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PE 第四章 ▎PE粒子是如何变身的?看其四大成型工艺

成型工艺


一、注塑成型

在一定温度下,通过螺杆搅拌使塑料完全熔融,然后通过高压射入模腔,经冷却固化后,得到成型品。


图:注塑工艺

1.聚乙烯PE的成型加工八大特性:

1)聚乙烯为非牛顿型流体

由于聚乙烯熔体属于非牛顿型流体,(注:牛顿流体指应力与应变速率成正比的流体。此比例系数为流体的黏度),也就是说聚乙烯的剪切速率与剪切应力之间呈非线性关系,并且聚乙烯还具有假弹性材料特性,当应力释去时,有一定程度的弹性回复。

2)结晶度明显

此外,聚乙烯和其它的结晶聚合物相似,都有较为明显的熔点,软化温度范围窄小(约3-5℃,结晶度虽温度的上升而下降。

3)纯聚乙烯热氧化性能差

纯聚乙烯的热氧化性能较差,在不和氧接触的情况下分解温度可达300度以上,而一旦与氧接触,温度超过50度就有被氧化的倾向,氧化后的聚乙烯不仅色泽变黄,而且起物理机械性能和电气性能均有下降的趋势,因此,在聚乙烯树脂出厂之前通常都添加了适量的抗氧化剂。

4)分子量分布不同材料性能不同

在注塑时,熔融状态下的树脂要承受很高的剪切应力此时分子量分布对熔体的流动性有着较大的影响,由于分子两分布较宽的流动性较好,因而在聚乙烯中有时也加入适量的低分子量聚乙烯树脂以加宽分子量分布,达到改善流动性的目的,但这样做会影响其机械物理性能,造成拉伸强度,耐应力开裂,柔软性以及耐热性等有所下降。

5)注塑压力对聚乙烯熔体流动的影响明显

注射压力的变化对聚乙烯熔体流动性的影响要比料筒明显,这在成型中十分重要。但需注意,在高剪切速率下易使聚乙烯熔体出现破裂现象。试验证明,当剪切力达到4.31×10pa时,就会使制品表面出现毛糙,斑纹等熔体破裂现象。因此,聚乙烯熔体存在着临界速率和应力问题,在成型过程中须控制在临界值以下。

6)低吸水性

聚乙烯的吸水性较低(<0.01%)。可以不进行干燥处理。

7)收缩性大

收缩率大且方向性明显,制品易翘曲变形,须注意模具的设计和成型工艺的合理性。

8)某些颜料易于迁移

为防止颜料出现迁移性,须注意对着色剂的选择,如油溶红等一般不宜采用。


2.PE的注塑成型条件:

料筒温度

料筒温度主要是与PE的密度高低和熔体流动速率大小有关,另外还与注塑机的类型和性能,一级塑件的形状有关。由于聚乙烯是结晶聚合物,其熔融时结晶,晶核还需要吸收一部分热量,故所选用的机筒温度通常高于熔点数十度,通常为190℃

模具的温度

对制品的结晶状况有较大的影响,温度高、熔体冷却速率慢,制品的结晶度便高,制品强度高,但是制品的收缩率会随着温度的增高而增大,易产生内应力及变形,因此需按高低密度情况不同确定模具温度,通常LDPE 模具温度在30~45℃,而HDPE相应再提高10~20℃。

注塑压力

选取主要是考虑流动状况,一般情况聚乙烯在熔融状态下具有较好的流动性,因此除薄壁细长的制品外,尽量选择低的注塑压力,一般在60~80MPa即可,注塑压力过大,容易造成翘曲。



二、模压成型

又称压制成型或压缩成型,先将粉状,粒状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具型腔中,然后闭模加压而使其成型并固化。


图:模压成型工艺流程


三、吹塑成型

借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品;挤出吹膜是其中一种,如果您想亲身领略吹膜成型过程。可以点击蓝色链接实拍:聚乙烯多种吹膜成型


图:吹膜成型



四、挤出成型

指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。


图:PE材料挤出成型工艺




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