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第2部分:加工聚碳酸酯时模具温度的重要性

唐 ’不用担心在制造PC七星彩时提高模具温度以提高七星彩质量。在这里看看几个例子。

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几年前,我的一位客户选择注塑简单的6 x 6英寸。 (152 x 152毫米)的聚碳酸酯板。斑块的壁厚为0.5英寸。  (12.7毫米),这使我的客户可以加工七星彩中的各种小七星彩。用模具生产的第一批七星彩是透明的,因为这种壁厚的主要问题是空隙。虽然没有空隙,但七星彩充满了表面流线,以至于看不到它。当我们访问成型机以改善七星彩外观时,我们发现模具温度设定为75 F(24 C)。当被问到如何解决该问题时,我的第一反应是我想提高模具温度。

当被问到我想升到多高时,我回答说我还不确定,但是我想有机会升到220 F(105 C)。我收到的答复是我听到很多的答复: “材料将永远不会凝固。” 随附的图表显示了PC的模量图 作为温度的函数。在我们的行业中,关于如何确定循环时间的讨论很多,但我坚持认为,从根本上讲,所模制的材料能够以多快的速度达到可弹出模量。该图显示了在220 F下PC的模量 仅比室温低约15%。如果按照从右到左的红线显示,很明显,当材料冷却到265 F(130 C)时,PC最终将具有的大部分刚度都已经形成。

同时,我注意到熔体温度为610 F(321 C)。我们同意将熔融温度降低至500 F(260 C),以减少必须从七星彩上带走的热量。七星彩完全没有流线,并具有所需的透明度,并且循环时间没有变化。我们当时不知道的是,两年后,在冷模中运行的七星彩坐在架子上时会开始破裂。裂纹首先出现在七星彩周长小于1/8英寸的七星彩上。 距两个七星彩表面约3.2毫米(3.2毫米),并随时间稳定增长。

该深度很好地说明了靠近模具表面的材料(快速冷却)和距离更远的材料(壁慢得多)之间的过渡。这是高模压应力影响材料长期性能的方式的证明。现在,在较高模具温度下模制的某些七星彩已经使用了将近八年,而这些缺陷还没有出现。

最近,另外两个面对聚碳酸酯七星彩周期性脆性的客户解决了模具温度升高的问题。在一种情况下,问题是当七星彩经过标准化挠曲测试时,浇口处的脆性破坏。在另一种情况下,当成型七星彩暴露于用于测量七星彩内部应力的测试中使用的流体时,该问题表现为应力开裂。在这种情况下,通过在七星彩成型后进行退火来解决该问题。但是即使进行了退火步骤,应力开裂仍然会产生一些后果。在两种情况下,通过提高模具温度消除了故障。在七星彩需要退火的情况下,不再需要该二次操作。

这两个案例有一些共同点。两家加工商已经使用的模具温度在材料供应商建议的范围内。对于浇口弯曲不合格的七星彩,模具温度指定为170-190 F(77-88 C),并且围绕这些设置构建了合格的工艺。但是,添加到材料中的着色剂组成的变化造成了性能问题,简短的实验设计(DOE)表明,将模具温度提高到210-230 F(99-110 C)可以阻止这种故障。此外,美国能源部(DOE)显示,熔融温度的小幅提高也有助于缓解应力。 随着熔融温度的升高,模具表面温度也可能会升高。但是,增加的熔体温度导致聚合物平均分子量的下降是可以测量的,尽管可以接受,而增加的模具温度没有这种副作用。

对于需要退火的七星彩,模具温度最初为160 F(71 C)。我建议将模具温度提高到210-230 F(99-110 C)。最初,由于七星彩的标称壁厚为0.200英寸,因此引起了人们的关注。 (5毫米)。但是七星彩可以在较高的模具温度下成型。在这种情况下,加工者可以选择改变材料的等级,我建议作为后续措施,他们切换 从标称的13熔体流动速率 PC to a nominal 6 MFR, 因为这也提高了抗应力开裂性,并降低了厚壁中凹痕发展的趋势。

这些示例指出了在使用模具温度改善七星彩质量时推动封套的价值。有趣的是,当查看数据表中有关PC模具温度的建议时,相同档次的材料可能会有差异,具体取决于文档的发布位置。

前几天,我发现了同一材质等级的三个不同的数据表。其中两个针对亚洲和美洲发布,推荐温度为158-203 F(70-95 C),而针对欧洲市场发布的数据表则推荐温度范围为176-230 F(80-110 C)。看来,至少在世界某些地区,材料供应商不愿意建议模具温度要求超出标准水加热装置的设备。然而,经验一再证明了超越标准实践的好处。通常,通过降低熔体温度可以使循环时间保持恒定,这可以 is commonly set 高于需要的水平。通常,熔融温度升高 因为 模具温度太低。避免花费额外的时间从材料中去除热能的最佳方法是,首先不要将热能放入材料中。

同样的原理也适用于多种无定形聚合物,包括丙烯酸,ABS和聚砜系列。如图所示,无定形材料的凝固速度比大多数人想象的要快得多。

关于作者

Mike Sepe是一位独立的全球材料和加工顾问,其公司Michael P. Sepe,LLC位于亚利桑那州塞多纳,他在塑料行业拥有40多年的经验,并协助客户进行材料选择和可制造性设计,流程优化,故障排除和故障分析。联络电话:(928)203-0408• [email protected].

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