工程塑料POM聚甲醛的成型加工

    1.加工特性
    (1) 流变性工程塑料POM在熔融状态下呈非牛顿型流体。温度对工程塑料POM的熔体黏度影响不大，所以要增加工程塑料POM的流动性不是提高机筒温度，而是增大注射压力，改进模具结构，提高模具温度等。剪切速率对工程塑料POM熔体黏度的影响较大。对于挤出和吹塑加工，共聚厂商提供三元共聚的树脂，其流变行为因- -定数量交联点的存在而有所改变，使高低剪切速率下黏度差异加大，便于吹塑和挤出工艺的实施。
     (2)结晶性工程塑料POM的结晶度-一般为75%~85%。由熔融无定形体变为结晶形体，体积收缩较大，约1%。因此，注射时必须有足够的保压时间，以补偿固化的体积变化。否则，收缩率就相当大。这种保压当浇口处固化后就变得没有意义。因此，最短保压时间对一般制品，可以用浇口封闭时间的测定来决定:通过不同保压时间所得制品的称重，可以确定浇口封闭时间(即增加保压时间不再能使制品质量继续增加的初始时间)，这就可作为最小保压时间。
    (3) 热稳定性工程塑料POM的热稳定性较差。在成型过程中，当物料超过正常温度的上限，或在允许温度下停留时间较长，往往会引起热分解，逸出强烈刺激眼膜的甲醛气体，轻则引起物料变色，产品有气泡，重则引起爆炸。因此，必须严格控制成型温度和停留时间，在保证物料流动性的前提下，加工温度要尽量低，受热时间要尽量短。
    (4) 吸湿性聚甲醛POM工程塑料的吸湿性不大，一般为0.2% ~0.25%，制品成型后的尺寸稳定性好。
    (5)收缩率聚甲醛工程塑料POM收缩率较大，一般为1.5% ~3.5%。对于注射成型的工程塑料POM制品，影响成型收缩率的主要因素有制品厚度、浇口尺寸、注射压力、模具温度及螺杆推进速度等。在通常情况下，成型收缩率与壁厚成正比，与浇口面积成反比。增大螺杆推进速度，将减小成型收缩率。提高注射压力和模具温度，也将有利于减小成型收缩率。
    (6)其他聚甲醛工程塑料POM的熔融温度范围较窄，具有明显的熔点。当成型温度低于熔点时，即使长时间加热也不会熔融;而一旦温度达到熔点，便会立即发生相变，从固态变为熔融状态。因此，聚甲醛在成型时应选用突变压缩型螺杆。由于其凝固速度极快，加上其固体表面硬度和刚性均很高，收缩大，摩擦因数小，故制品可以快速脱模。

    2.注射成型技术
    (1)注射成型机聚甲醛工程塑料POM通常采用螺杆式注射成型机，制品的注射量不应超过成型机最大注射量的75%。一般选用带有标准型螺杆头的单头、全螺纹、突变压缩型螺杆最为理想。螺杆长径比为18左右，压缩比为2~3，计量段长度为(4~5)D。以下列出了聚甲醛POM工程塑料用螺杆的主要尺寸。为了防止机筒内部产生过量的摩擦热，螺杆转速不宜过高，一般为50~ 60r/min,并且应尽量减小背压，通常控制在0.6MPa左右。

聚甲醛POM用螺杆的主要尺寸
螺杆直径/mm	加料段槽深h1/mm	计量段槽深h2/mm
38	7.4~7.6	1.7~2.2
51	7.6-8.4	1.9 ~2.4
64	8.1~8.9	2.2 ~2.7
89	8.9~10.2	2.7 ~3.2

    注射机所用喷嘴的孔径不可太小，以免物料与模具接触时发生固化堵塞通道。宜选用流动阻力小，剪切作用较小的喷嘴。采用逆向倒锥角的直通型喷嘴能防止产生流延现象，并能减少制品的变形。为了便于控制喷嘴温度，应在喷嘴上安装100~150W的电热圈，并用调压变压器单独控制其温度。喷嘴最小孔径应根据聚甲醛工程塑料POM注射制品质量来定。

    (2) 注射成型工艺
    1)预干燥。聚甲醛POM的吸湿性很低，而且对成型的影响很小，因此，一般情况下不需要干燥即可加工。但是如果采用浸水冷却的粒料，或者树脂包装不好，又储存在阴暗潮湿的仓库里，或者为了成型精密零件或大面积薄壁制件，树脂就要预先干燥，以改善制件表面光泽，还可以减少制件的白芯和气泡，提高其力学性能。
    2)注射温度。共聚甲醛POM工程塑料熔点在165℃左右，均聚甲醛POM工程塑料熔点在175℃左右，因此，注射机机筒温度必须高于此温度。但温度过高又会导致物料变色分解，因此，共聚物的注射温度一般为170~ 190℃，均聚物的注射温度一般为180 ~200℃。先从温度下限开始试验。如制品有缺陷，改变其他工艺条件( 如注射压力)。一般采用柱塞式注射机时温度比采用螺杆式注射机要稍高些。

    3)注射压力。注射压力的选择要视物料的流动性、浇口流道的尺寸、制品.的厚度及流程、模具温度及注射机类型而定，可在40~130MPa的范围内进行选择。一般来说，采用柱塞式注射机或加工薄壁制品时，注射压力要高些;采用螺杆式注射机或加工厚壁制品时，注射压力要低些。物料的熔体流动速率小，浇口流道尺寸小，模具温度低，流程阻力大的情况下，注射压力应选得大些。
    4)注射速度。注射速度的选择要视制品的厚度而定。对薄壁制品，为了避免熔体过早冷却产生制品缺陷，采取快速注射的办法(40 ~ 80cm'/s);对厚壁制品，采用快速注射会引起制品内部混人气泡或制品外观难看，一般选用慢速注射(20 ~ 40cm3/s)。
    5)模具温度。模具温度对制品质量有决定性的影响。一般模具温度不低于75℃，对于大面积厚壁制品，可高达120℃。模具温度应尽量均匀-致，以免制品翘曲。由于聚甲醛POM工程塑料的凝固速度较快，制品硬度和刚性较大，收缩率也大，且摩擦因数小，故高温下脱模不困难，不必延长冷却时间。

    6)成型周期。注射时，一般薄壁制品用高压，厚壁制品不用高压，高压时间不超过5s。保压时间随制品厚度而加长，有时可达5min。
    7)成型收缩率。制品厚度、浇口尺寸、注射压力、模具温度、材料温度、注射时间、退火温度及时间等对成型收缩率皆有影响。制品厚度在2mm以下时，成型收缩率随制品厚度的增加而减小，超过2mm时，则随制品厚度的增大而增大。
    8)成品退火。由于制品内外冷却速度不同，或带金属嵌件的制品，塑料和金属的膨胀系数不同，使制品内部存在残余应力，在高温使用时产生变形，受力下易产生开裂。为了减小此应力须对制品进行后处理。处理的时间和温度应视制品的厚度而定。通常壁厚在6mm以下的制品，处理温度为100℃，时间为0.25~1h;壁厚在6mm以上的制品，温度为120 ~ 130℃， 时间为4 ~6h。

共聚甲醛POM注射成型工艺条件
制品壁厚		6mm以下		6mm以上
注射机类型		柱塞式	螺杆式	柱塞式	螺杆式
机筒温度/℃	后	160~175	155~165	160~170	155~165
	中		165~175		160~170
	前	175~180	175 ~185	170~185	170~180
模具温度/℃		75~80	75~80	80~120	80~120
注射压力/MPa		80~100	60~130	60~120	40~100
注射时间/s		10~50	10~60	45~300	45~300
保压时间/s		0~5	0~5
冷却时间/s		10~30	10~30	30~120	30~120
总周期/s		30~100	30~100	90~460	90~400