塑料與選材
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已經Q4啦,不知道大家的良品率怎么樣?
是不是時不時還會和以下這些的“老朋友”見面:

料花,水解……小編最近收到不少客戶朋友注塑不良的照片,作為有著20年技服經驗的技服老司機,對此早已經見怪不怪了,這些問題90%都和材料含水率過高有關!
今天,就讓小編從頭到尾幫大家捋一下,如何讓注塑材料順利“脫水”,良品率大升。尤其對于最復雜和關鍵的兩大問題:
注塑材料各不相同,含水率如何控制?
烘烤時它們的最佳溫度和時長又是多少?
小編特別制作了兩大匯總表,涵蓋20+主流注塑材料,保你一學就會,趕緊Mark起來!
先搞清各類注塑材料的含水率上限!
首先申明:對于材料的含水率,不同角度有不同理解,即可以是在空氣中長時間暴露,材料內含有的水分與空氣中的水分達到平衡時的含水率,也可以是在水中長期浸泡后,材料的飽和含水率,今天我們僅討論前者。
如果注塑材料中含水率偏高,將對材料注塑產生諸多不利影響。相信很多老司機已經對此見怪不怪了,在此請允許小編我再嘮叨一下:
銀絲
由于水分的存在,在高溫下促進材料的降解,現場揮發性氣體,進而在材料內形成氣泡。注塑的模具型腔內,由于材料流動而將氣泡拉長,因此形成了銀絲現象。

變色
變色其實也是材料降解的一種表現,水分在存在會促進材料降解,當降解達到一定程度后,即出現制品產生色差。

噴流
在注塑過程中,有些材料會出現注塑機未提供射壓的情況下,熔融狀態的塑料往模具內噴流,造成注塑工作無法進行。其原理也是水分造成了材料的嚴重降級,進而大大增加材料的流動性和發泡性,炮筒內的塑料在低壓力下依然往外噴流。

降解發脆
基于這種狀況最為隱蔽,很多制件外觀看起來無恙,其實材料內部的物性已經根本改變。高分子材料在高溫下會產生降解,水的存在可以加速材料的降解速率,在相同的注塑工藝下,含水率較高的材料,注塑出來的制品韌性更差(即發脆)。
既然材料含水率會造成如此多嚴重問題,有沒有一個統一的注塑含水率的警戒線呢?
很遺憾,并沒有!每個材料的含水率都大不相同,能“脫水”的幅度也不一樣。不過,小編已經幫你整理好了目前主流塑材的注塑含水率區間,趕緊收藏起來!


鎖定材料的烘干的溫度和時長
一般而言,為了迅速脫水,大部分塑料材料,在注塑之前都需要進行烘烤處理。由于塑料顆粒中的最初水分含量都比較低,所以塑料干燥過程屬于微量水分干燥,所采用的干燥介質一般為熱空氣。
烘烤的方式根據生產需要,有兩種方式,其一為少量用料、非連續性烘烤,可以干燥箱烘烤。而更為常見的連續性烘烤,則常用兩種設備,一種為鼓風干燥機,一種為除濕干燥機。兩種所對于的行業,成本各不相同。
● 鼓風干燥箱:
適用于小批量用料,且一個烘箱可以同時烘烤多種原料粒子,溫控精度高,設備投入低,操作方便;一般適合小型電器,電子消費品的注塑需求。
● 鼓風干燥機:
適用于大批量原料使用,操作方便,投入成本相對較低,低濕環境下干燥效果良好。但是如果一到梅雨季,往往次品率會直線上升。因此南方廠家尤為要引起注意。
● 除濕干燥機:
在鼓風干燥機的基礎上,需要增加一臺除濕機,用于去除空氣中的水分,增加干燥效率,特別適用于雨天、和含水率高的PA類材料使用。

下表對幾種設備進行了簡單對比:

至于烘烤過程,你可以把它想象和燒菜差不多,“火候”同樣重要。如果烘烤時間過長,會造成材料變色降解;如果干燥溫度過低則會造成材料含水量超標。不過別擔心,小編同樣幫你匯總了一張烘烤溫度&時長的清單,趕緊保持起來!


選對方法,快速檢驗!
那么在注塑前or烘烤完之后,我們該如何確定材料含水量的變化呢?
目前測試含水量,國際上公認準確性最高的測試方法是卡爾費休測試法。已被很多國際標準,如ISO,ASTM,DIN,BS,和JIS等采用。測試標準有ISO 15512、ISO 15522、ISO760、GB/T 6283、SH/T 1770等。
卡爾費休測試法的原理很簡單,就是通過化學試劑中的SO2、碘與水分發生反應測試重量變化。能夠客觀地反映樣品中的總含水量。
如果對于含水量沒有太高的精度要求,另外一種在企業中也比較常用,稱為鹵素燈烘烤法,此方法測試比前者更為方便、成本低廉、效率快速。
測試原理:取一定質量的粒子放在水分儀上,對樣品進行稱重,而后對樣品進行加熱,隨著時間的推移,樣品中的水分被烘烤蒸發,樣品總質量降低,則天平可以實時記錄質量,直至恒重。則樣品損失的重量默認為水分蒸發,進而測試出含水率。

以上是預防因材料含水量過高而引發的注塑瑕疵的主要幾大注意點。大家學會了嗎?文章最后我們再深入探討一下:若用徹底干燥的顆粒料成型依然有瑕疵,怎么辦?
單單從材料角度,可以從以下幾點進行排查:
1、由塑料分解引起
塑料本身分解,或者添加的穩定劑、防止帶電劑等分解,結果產生氣體,這與未完全干燥的情形相同,往往也產生銀絲等缺陷。這時為使塑料不分解,應降低熔料溫度成型,同時還應縮短熔料在料筒內的停留時間。
2、熔料溫度偏低引起
如果注入模腔的熔料溫度偏低,一般表現為波紋,有的模具往往出現銀絲。這種情形提高熔料溫度、加大模具的冷料穴等都可以消除銀絲。
3、由塑料粉造成
不使用顆粒料而直接使用粉料成型時,或者往顆料中摻入大量粉料成型時,很容易卷入空氣。如要采用粉料成型,應采用壓縮比大,不卷入空氣的特殊螺桿。
4、混入異種塑料引起
把相互不易熔合的兩種塑料混合成型,雖然會引起層狀剝離(參照剝離),有時也會出現銀絲缺陷。徹底清洗料簡,使用未被污染的原料即可解決這個問題。
如果還是無法解決的話,干脆一個電話來和小編聊一聊,我讓錦湖日麗的老法師們上門幫你看看,上次某知名主機廠的咨詢大制件銀絲問題,咱們工程師排查了十幾個環節,最終通過改善材料熱穩定性規避了瑕疵(左圖)。做技服,咱可是專業滴!

相同注塑條件 材料對比
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主筆:朱紹昌
編輯:Polly
排版:Polly
指導:萬有引力·辛
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原文始發于微信公眾號(塑料與選材):注塑不良痛點:吸水導致料花、水解?兩張圖搞定!