常用工程塑料的物理性能和加工工艺（下）
十三、PVC (聚氯乙烯)
1．PVC的性能：
PVC是无定型塑料，热稳定性差，易受热分解（熔化温度参数不当将导致材料分解的问题）。PVC难燃烧（阻燃性好），粘度高、流动性差、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。PVC种类很多，分为软质、半硬质及硬质PVC，密度为1.1-1.3g/cm3(比水重)，收缩率大（1.5-2.5%），收缩率相当低，一般为0.2~0.6% ，PVC产品表面光泽性差，（美国最近研究出一处透明硬质PVC可与PC媲美）。PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。
2．PVC的工艺特点：
较PVC加工温度范围窄（160-185℃），加工较困难，工艺要求高，加工时一般情况下可不用干燥（若需干燥，在60-70℃下进行）。模温较低（20-50℃）。PVC加工时易产生气纹、黑纹等，一定要严格控制好加工温度（加工温度185~205℃），注射压力可大到1500bar，保压压力可大到1000bar，为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度，螺杆转速应低些（50%以下），残量要少，背压不能过高。模具排气要好。PVC料在高温炮筒中停留时间不能超过15分钟。较PVC宜用大水品进胶，采用“中压、慢速、低温”的条件来成型加工较好。较PVC产品易粘前模，开模速度（第一段）不宜过快，水口在流道冷料穴处做成拉扣式较好，啤PVC料停机前需及时用PS水口料（或PE料）清洗炮筒，防止PVC分解产生Hd↑,腐蚀螺杆、炮筒内壁。所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口；对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm；扇形浇口的厚度不能小于1mm。
3．典型应用范围:
供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。
作者: tony8072shz发布日期: 2006-09-16
十四、PPO（聚苯醚）
1．PPO的性能
聚苯醚是聚2，6—二甲基-1，4—苯醚，又称聚苯撑氧，英文名Polyphenylene oxiole（简称PPO），改性聚苯醚是用聚苯乙烯或其他聚合物改性的聚苯醚，简称MPPO。
PPO（NORLY）是一种综合性能极佳的工程塑料，硬度比PA、POM、PC高，机械强度高、刚性好、耐热性好（热变形温度为126℃）、尺寸稳定性高（缩水率为0.6%），吸水率低（小于0.1%）。缺点是对紫外线不稳定，价格高、用量少。PPO 无毒、透明、相对密度小，具有优良的机械强度、耐应力松驰、耐蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性。在很宽温度、频变范围内电性能好，不水解、成型收缩率小，难燃有自熄性，耐无机酸、碱、耐芳香烃、卤代烃、油类等性能差，易溶胀或应力开裂，主要缺点是熔融流动性差，加工成型困难，实际应用大部分为MPPO（PPO共混物或合金），如用PS改性PPO，可大大改善加工性能，改进耐应力开裂性和冲击性能，降低成本，只是耐热性和光泽略有降低。改性聚合物有 PS（包括HIPS）、PA、PTFE、PBT、PPS和各种弹性体，聚硅氧烷，PS改性PPO石蜡，产品最大，MPPO是用量最大的通用工程塑料合金品种。比较大的MPPO品种有PPO/PS、PPO/PA/弹性体和PPO/PBT弹性体合金。
2．PPO的工艺特点：
PPO的熔体粘度高、流动性差、加工条件高。加工前，需在100-120℃的温度下干燥1-2小时，成型温度为270-320℃，模温控制在75-95℃为宜，需在“高温、高压、高速”的条件下成型加工。此塑料啤塑生产过程中水口前方易产生喷射流纹（蛇纹），水口流道以较大为佳。
对于标准模塑制品，最小厚度范围从0.060到0.125英寸而对于结构泡沫件，最小厚度范围从0.125到0.250英寸，其可燃性范围是从UL94 HB到 V-O。
3．典型应用范围:
PPO和MPPO 可以采用注塑、挤出、吹塑、模压、发泡和电镀、真空镀膜、印刷机加工等各种加工方法，因熔体粘度大，加工温度较高。
PPO和MPPO 主要用于电子电器、汽车、家用电器、办公室设备和工业机械等方面，利用MPPO耐热性、耐冲击性、尺寸稳定性、耐擦伤、耐剥落；可涂性和电气性能：用于做汽车仪表板、散热器格子、扬声器格栅、控制台、保险盒、继电器箱、连接器、轮罩；电子电器工业上广泛用于制造连接器、线圈绕线轴、开关继电器、调谐设备、大型电子显示器、可变电容器、蓄电池配件、话筒等零部件。家用电器上用于电视机、摄影机、录象带、录音机、空调机、加温器、电饭煲等零部件。可作复印机、计算机系统，打印机、传真机等外装件和组件。另外可做照相机、计时器、水泵、鼓风机的外壳和零部件、无声齿轮、管道、阀体、外科手术器具、消毒器等医疗器具零部件。大型吹塑成型可做汽车大型部件如阻流板、保险杠、低发泡成型适宜制作高刚性、尺寸稳定性、优良吸音性、内部结构复杂的大型制品，如各种机器外壳、底座、内部支架、设计自由度大，制品轻量化。
十五、PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯??
1．PBT的性能：
PBT是最坚韧的工程热塑材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性， PBT吸湿特性很弱。非增强型PBT的张力强度为50MPa，玻璃添加剂型的PBT张力强度为170MPa。玻璃添加剂过多将导致材料变脆。PBT的；结晶很迅速，这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。对于有玻璃添加剂类型的材料，流程方向的收缩率可以减小，但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。一般材料收缩率在1.5%~2.8%之间。含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3%~1.6%之间。熔点（225%℃）和高温变形温度都比PET材料要低。维卡软化温度大约为170℃。玻璃化转换温度（glass trasitio temperature）在22℃到43℃之间。
由于PBT的结晶速度很高，因此它的粘性很低，塑件加工的周期时间一般也较低。
2．PBT的工艺特点：
干燥处理：这种材料在高温下很容易水解，因此加工前的干燥处理是很重要的。建议在空气中的干燥条件为120C,6~8小时，或者150℃，2~4小时。湿度必须小于0.03%。如果用吸湿干燥器干燥，建议条件为150℃，2.5小时。加工温度225~275℃，建议温度250℃。对于未增强型的材料模具温度为40~60℃。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。建议模具冷却腔道的直径为12mm。注射压力中等（最大到1500bar），注射速度应使用尽可能快的注射速度（因为PBT的凝固很快）。流道和浇口:建议使用圆形流道以增加压力的传递（经验公式：流道直径=塑件厚度+1.5mm）。可以使用各种型式的浇口。也可以使用热流道，但要注意防止材料的渗漏和降解。浇口直径应该在0.8~1.0*t之间，这里 t是塑件厚度。如果是潜入式浇口，建议最小直径为0.75mm。
3．典型应用范围:
家用器具（食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等），电器元件（开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等），汽车工业（散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等
收缩率:
塑件自模具中取出冷却到室温后，发生尺寸收缩这种性能称为收缩性。由于收缩不仅是树脂本身的热胀冷缩，而且还与各成形因素有关，所以成形后塑件的收缩应称为成形收缩。
1．成形收缩的形式成形收缩主要表现在下列几方面：
（1）塑件的线尺寸收缩由于热胀冷缩，塑件脱模时的弹性恢复、塑性变形等原因导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩小，为此型腔设计时必须考虑予以补偿。
（2）收缩方向性成形时分子按方向排列，使塑件呈现各向异性，沿料流方向（即平行方向）则收缩大、强度高，与料流直角方向（即垂直方向）则收缩小、强度低。另外，成形时由于塑件各部位密度及填料分布不匀，故使收缩也不匀。产生收缩差使塑件易发生翘曲、变形、裂纹，尤其在挤塑及注射成形时则方向性更为明显。因此，模具设计时应考虑收缩方向性按塑件形状、流料方向选取收缩率为宜。
（3）后收缩塑件成形时，由于受成形压力、剪切应力、各向异性、密度不匀、填料分布不匀、模温不匀、硬化不匀、塑性变形等因素的影响，引起一系列应力的作用，在粘流态时不能全部消失，故塑件在应力状态下成形时存在残余应力。当脱模后由于应力趋向平衡及贮存条件的影响，使残余应力发生变化而使塑件发生再收缩称为后收缩。一般塑件在脱模后10小时内变化最大，24小时后基本定型，但最后稳定要经30～60天。通常热塑性塑料的后收缩比热固性大，挤塑及注射成形的比压塑成形的大。
（4）后处理收缩有时塑件按性能及工艺要求，成形后需进行热处理，处理后也会导致塑件尺寸发生变化。故模具设计时对高精度塑件则应考虑后收缩及后处理收缩的误差并予以补偿。
2．收缩率计算塑件成形收缩可用收缩率来表示，如公式（1-1）及公式（1-2）所示。
Q实=（a-b）/b×100 (1-1)
Q计=（c-b）/b×100 （1-2）
式中：Q实—实际收缩率（%）；
Q计—计算收缩率（%）；
a —塑件在成形温度时单向尺寸（毫米）；
b —塑件在室温下单向尺寸（毫米）；
c —模具在室温下单向尺寸（毫米）。
实际收缩率为表示塑件实际所发生的收缩，因其值与计算收缩相差很小，所以模具设计时以Q计为设计参数来计算型腔及型芯尺寸。
3．影响收缩率变化的因素在实际成形时不仅不同品种塑料其收缩率各不相同，而且不同批的同品种塑料或同一塑件的不同部位其收缩值也经常不同，影响收缩率变化的主要因素有如下几个方面。
1）塑料品种各种塑料都有其各自的收缩范围，同种类塑料由于填料、分子量及配比等不同，则其收缩率及各向异性也不同。
（2）塑件特性塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件，嵌件数量及布局对收缩率大小也有很大影响。
（3）模具结构模具的分型面及加压方向，浇注系统的形式，布局及尺寸对收缩率及方向性影响也较大，尤其在挤塑及注射成形时更为明显。
（4）成形工艺挤塑、注射成形工艺一般收缩率较大，方向性明显。预热情况、成形温度、成形压力、保持时间、填装料形式及硬化均匀性对收缩率及方向性都有影响。
如上所述模具设计时应根据各种塑料的说明书中所提供的收缩率范围，并按塑件形状、尺寸、壁厚、有无嵌件情况、分型面及加压成形方向、模具结构及进料口形式尺寸和位置、成形工艺等诸因素综合地来考虑选取收缩率值。对挤塑或注射成形时，则常需按塑件各部位的形状、尺寸、壁厚等特点选取不同的收缩率。
另外，成形收缩还受到各成形因素的影响，但主要决定于塑料品种、塑件形状及尺寸。所以成形时调整各项成形条件也能够适当地改变塑件的收缩情况。
PEI工艺条件:
干燥处理：PEI具有吸湿特性并可导致材料降解。要求湿度值应小于0.02%。建议干燥条件为150C、4小时的干燥处理。
熔化温度：普通类型材料为340~400C；增强类型材料为340~415C。
模具温度：107~175C，建议模具温度为140C。
注射压力：700~1500bar。
注射速度：使用尽可能高的注射速度。
化学和物理特性:
PEI具有很强的高温稳定性，既使是非增强型的PEI，仍具有很好的韧性和强度。因此利用PEI优越的热稳定性可用来制作高温耐热器件。PEI还有良好的阻燃性、抗化学反应以及电绝缘特性。
玻璃化转化温度很高，达215C。PEI还具有很低的收缩率及良好的等方向机械特性。
