结晶性塑料的认识及成型工艺

一、 什么是结晶性塑料？

结晶性塑料有明显的熔点，固体时分子呈规则排列。规则排列区域称为晶区，无序排列区域称为非晶区，晶区所占的百分比称为结晶度，通常结晶度在80%以上的聚合物称为结晶性塑料。常见的结晶性塑料有：聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚甲醛POM、聚酰胺PA6、聚酰胺PA66、PET、PBT等。

二、 结晶对塑料性能的影响

1） 力学性能

结晶使塑料变脆（耐冲击强度下降），韧性较强，延展性较差。

2） 光学性能

结晶使塑料不透明，因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。减小球晶尺寸到一定程式度，不仅提高了塑料的强度（减小了晶间缺陷）而且提高了透明度，（当球晶尺寸小于光波长时不会产生散射）。

3） 热性能

结晶性塑料在温度升高时不出现高弹态，温度升高至熔融温度TM 时，呈现粘流态。因此结晶性塑料的使用温度从Tg（玻璃化温度）提高到TM（熔融温度）。

4）耐溶剂性，渗透性等得到提高，因为结晶分排列更加紧密。

三、影响结晶的因素有哪些？

1）高分子链结构，对称性好、无支链或支链很少或侧基体积小的、大分子间作用力大的高分子容易相互靠紧，容易发生结晶。

2）温度，高分子从无序的卷团移动到正在生长的晶体的表面，模温较高时提高了高分子的活动性从而加快了结晶。

3）压力，在冷却过程中如果有外力作用，也能促进聚合物的结晶，故生产中可调高射出压力和保压压力来控制结晶性塑料的结晶度。

4）形核剂，由于低温有利于快速形核，但却减慢了晶粒的成长，因此为了消除这一矛盾，在成型材料中加入形核剂，这样使得塑料能在高模温下快速结晶。

四、结晶性塑料对注塑机和模具有什么要求

1）结晶性塑料熔解时需要较多的能量来摧毁晶格，所以由固体转化为熔融的熔体时需要输入较多的热量，所以注塑机的塑化能力要大，最大注射量也要相应提高。

2）结晶性塑料熔点范围窄，为防止射咀温度降低时胶料结晶堵塞射咀，射咀孔径应适当加大，并加装能单独控制射咀温度的发热圈。

3）由于模具温度对结晶度有重要影响，所以模具水路应尽可能多，保证成型时模具温度均匀。

4）结晶性在结晶过程中发生较大的体积收缩，引起较大的成型收缩率，因此在模具设计中要认真考虑其成型收缩率

5）由于各向异性显著，内应力大，在模具设计中要注意浇口的位置和大小，加强筋和位置与大小，否则容易发生翘曲变形，而后要靠成型工艺去改善是相当困难的。

6）结晶度与塑件壁厚有关，壁厚冷却慢结晶度高，收缩大，易发生缩孔、气孔，因此模具设计中要注意控制塑件壁厚的控制

五、结晶性塑料的成型工艺

1）冷却时释放出的热量大，要充分冷却，高模温成型时注意冷却时间的控制。

2）熔态与固态时的比重差大，成型收缩大，易发生缩孔、气孔，要注意保压压力的设定

3）模温低时，冷却快，结晶度低，收缩小，透明度高。结晶度与塑件壁厚有关，塑件壁厚大时冷却慢结晶度高，收缩大，物性好，所以结晶性塑料应按要求必须控制模温。

4）各向异性显著，内应力大，脱模后未结晶折分子有继续结晶化的倾向，处于能量不平衡状态，易发生变形、翘曲，应适当提高料温和模具温度，中等的注射压力和注射速度。

六、结晶性塑料成型案例

A、1）如图所示长方形平板产品,成型材料为PBT，侧浇口

2）产品问题点：尺寸S偏小，L尺寸偏大。

3）初看起来这两个尺寸是矛盾的，工艺上似乎无从下手，因为调大了尺寸S，L尺寸就会更大，此时如果我们联想到PBT为 结晶性塑料，其成型收缩率为1.4%-2.7%,工艺上把注射时间、注射压力、和保压压力调大，使尺寸S达到公差规格内，L尺寸已超出公差，此时可通过调高模温使产品结晶更充分因L尺寸比S尺寸大好几倍，产品收缩也大，相对S尺寸收缩就很小，这样可使L尺寸也达到公差内。

B、1）产品如图所示，成形材料为PA66，侧浇口，产品变形方向如图示向无加强筋侧形变，超出公差。

2）工艺调整：PA66为结晶性塑料，成型收缩率较大，工艺调整时可利用模温差，使产品两侧收缩不一致，减小产品变形，前模接机水，后模接模温机，调整模温差使产品变形达到公差内即可。