而言,MFR是塑料熔体在10分钟内经过一特定半径的毛细管的重量。测试时使用的温度和压力分为230℃和2.16公斤。由于测试仪器制作的差异及实验室技术员不同,不同实验室度量的熔融指数相差可达10%,但仍然符合ASTM的要求标准。

2、密度(Density)

一般PP比重都在0.900附近,添加增核剂0.5%可改善一些物性,也让比重稍微增加,但都不若LDPE,HDPE般比重会影响增加冲击强度,光泽性和刚性。PP比重增加会增加刚性,维氏软化点和降伏点抗张强度如图1、2、3所示,也说明了PI值与刚性的关系以及表3不同密度PP差异性供参考。

图1 密度与刚性对应关系图

 

 

图2 密度与维式软化点对应关系图

 

图3 密度与降服点抗张拉力刚性对应关系图

 

 

表3. 不同密度PP物性差异

由以上三图得知:塑料比重增加会增加刚性,维氏软化点和降伏点抗张强度。

 

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