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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
2、能依赖于其结晶形态及结晶度。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
3、为 40-100 ， 耐摩擦、耐磨耗、自润滑，但抗蠕变性差，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
4、，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
5、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，
6、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 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
7、 ，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；
8、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 、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
9、、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
10、 、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 7 10MM 4 、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
11、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 、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
12、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
13、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： 制品厚度模具温度：小于 3mm 20-40 ， 3-6mm 40
14、-60 ， 6-10mm 60-90 ， 大于 10mm 100 3 ）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