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热塑性弹性体注塑功能件的表观缺陷和解决方案参考

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热塑性弹性体,简称TPE或TPR,是Thermoplastic rubber的缩写。是常温下具有橡胶的弹性,高温下具有可塑化成型的一类弹性体。热塑性弹性体的结构特点是由化学键组成不同的树脂段和橡胶段,树脂段凭借链间作用力形成物理交联点,橡胶段是高弹性链段,贡献弹性。塑料段的物理交联随温度的变化而呈可逆变化,显示了热塑性弹性体的塑料加工特性。因此,热塑性弹性体具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能,是介于橡胶与树脂之间的一种新型高分子材料,常被人们称为第三代橡胶。


自从1958 年Bayer公司首次制备出热塑性聚氨酯( TPU) 以来,TPE就得到了迅速发展,尤其是1963年苯乙烯类热塑性弹性体问世以后,关于热塑性弹性体的制备理论逐步得到完善,应用领域进一步扩大。

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热塑性弹性体注塑功能件的表观问题比较常见,除了与材料本身有关之外,和注塑过程的工艺控制也有关。 


1、白化现象:指稳定剂等配合剂迁移至成型品表面,其表面像喷上粉一样呈现出一种白色现象。


原因:主要是由于稳定剂过量配合或与聚合物不相容而引起的,不相容则可以加入南京塑泰相关的相容剂来解决。应选择与聚合物相容性良好的稳定剂或将稳定剂的用量控制在最佳的范围。


其次,更换成相对分子质量高的稳定剂也是十分有效的。另外,也有通过迁移至成型品表面发挥其功能的稳定剂。例如,抗静电剂、润滑剂等。对这种稳定剂来讲,选择即使迁移也难以出现白化的稳定剂是非常必要的。


热塑性弹性体在一般的环境下使用时很少会出现白化的问题,但在高温、潮湿、户外长期使用的场合,为提高耐久性在配合上追加耐热稳定剂(防老剂)、耐侯稳定剂是十分必要的。特别是高温下,因其极易引起迁移,所以稳定剂的选择也是相当重要的。 


2、发粘现象:与树脂相比,软质热塑性弹性体表面更容易产生发粘的现象。


原 因:主要是因老化而生成低相对分子质量聚合物和增塑剂、稳定剂迁移至表面而引起 的。但无论属哪种情况,采用红外光谱法(IR)等分析手段,通过分析发粘成分便能够比较容易地确定出与此相关的物质。


发粘主要是成型温度过高,聚合物因热分解而形成低相对分子质量物质的缘故。尽管成型机的设定温度本身未达到热分解温度,但在成型工艺中的剪切生热有时也会使其暂时达到高温。


解决方案:作为其对策,降低成型温度、低剪切化,用氮气净化成型机液压缸体内部都是十分有效的。另外,在成型机暂停时,胶料长时间以熔融状态置留在成型机的模腔内,有时也会因热老化而发粘。另外,在高温下使用的制品很容易出现发粘的现象。因此,稳定剂、软化剂种类的选择和用量的确定是非常重要的。  


3、老化现象:制品机械性能明显降低,外观质量变差。


原因:与无机材料和金属材料相比,高分子材料的耐热、耐紫外线性较差引起制品老化。多数制品因老化而使其机械特性明显降低,外观质量变差。


解决方案:通过配合耐热、耐候性等稳定剂,通过添加紫外线吸收剂、光稳定剂的方法,在一定程度上可以抑制老化现象的产生。与注射成型有关的问题及其对策。


4、气孔:在成型品中出现凹孔现象,主要是成型品在模具内的冷却过程中因收缩而引起的。除要求材料必须充满模腔外,快速冷却也是十分必要的。具体地来讲,就是提高保压(二次压力),降低树脂和模具的设定温度。


另外,对成型品的形状也有很大的依赖性。由于在厚的部位极易出现气孔,所以对这样的制品来说, 应采用在其周围设有注胶口或流胶道那样的模型设计。


5、毛边:这是树脂从模腔溢出造成的。对橡胶的注射成型来讲,出现毛边是正常的,但对树脂或热塑性弹性体是不正常的。


其理由是:


与橡胶胶料相比,熔融的树脂或热塑性弹性体的流动性较高,注射压力也比较低;


与模具接触、冷却,在瞬间即可固化、终止流动。因此,树脂或热塑性弹性体通常是不易出现毛边的现象。


作为对策,首先必须降低填充量、降低保压和缩短保压时间。另外,对尺寸精度差、分型面有间隙的模具 来讲,其修理是非常必要的。在成型品投影面积大,合模力相对低于注射压力的场合,有时也会出现毛边,因此必须使用更大的成型机。

 

6、流痕:在成型品表面出现光泽不同的条纹现象。


一般来讲,在树脂的注射成型中有:


A.间隔窄的记录条纹状;


B.在成型品表面上下出现同位相的比较宽的间隔条纹状;


C.在成型品表面上下出现异位相的比较窄的间隔条纹状三种类型。


解决这一问题可以通过这些方法来解决,如添加纯单体树脂、提高注射速度、模具温度、加大注胶口、提高树脂温度和注射速率、提高成型温度、模具温度或降低注射速度等。通过提高注射速度和模具温度都是有效的。


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