Ultradur®PBT的性能
Ultradur®是BASF旗下的半结晶型热塑饱和聚酯系列产品的商品名,由聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)
衍生而成,用于制造众多行业的高品质技术组件。 Ultradur®是一种可耐受高应力的材料:
高刚度和强度 良好的高温尺寸稳定性 低吸水性 可耐受多种化学品 非凡的耐候性 卓越的耐热老化性
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注射单元 通常,普遍知道的“普通螺杆”适合用于加工Ultradur®。L/D为18-22
D的单导程、浅螺纹的三段式螺杆对PBT的加工较好。相同螺杆直径下,浅螺纹螺杆可保证循环中熔体滞留时间较短,熔体中温度分布更均匀。
加工GF增强的PBT产品时,料筒、螺杆和止回阀应使用耐磨钢。在较高的保压压力下,止回阀还必须防止螺杆前面空间以外熔体的回流,以有效避免部件出现缩痕或空隙。当填充的模具中熔胶垫在保压阶段明显下降时,表明需要检查密封是否足够或游隙是否过大。
由于熔体的粘性,可用开放式喷嘴和封闭式喷嘴加工Ultradur 。建议使用喷嘴加热带。 图1 图2
回到顶端 模具设计 对于Ultradur,可使用传统冷流道和热流道两种系统。
为了避免沉积,必须以有助于流动的方式设计转向。此外在这里,浇口上良好的隔热也很重要。这样,可以更直接控制加热和冷却区的温度,并可降低加热和冷却的总能量需求。
合适的浇口类型取决于特定的应用,因此必须根据具体情况选择浇口。
在60℃以上的模具温度下,应考虑在机器台板和模具底盘之间安装隔热面板,从而减少热能损失,使模具中的温度分布更均匀。
模具中的温度控制应发挥这样的作用:即使在长生产周期期间,也能保持所有轮廓形成区内期望的温度,或可利用独立的温度控制电路在特定点上产生选择性温度变化。由于循环期间温度波动尽可能小,因而可显示有效冷却系统的质量。每边1°的拔模斜度允许无故障脱模。
回到顶端 计量和背压 在计量过程中,必须为温和处理材料,限制螺杆圆周速度和背压水平。 在低于15
m/min的螺杆圆周速度时,可保证温和地进给。图3显示作为螺杆直径与速度的函数关系。
但是由于存在过度剪切的危险,根据经验,应将背压(保证熔体均匀性提前并因此获得满意结果)限制在10 bar。
利用升温控制可理想地实现良好的进给特性。这用图4中的示例图示。 图3 图4 回到顶端 加工温度和滞留时间
各种Ultradur产品建议的熔体温度范围为250至270℃。为了得到机器设置经验,建议从260℃的温度开始。
熔体温度的选择取决于流动长度、壁厚以及料筒中熔体滞留时间。
不必要的高熔体温度和料筒中过长的熔体滞留时间可能会导致分子降解。如图5中的例子所示,它图示作为分子量的度量手段的粘度值,与熔体温度和滞留时间之间的函数关系。
根据经验,基于粒料和模塑件溶液中测量的粘度,容许小于10%的材料降解。如高于此值,应检查加工参数和预处理。 图5
回到顶端 模具表面温度
根据经验,模具表面温度应在40至80℃(非增强型材料)或60至100℃(增强型材料)范围内。使用水系统可有效地达到这些温度。
对于表面质量要求高的组件,尤其是玻璃纤维增强型产品,应注意,模具表面温度至少为80℃或更高。
由于模具温度对收缩、翘曲和表面质量有均影响,它对部件的尺寸精度极其重要。 关于Ultradur B 4520和B 4300
G6,在图6至9中图示了模具表面温度对收缩特性的影响趋势。Ultradur S 4090 G2-G6是翘曲极低的产品。 图6
图7 图8 图9 回到顶端 流动特性和注射速度
一般情况下,应尽快将塑料熔体注射到模具中。但是,在特定组件形状和浇口类型情况下,可能需要降低注射速率。
熔体的流动特性对于模具装料极其重要。可使用商用注塑机上的螺旋模具评估此特性。此模具中包含的路径是流动特性的度量手段。
图10中显示了某些选定Ultradur 产品的螺丝长度。 图10 回到顶端 注射压力
要求的注射压力在很大程度上取决于材料的流动特性、浇口的类型和模塑的几何形状。图11描绘了作为执行注射压力测试的示例使用的测试箱。图12显示了某些选定Ultradur
产品注射压力与熔体温度之间的函数曲线。 图11 图12 回到顶端 收缩 DIN
16901定义了关于加工中收缩的术语和测试方法。根据此标准,收缩的定义为室温下模具与注塑件的尺寸差。收缩主要是材料的特性,但它也由几何形状(自由或受阻收缩)和注塑件壁厚决定。
此外,浇口的位置和尺寸及加工参数(熔体和模具温度、保压压力和保压时间)、贮存时间和贮存温度也起着决定性作用。这些不同因素的相互作用使收缩的预测变得极其困难。
在Ultradur产品系列中,给出了收缩的指导值。这些指导值采用能自由收缩的厚度为3
mm的板确定。熔体温度为260℃,而模具温度为60℃(非增强型材料)或80℃(增强型材料),并且保压压力为500 bar。
特定组件的收缩程度取决于许多因素。以下为其中Zui重要的决定因素。 注塑件的几何形状(壁厚差异、自由或受阻收缩)
生产中使用的加工技术(保压压力、模具表面温度、熔体温度、 注射速率等) 浇口的类型和布置(点浇口、直浇口或膜状浇口)
玻璃纤维的方向(与流动方向平行或垂直) 冷却后的贮存时间(后收缩) 贮存温度(回火效应) 图11 图13
图14 为了说明其中一些参数的作用,收缩与模具表面温度的关系以函数形式表示,图6中为1.5和3
mm的非增强型Ultradur B 4520,图7中为玻璃纤维增强型Ultradur B 4300
G6。此外,在此测试中,将保压压力逐步从500bar升至1000-1500
bar。测试组件为图11中的测试箱。指定的收缩值沿测试箱的纵向方向测量。
根据加工条件不同,可能出现组件的后收缩。图8(非增强型Ultradur B 4520)和图9(玻璃纤维增强型Ultradur B
4300 G6)显示了后收缩程度与模具表面温度之间的函数关系。
在室温下存放60天后,低模具温度下生产的模塑件仅显示出较小的尺寸变化(约0.1%)。在回火(即在120℃高温下存放24小时)之后,相同模塑件显示出明显的后收缩,尤其是低模具温度下生产的模塑件。随着模具表面温度升高,后收缩逐渐下降。当设计高工作温度下所使用的部件时,应考虑此性能。
Ultradur产品S 4090 G2-G6是一种低收缩率的替代品。图13和14显示了其与Ultradur B
4300和B 4040产品(20% GF)的收缩率和翘曲特性的比较。 回到顶端 翘曲
注塑件的翘曲主要由流动方向和与流动垂直方向上收缩差而导致。对于玻璃纤维增强型材料,翘曲一般特别明显。此外,翘曲会随模具表面温度上升而增大。
另一方面,在非增强型的、矿物填充的和玻璃微珠填充的产品中,流动方向和垂直于流动方向上的收缩大致相同。因此,由于其设计特别容易翘曲的注塑件应尽可能用这些Ultradur
产品或用较低翘曲的玻璃纤维增强Ultradur S产品制造。
在许多情况下,通过模具的温差控制,可生产无翘曲的模塑件。
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