PPS是用于微孔成型的一种非常好的半结晶性工程材料。它是一种线形聚合物,相对分子质量适中。在空气中将纯PPS加热至其熔点285℃以下会增大其相对分子质量,得到的产物具有非常高的熔体黏度,结晶温度为125~135℃,玻璃化转变温度Tg大约为85℃。从熔融态开始以80℃/min的速率冷却时,PPS在220~240℃时有一个结晶放热峰。温度是PPS微孔注塑件一个非常重要的加工参数,因为热历史决定了其结晶度,在一定程度上还决定了其力学行为和热性能。如果注塑件在接近或低于Tg的模具温度下注射成型,就会成为非结晶性材料(结晶度不到5%)。但是,如果模具温度升高到130℃左右,表面结晶度会很高(大约为60%)。一般来说,结晶度高时会得到良好的性能,脱模后注塑件的尺寸稳定性高[22]。
PPS的注射成型收缩率很低,一般为0.1%~0.5%。因此,尺寸公差非常小。只要注射成型条件恒定不变,可以忽略注塑件之间的差异。微孔注塑件的尺寸稳定性对PPS成型来说并不是一种明显的优势,其优势是减重,降低成本。传统注射成型时要使其收缩率低则必须采用高背压;而这在微孔成型时就不再需要了。
排气对PPS成型,尤其是微孔成型很重要。排气不当的模具可能会使对着浇口方向的型腔远端灼烧。第5章介绍了提高微孔成型排气能力的一般原则。
PPS微孔注塑件的模具温度范围较宽,一般情况下为38~140℃。尽管为缩短成型周期最好使用低温模具,但PPS注塑件在模具温度低时结晶度低,还可能产生粗糙、有斑点的表面。120~140℃的高温模具使成型周期稍微延长,但注塑件的结晶度高,表面质量高。有必要指出的是,微孔成型本身并不需要PPS的高结晶度来保持其尺寸稳定性,不管怎样表面质量都很差。因此,大多数情况下PPS微孔成型都使用低温模具。另外,高温模具会降低弯曲强度,因为结晶度提高导致伸长率下降。而低温模具(不到38℃)会使PPS注塑件的热变形温度降低,大约为149℃。模具温度高于135℃时热变形温度高达246~260℃。(www.daowen.com)
PPS可以在302~357℃的熔融温度下注射成型[22]。填充的PPS应在成型温度上限成型,以降低机筒、螺杆和螺杆头的磨损。有时,提高PPS的熔融温度可以很容易地解决其充模困难的问题。富气体PPS熔体黏度低,很容易充模,还能降低设备磨损。
已经成功生产出了PPS微孔医用钉枪,减重30%,成型周期缩短50%,锁模力从120t降到15t,模具温度从80℃降低到15℃。另一种PPS微孔注塑件减重5%,成型周期缩短20%,凹痕深度减小80%[14]。
成型温度达到或高于371℃时会分解产生气体副产物,所以应该采取一些预防措施。分解产物——二氧化硫气体和羰基硫化物对呼吸道黏膜有刺激性[22]。
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