聚苯硫醚(PPS)是一種綜合性能優(yōu)異并能夠在惡劣環(huán)境下長期使用的熱塑性工程塑料,其突出特點為耐高溫,耐輻射,耐腐蝕,無毒,難燃及良好的加工性能,由于PPS的加工溫度較高且流動性好,因此其產品造型和模具設計是兩個關鍵步驟。
PPS產品造型與模具設計
1)產品造型
PPS屬結晶性聚合物,產品的轉角及壁厚變化的部位會引起應力集中,導致應力開裂、尺寸變化、強度下降等問題出現,產品設計時產品的轉角應為圓弧過渡,并盡量避免厚薄不均,一般情況下制品的厚度不要超出7-10mm。
合理的加強筋設計可以增加制品的剛性,防止制品翹曲、消除殘余應力、提高流動性,增加筋條的數目比增加筋條的高度與厚度效果更好,通常筋條的選取為制品厚度的一半并圓角過渡,筋條的脫模斜度為2-3°。
2)模具材料
PPS的加工溫度較高,膠料溫度為290-330℃,模具溫度為130-180℃,同時PPS在大多數情況下以玻璃纖維增強,內含較大量的玻璃纖維,磨損問題必須考慮,故模具材料應以140-150℃為基準,選用合適的合金材料,如SK、SKD、SKH等,硬度為HRC60-65,表面電鍍。
3)流道
流道形狀以圓形、梯形為宜,流道錐度為2-3°,在流道末端設置冷料井。
4)澆口
澆口可以采用針型、圓盤型、扇型、輪輻型、側入型等,不宜采用潛伏型澆口,因為PPS制品硬度大,收縮率小。澆口應設置在制品截面最厚的部位,澆口直徑不小于0.6mm,對于增強PPS,因結晶取向引起強度和收縮率的方向各異,故在設計澆口形狀及位置時,必須考慮膠料流動方向引起的尺寸變化和強度變化,以及因熔合紋引起的強度下降,垂直使熔合紋出現在沒有負荷或負荷較小和不明顯的部位。
5)脫模
為了保證制品的表面光潔平整度及易于脫模,模具的型腔、流道等部位應有較高的光潔度和脫模斜度,脫模斜度一般為1-3°。脫模頂針的直徑、數量、位置的設計也很重要,根據制品的形狀而定,使頂出力均衡和頂出平穩(wěn),否則,會使制品產生局部殘余應力,從而引起制品裂紋和尺寸精度不一等問題。
6)排氣
PPS制品內有氣泡會使其性能明顯下降,由于排氣不良而引起原燒焦、變色和表面粗糙,影響制品的外觀和質量,模具必須合理地開設排氣槽或排氣孔,也可以利用分型面和脫模頂針間隙來排氣。
7)模具的溫控
由于PPS的成型加工、要求模具溫度在130-180℃,這樣的溫度一般需要加熱,而模具溫度的精確性和均勻性影響到產品的性能和尺寸精度;根據模具的大小、制品形狀、生產量及溫控設備等因素,可選擇電熱式和油循環(huán)加熱式溫控,電熱式溫控方便、經濟、溫升快,但溫度均勻性和精確度較差,模溫機油循環(huán)加熱式溫控的溫度均勻性和精確度較高,對性能和尺寸精度要求較高的產品可以選用這種方式。為了保證模具溫度的均勻性和防止散熱,可以在模具的側面和模具與注塑機模板之間加裝石棉板隔熱。