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影響塑料制品精度的因素包括收縮率、吸水率、熱膨脹系數(shù)及蠕變四個因素。
1、塑料的吸水性
塑料的吸水性大小與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，分子中含有酯基或酰胺基結(jié)構(gòu)的聚合物吸水率偏大，具體如 PA類、PC、POM、PMMA、PES及 PPO 等。
塑料的吸水性影響塑料的使用精度，即制品在潮濕環(huán)境中使用，由于吸水而引起尺寸增大。 塑料吸水性對尺寸精度的影響量不如收縮影響大。 但有些吸水率大的品種， 如PA也比較顯著。如PA66的吸水率最大為 1.6%，而每1%的吸水率就會引起1/3～1/4 的尺寸公差。
2、塑料的熱膨脹性
熱脹冷縮是物體的大致規(guī)律。衡量其熱膨脹程度可用熱膨脹系數(shù)表示。同金屬相比，塑料的熱膨脹系數(shù)大得多。例如，鋼的熱膨脹系數(shù)為1.2×10ˉ?K-1，而 LDPE 的熱膨脹系數(shù)竟高達 10×10ˉ?K-1，比金屬高出近十倍。因此可以說，塑料的尺寸對溫度十分敏感。例如某塑料制品在 20℃時，其尺寸變化為 0.1%；在 35℃時，尺寸變化增大到 0.15%；而在­-5℃時，尺寸則減少0.25%。
塑料的熱膨脹系數(shù)與熔體流動方向有關(guān)。與收縮不同的是其縱向的熱膨脹系數(shù)要比橫向的熱膨脹系數(shù)小，一般要小一半左右。 塑料的熱膨脹只有在溫度變化的環(huán)境中才會影響其尺寸的精度。溫度不變時，熱膨脹對塑料的尺寸精度無影響。
3、塑料的蠕變性
塑料的蠕變是指成型后的塑料制品在使用過程中，由于受到應(yīng)力的作用，材料的形變隨時間增加而逐漸增大的，從而產(chǎn)生永久形變的現(xiàn)象，進而引起塑料尺寸的變化，影響其尺寸精度。
塑料的蠕變受應(yīng)力、溫度及時間三個因素影響；應(yīng)力越大，溫度越高，時間越長，其相應(yīng)的蠕變增大。下面介紹兒種塑料的蠕變性。幾種材料蠕變大小順序：LDPE、HDPE、PA、PET、＞POM、PC＞PSF、ABS、PPO。
a）PA的蠕變較大，不適于生產(chǎn)精密工業(yè)配件。 在 70℃溫度下， 其蠕變值高達 5%左右，尤其以 PA1010 最大，而PA66 最??；PA的蠕變受溫度影響較大。
b）POM POM 的蠕變性適中，比 PA小，但比PSF及 PC大。在 50℃時，其蠕變值為1%左右。PC的蠕變是塑料中相當(dāng)小的。在70℃溫度下，一般為0.7%左右，并且超過10d后，幾乎不隨時間延長而增加。
c）PSF是塑料中蠕變性最小的。在 50℃溫度下，其蠕變值僅為 0.14%～0.2%。
d）ABS的蠕變比較小。在 50℃溫度下，其蠕變值為 0.4%～0.5%，僅比 PSF大一點。
e）PET的蠕變對溫度較敏感。在23℃時，雖然純PET的蠕變值小于1%，而且GFPET 的蠕變值 幾乎為零；但在70℃，純PET的蠕變值則高達10%。PET進行GF增強后的蠕變值大大下降，最低可下降到 2%左右。
f）PE是塑料中蠕變最大的品種。在50℃溫度下，其蠕變值可達：LDPE 為 4%～5%，HDPE 為4%。
4.塑料的收縮性
塑料的收縮性對塑料制品的尺寸精度影響最大。不同塑料原料之間的收縮率大不相同.塑料的收縮分為成型加工收縮和加工后收縮兩類?；貜?fù)“精度”，查詢更多相關(guān)文章
加工后收縮：制品脫模后一段時間內(nèi)的收縮，與成型收縮相比，后收縮一般比較小。
原因
a）制品內(nèi)部應(yīng)力的松弛作用
對于分子鏈呈剛性的聚合物，制品的后收縮比較大?這主要是因為剛性分子鏈運動速度慢，其分子鏈從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，需要一個較長時間的重新排列過程，因而后收縮時間比較長，而且后收縮率比較大。另一方面，剛性分子鏈易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，成型后會進行慢慢地應(yīng)力松弛。例如以PS為例，其注塑制品脫模三個月后，還會發(fā)生 0.005%的后收縮
圖：精密注塑齒輪
b）繼續(xù)結(jié)晶
對結(jié)晶聚合物而言，制品出模時，并未達到完全結(jié)晶，在常溫下仍可繼續(xù)結(jié)晶，從而引起制品的微量收縮。另外，出模后塑料制品如進行退火處理，制品的應(yīng)力松弛和后結(jié)晶會進一步加大，從而引起后收縮增加。
后收縮率一般可用下式估算：
ΔLa = Lt ?α(tP ?tw )
式中ΔLa ――后收縮量，cm；
Lt ――制品脫模 30min后沿收縮方向的長度，cm；
α ――塑料熱膨脹系數(shù)，cm/(cm?℃)；
tP ――脫模時溫度，℃；
tw 工作環(huán)境溫度，℃。
一般情況下，制品的后收縮在脫模 30min后基本完成。
表1 熱塑性塑料的收縮率、吸水率及熱膨脹系數(shù)
|
塑料品種 |
收縮率/% |
吸水率/% |
熱膨脹系數(shù)/(×10-5K-1) |
|
LDPE |
1.5～5.0 |
0.03 |
10.0～20.0 |
|
LLDPE |
1.5～5.0 |
0.03 |
14.0～16.0 |
|
HDPE |
2.0～5.0 |
0.03 |
11.0～13.0 |
|
PP |
1.0～2.5 |
0.01～0.03 |
5.8～10.0 |
|
30%GFPP |
0.4～0.8 |
0.05 |
2.9～5.2 |
|
PA6 |
0.6～1.4 |
3.0 |
8.3 |
|
30%GFPA6 |
0.3～0.7 |
0.9～1.3 |
1.2～3.2 |
|
PA66 |
1.5 |
0.9～1.6 |
9.8 |
|
30%GFPA66 |
0.2～0.8 |
0.5～1.3 |
- |
|
PA610 |
1.0～2.0 |
0.4～0.5 |
- |
|
30%GFPA610 |
0.2～0.6 |
0.17～0.28 |
- |
|
PA1010 |
1.3～2.3 |
0.2～0.4 |
1.28; |
|
30%GFPA1010 |
0.3～0.6 |
0.4～1.0 |
- |
|
POM |
2.0～2.5 |
0.4～0.45 ; |
9.9 |
|
20%GFPOM |
1.3～2.8 |
- |
- |
|
PBT |
0.44 |
0.035 |
- |
|
25%GFPBT |
0.20 |
0.032 |
- |
|
PSF |
0.5～0.6 |
0.12~0.22 |
5.5～5.9 |
|
30%GFPSF |
0.3～0.4 |
<0.1 |
- |
|
LCP |
0～0.006 |
- |
- |
|
PS |
0.2～0.6 |
0.05 |
6.0～8.0 |
|
HIPS |
0.2～0.6 |
0.1～0.3 |
3.4～21.0 |
|
20%～30%GFPS |
0.1～0.2 |
0.05～0.07 |
1.8～4.5 |
|
AS |
0.2～0.7 |
- |
3.6～3.8 |
|
20%30%GFPS |
0.1～0.2 |
- |
2.7～3.8 |
|
ABS |
0.3～0.8 |
­­0.35 |
9.5～13.0 |
|
20%40%GFABS |
0.1～0.2 |
- |
2.9～3.6 |
|
PMMA |
0.2～0.8 |
0.3～0.37 |
5.0～9.0 |
|
PC |
0.5～0.7 |
0.18 |
6.6 |
|
10%40%GFPC |
0.1～0.3 |
0.09～0.15 |
1.7～4.0 |
|
PET |
0.13 |
- |
- |
|
25%GFPET |
0.10 |
- |
- |
|
氯化聚醚 |
0.4～0.8 |
<0.01 |
- |
|
PES |
0.5～0.8 |
1.8 |
5.5 |
|
PPO |
0.4～0.7 |
0.06 |
5 |
|
PI |
0.3 |
0.11 |
3～5 |
|
HPVC |
0.6～1.0 |
0.07～0.4 |
5 |
|
SPVC |
1.5～2.5 |
0.15～0.75 |
1 |
表2 熱固性塑料的收縮率及熱膨脹系數(shù)
|
成型材料 |
收縮率/% |
熱膨脹系數(shù)/(×10 -5 K -1 ) |
|
|
樹脂 |
增強材料 |
||
|
酚醛 |
木粉 |
0.4～0.9 |
3.0～4.5 |
|
酚醛 |
玻纖 |
0.01～0.4 |
0.8～1.6 |
|
脲醛 |
纖維素 |
0.6～1.4 |
2.2～3.6 |
|
密胺 |
纖維素 |
0.5～1.5 |
4.0 |
|
環(huán)氧 |
玻纖 |
0.1～0.5 |
1.1～3.5 |
|
聚酯 |
玻纖 |
0.1～0.2 |
2.～3.3 |
|
DAP |
玻纖 |
0.1～0.5 |
1.0～3.6 |
由于塑料的收縮大小受成型條件影響比較大，因而其收縮率不是一個固定值，而是一 個范圍，有時收縮率的變化范圍很大，最大可相差 2—4 倍。 所以說收縮率具有不準(zhǔn)確性，因不同加工條件變化很大，很難測出準(zhǔn)確的固定值。回復(fù)“精度”，查詢更多相關(guān)文章2）平均收縮率
對于一個模具設(shè)計者而 言，在具體設(shè)計時，一般可選取平均收縮率。當(dāng)然，如果對具體成型方法十分清楚，也可以從表1和表2中所給的收縮率范圍內(nèi)取一個比較接近值。
例如，以HDPE 為例，其收縮率范圍從表1中查出為2%—5%之間，其平均收縮率為
3%—5%；如果具體成型過程中，各種成型條件可使成型收縮率增大，則可選取4%為具體收縮率；如果具體成型條件有利于成型收縮率的減小，則可選取2.5%為具體收縮率。當(dāng)然，后一種選取方法難度比較大。
文章源于百度文庫，艾邦高分子整理編輯
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