1、尼龙注塑加工工艺及其问题PA 聚酰胺、也称尼龙，是一大类酰胺型聚合物的统称。最常见的有 PA6 、 PA66 、 PA1010 。最近，随着 I T 业的发展，一种新型的聚酰胺 PA46 的使用量剧增，它用于代替 LCP （液晶聚合物）生产电脑上的插件。由于 PA 具有良好的机械性能，韧性好、抗冲击、耐磨、自润滑、阻燃、绝缘等特点，所以被广泛用于汽车、机械、电子、仪表、化工等多个领域，如齿轮、滑轮、轴承、叶轮、衬套、容器、刷子、拉链等。PA6 、 PA66 、 PA46 都属脂肪族聚酰胺，是线性聚合物，其分子结构中有极强极性的酰胺基，所以具有高度的结晶能力。 PA 制品的性能依赖于其结晶形态及
2、结晶度。而加工条件对结晶形态和结晶度有影响，加工条件不同， PA 制品的结晶变化可达 40% ，制品冷却慢，结晶度高，且形成较大尺寸的结晶形态。吸水性对其结晶度也有影响。另外， PA 在加工过程中由于流动、剪切作用会产生一定程度的取向，导致制品性能的各向异性，沿取向方向的强度优于非取向方向，取向也有利于结晶过程的进行，在模具设计时要考虑这个因素。 PA 的性能 物理性能无、无味、不霉烂、外观为半透明或透明，乳白色或淡黄色，密度 1.04-1.36 ，燃烧时放出特殊的蛋白味，火焰为蓝色上端呈黄色。 机械性能刚韧性好，耐反复冲击震动，使用温度为 40-100 ，耐摩擦、 耐磨耗、自润滑，但抗蠕变性
3、差，尺寸稳定性较差，可以通过加入玻璃纤维增强或与其他材料共混来克服此缺点。 耐化学品性能及耐候性PA 的有机溶剂很少，乃化学性能良好， PA 的有机溶剂是甲酸、酚类化合物。不同浓度的无机酸、碱、盐均可导致 PA 溶胀、溶解或水解。在不受阳光照射的条件下，其耐老化性能良好，但在热作用、光照、辐射条件下老化快、制品变色、性能下降。 加工性能 易吸湿，成型前必须进行干燥。 熔点高，熔限窄，熔点分别为： PA6 ： 215 ， PA66：255 ， PA46：290。 PA 熔体粘度具有较高的温度敏感和剪切敏感，熔体粘度低，流动性好。 PA 熔融状态的热稳定性较差，高温下易分解。 熔体的冷却速度对制品
4、的结构和性能有明显的影响。 成型过程伴随结晶产生，收缩率大。 成型设备与模具 注塑机的选用 螺杆与机筒由于 PA 具有韧性、自润滑性、进料困难、剪切生热大、熔点高、熔融速度快、易分解等特点。要求螺杆具备压缩排气集中，吃料能力强，驱动力大，耐磨性好。因此， PA 注塑加工的塑化系统为：螺杆的加料段较长，加料段的螺槽较深，压缩段、均化段较短，机筒加料段处拉槽，加大油马达的功率，螺杆带有高效的止逆环。 射嘴由于 PA 在熔融状态下粘度低，流动性好，机筒内也不可避免留有部分残余压力，如果采用开放式射嘴，开模取出制品时熔体会从射嘴处流出（即流涎现象），既浪费材料又影响正常生产，故需采用自锁式射嘴，常用弹
5、簧针阀式射嘴。 产品造性与模具设计 壁厚在保证制品性能的前提下，尽可能取小值，制品越厚，收缩越大，强度不够，可以增加加强筋。 制品收缩率大，易脱模，脱模斜度为 40 -1 40。 流道与浇口流道直径 3-6 mm，浇口直径为壁厚的 2/3-3/4。但不得小于 0.8mm。浇口太小会使熔体剪切过热而降解，影响制品性能。4)嵌件尼龙的热膨胀系数比钢大 9-10 倍，比铝大 4-5 倍，金属嵌件妨碍尼龙的收缩，产生较大的应力，可能引起开裂，要求嵌件周围的厚度不小于嵌件金属的直径尺寸。 排气PA 的粘度小，高压注射下，充模快，如果气体不能及时排出，制品容易产生气泡、灼伤等缺陷，模具必须开设排气孔或排气
6、槽，一般开在浇口的对面，排气孔直径为 1.5-1mm，排气槽深度小于 0.03 mm。 成型工艺1、原材料的准备因 PA 易吸湿，吸湿后对加工过程有影响，如熔体粘度下降，制品表面有气泡、银纹等。而且制品的力学性能也明显下降。因此，成型前必须进行干燥处理。又 PA 在高温下易被氧化而变色和降解，所以，最好采用真空干燥，但在没有真空干燥条件下，也可采用常压热风干燥。真空干燥温度为 85-95 ，时间 4-6H,热风干燥为：温度：90-100，时间 8-10H，干燥后的 PA 料不宜长时间放置在空气中（不超过 1-3H）。 成型温度机筒温度的选择，以 PA 的熔点为主要依据，同时与注塑机的类型、制品
7、的形状、尺寸有关。一般在 220-320 ， PA6：220-300； PA66：260-320，因 PA 的加工温度较窄，故机筒温度必须严格控制，以免熔料降解而使制品变坏。机筒温度的设置对塑料的塑化和熔胶的快慢影响较大，机筒的中段温度要高于熔点 20-40 、低于分解温度 20-30，前段温度比中段温度低5-10，后段（加料段）温度比中段温度低 20-50；加料口处冷却必须有效；如果中段温度太低，螺杆转速过快，可能会出现卡现象，后段温度过高，会影响输送能力，螺杆吃料慢，影响生产效率。尼龙注塑加工工艺及其问题（下）4）常见缺陷与解决方法缺陷缺陷 原因 解决方法1 、填充不足1 、注射压力不足2
8、 、注射速度慢3 、熔料温度低4 、排气不良5 、浇口过小6 、过胶圈磨损1 、提高注射压力2 、提高注射速度3 、提高机筒温度 ,4 、在未填满的部位加排气孔5 、扩大浇口尺寸或缩短浇口流道的距离6 、检查过胶圈的磨损程度，更换2 、表面无光泽1 、制品密度不足2 、填充速度慢3 、模具温度低4 、排气不良1 、增加熔胶量，提高注射压力2 、提高机筒温度，提高注射速度3 、提高模具温度4 、充分排气3 、变色 熔料温度过高 注射速度过快 浇口过小 模具排气不良 降低机筒温度、螺杆转速、背压 降低注射速度和注射压力 扩大浇口尺寸 开设或增加排气孔、槽4 、银纹干燥不足 熔料温度过高 注射速度过
9、快 材料中有杂质 加强干燥，加长干燥时间或采用真空干燥 降低机筒温度、螺杆转速 降低注射速度和注射压力 检查材料中有无杂质 适当增加背压5 、熔合纹1 、熔料充模后冷却快引起2 、浇口位置开设不当1 、提高注射压力 、 速度 、 机筒温度 、 模具温度2 、更改浇口位置，使熔合纹出现在不受负荷或不显著的部位；开设冷料井，使熔合纹处的冷料排出6 、翘曲1 、制品冷却不均匀2 、制品壁厚不均匀3 、填充过度4 、注射速度过快1 、调整模具的温度控制，使其冷却均匀2 、产品的设计尽量使其壁厚均匀3 、降低注射压力和保压压力4 、降低注射速度7 、收缩 、 凹陷 制品密度不足 熔料含有气体 制品壁厚过
10、厚 热收缩大1 、增加熔胶量，提高注射压力，延长注射时间2 、充分干燥材料3 、制品厚度不要超过 710MM4 、降低机筒温度及模具温度8 、内部裂纹 1 、制品冷却过快2 、残余应力1 、提高模具温度，制品取出后浸入热水或放入烘箱中缓慢冷却2 、降低注射速度，提高模具温度9 、烧焦 1 、排气不良2 、熔料温度过高1 、增加排气孔2 、降低机筒温度 、 注射速度3 、加大浇口10 、脱模困难 、 顶出破裂1 、模具的脱模锥度不足，表面光洁度不足2、 脱模顶针的位置不当或直径过小1 、加大脱模锥度，模具表面抛光2 、增加顶针数量或加大顶针直径3 、延长冷却时间，降低机筒温度 、 模具温度11
11、、下料困难或不下料 机筒温度设置不当 机筒下料口处冷却不足 螺杆、机筒设计不当 料斗、下料口堵塞适当提高机筒中段温度、降低后段温度 检查冷却水管有无堵塞 螺杆的加料段较长、螺槽较深、该处机筒拉槽 检查材料中有无尺寸较长的再生料、再生料的使用比例过大。尼龙注塑加工工艺及其问题（中）3、注射压力注射压力对 PA 的力学影响较小。注射压力的选择，主要依据注塑机的类型、机筒温度、制品形状、尺寸、模具结构、还取决于注射速度、注射时间、保压时间等因素。4 、注射速度注射速度的选取与制品的壁厚、熔体的温度、浇口的大小等有关，对薄壁产品，注射速度可较快，而对厚壁产品则注射速度可较慢，熔体温度高，注射速度注射速
12、度要慢些，浇口尺寸小，注射速度不能太快，否则会因剪切过量引起熔体温度过高而降解，导致制品变色和力学性能下降。注射速度太快，也会使制品出现气泡、烧焦等缺陷。 螺杆转速适宜采用中速，转速太快会因剪切过量而使塑料降解，导致制品变色和性能下降，转速太慢，会影响熔胶的质量，同时也会因熔胶时间长而影响生产效率。 背压在保证制品质量的前提下，背压越低越好，高背压会使熔体剪切过量而过热降解。 模具温度 模具温度高，制品的硬度、密度、拉伸强度、弹性模量提高。 模具温度与制品的性能要求有关，对于要求伸长率、透明性好的薄制品，模具温度低些较好；而要求强度高、耐磨性好、使用变形小的厚制品，则模具温度高些好。具体如下：
13、制品厚度模具温度：小于 3mm 20-40 ， 3-6mm 40-60 ， 6-10mm 60-90 ， 大于 10mm 1003）模具温度对制品的收缩率影响很大，模温越高，收缩率越大，反之，收缩率小。 成型周期主要取决于制品的壁厚，对薄壁制品，注射时间、保压时间、冷却时间都可以较短，而厚壁制品，为防止收缩变形、凹痕、气泡等出现，注射时间、保压时间相应加长，采用高模温，冷却时间应较长。 制品后处理PA 在成型过程中分子取向，冷却过程中的结晶，使制品存在一定的内应力，在以后的储放或使用过程中，制品的尺寸和形状会发生变化。因此需要进行退火、调湿处理。 退火使用温度高于 80 或精度要求高的制品，制品脱模取出后，放于油或石蜡中退火。退火温度高于使用温度 10-20，时间 10-60 分钟。（视制品的厚度而定） 调湿长期在潮湿或是、水溶液中使用的制品，在成型过程中，制品取出后，放于沸水或醋酸钾水溶液中 1-2 天。 机筒滞留时间在生产过程中，若胶温度在 300以上，要避免熔体在机筒内滞留时间过长（20 分钟），否则会过热分解，使产品变色或变脆。若需临时停机超过 20 分钟，可把机筒温度降至 200。长时间停机时，必须使用粘度较高的聚合物来清洗机筒，可以用 HDPE 或 PP 来清洗。 1 /1
