聚苯硫醚PPS加工注塑工藝
聚苯硫醚PPS的特性：聚苯硫醚（PPS），全稱為聚苯基硫醚。它是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性特種工程塑料，其突出的特點(diǎn)是耐高溫，耐腐蝕和優(yōu)越的機(jī)械性能。 PPS是含硫芳香族聚合物，線型PPS在350℃以上交聯(lián)后成熱固性塑料，支鏈型結(jié)構(gòu)PPS為熱塑性塑料。 （一） PPS的性能 （1） PPS為塑性結(jié)晶性樹(shù)脂，其結(jié)晶度約為65%，外觀為白色或琥珀色。純PPS的密度為1.3~1.35g/cm3,但很少單獨(dú)使用,應(yīng)用的PPS多為改性品級(jí),如玻璃纖維增強(qiáng)、無(wú)機(jī)填充和碳纖維增強(qiáng)度，改性后的密度增大為1.60~1.68 g/cm3. （2） PPS具有高強(qiáng)度、高剛性和尺寸穩(wěn)定性，在高濕條件下剛性也良好，并具有突出的耐疲勞性能和抗蠕變性能：吸水性、吸油性、成型收縮性及線膨脹系數(shù)均很小。 （3） PPS的結(jié)構(gòu)中含有硫原子，其含氧指數(shù)為46%~53%，在火焰上能燃燒，但不滴落，且離火自熄，有優(yōu)異的阻烯性能。 （4） PPS的耐熱性能優(yōu)秀，熔點(diǎn)275~291 ℃，熱變形溫度為135℃，經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后可達(dá)到260℃，分解溫度為400℃ （5） PPS具有良好的高電阻率和低介電常數(shù)，其電絕緣性隨溫度變化較小，即使在高溫、高濕下仍保持良好的電絕緣性能。 （6） PPS具有優(yōu)異的耐化學(xué)穩(wěn)定性，除了強(qiáng)氧化性酸，如濃硫酸、硝酸和“王水”外，能耐其他酸、堿、鹽的腐蝕，且在200℃以下不溶于任何有機(jī)溶劑，其耐腐蝕性能幾乎與聚四氟乙烯相當(dāng)。 （7） PPS為惰性物質(zhì)，口服無(wú)毒，但在加工時(shí)，若溫度超過(guò)370℃，PPS會(huì)發(fā)生少量熱分解，產(chǎn)生微量的SO 、COS、CO 、CS 等有害氣體。 
PPS的注塑成型工藝 
· 料筒溫度：為防止物料氧化變色，溫度不宜過(guò)高，流動(dòng)性以能滿足順利充滿模腔即可，模溫通常為310-340℃，大制件采用較低的料筒溫度，小制件采用較高的料筒溫度。 
· 料嘴溫度：以保持物料良好的流動(dòng)性而又不流延為宜。 
· 模具溫度：通常以140-170℃為宜。 
· 注射壓力：PPS制品以高注射壓力為佳，特別是復(fù)雜、薄壁件，且注射壓力的增加，對(duì)成型帶來(lái)的負(fù)面影響較小。注射壓力通常為80-150Mpa。 
· 注射速度：注射速度越快，制品表面光澤越好，但容易發(fā)生產(chǎn)品翹曲、溢邊和燒焦等現(xiàn)象，故一般使用中等注射速度。 
· 保壓壓力：為防止內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，保壓壓力應(yīng)盡量低，以制品不出現(xiàn)氣泡、凹陷、缺料等缺陷為判斷標(biāo)準(zhǔn)。 
· 背 壓：為獲得品質(zhì)穩(wěn)定的制品，需一定的背壓，通常為0.3-0.8MPa。 
· 螺桿轉(zhuǎn)速：PPS注射成型時(shí)螺桿轉(zhuǎn)速一般為40-110rPM，而高循環(huán)成型時(shí)雖可采用220rPM以上，但此時(shí)樹(shù)脂因剪切易發(fā)熱，故需同時(shí)降低料筒溫度。另外，高剪切速率將導(dǎo)致填充纖維斷裂增加，對(duì)制品性能不利。 
· 成型周期：在厚壁成型時(shí)，為提高結(jié)晶度，獲得好的力學(xué)性能，需適當(dāng)延長(zhǎng)冷卻時(shí)間；薄壁成型的周期通常為20-30秒。 
· 制品脫模：PPS本身由于具有脫模性，通常不用或小用脫模劑，若用，可選擇硬脂酸鋅，氟系及有機(jī)硅類脫模劑。 · 成型后的清洗：清洗通常使用低熔融指數(shù)（約0.2-0.5）的聚乙烯較為經(jīng)濟(jì)。 
· 再生料的使用：再生料使用比例依所要求成型制品性能而定，一般再生料的使用比例不超過(guò)30%。 
· 制品的退火處理：對(duì)于低溫成型的制品為提高其性能，消除內(nèi)應(yīng)力以及保持產(chǎn)品性能及尺寸穩(wěn)定性，可將制品進(jìn)行退火處理，條件通常為200-240℃，2-4小時(shí)。需注意退火會(huì)造成制品因結(jié)晶化而導(dǎo)致的再收縮并造成產(chǎn)品尺寸變化。 
· 干燥條件：建議的干燥溫度為150-160°C，為期2-3小時(shí) 
· 成型收縮率：0.7% 加工工藝對(duì)性能的影響： 注射速度不同，產(chǎn)品的表面光這度就不一樣，注射速度越快，表面光澤越好，但容易發(fā)生產(chǎn)品翹曲，燒焦，對(duì)此必須注意。一般使用中等注射速度，較高注射壓力條件成型。 由于PPS樹(shù)脂是結(jié)晶性樹(shù)脂，在厚壁成型時(shí)，通常為提高結(jié)晶度，必須拉長(zhǎng)冷卻時(shí)間，而在薄壁成型時(shí)，即使一次成型個(gè)數(shù)很多，每一循環(huán)10-30秒就已足夠。 成型時(shí)的螺桿轉(zhuǎn)速一般為40-100RPM，而高循環(huán)成型時(shí)雖可采用200RPM以上，但此時(shí)樹(shù)脂易發(fā)熱，必須將機(jī)筒溫度設(shè)定較低些。 成形收縮 PPS樹(shù)脂是結(jié)晶性的樹(shù)脂，在成型時(shí)，其結(jié)晶度隨模具溫度而變化，因此收縮率就隨模具溫度而變化。 成型收縮率與模具溫度的關(guān)系(R-4) 成形條件因成型品的形狀不同而有所不同，成型收縮率就隨之變化。模槽(CAVITY)的濃度越深脫模錐(TAPER)度應(yīng)越大(1°-3°)。 結(jié)晶化導(dǎo)致的最大影響為：因殘留應(yīng)力所造成凹陷的岫、翹曲，應(yīng)力開(kāi)裂及強(qiáng)度下降等問(wèn)題。在設(shè)計(jì)時(shí)，除厚壁成型用品種之外，其它各種的最大壁厚應(yīng)不超出7-10mm，并厚度均為宜。至于壁厚時(shí)，請(qǐng)使用A-100，A-200。 成型收縮率溫度的關(guān)系(R-4) 成型品壁厚與成型收縮率 成型后的清洗 通常大件成型時(shí)，每一循環(huán)的時(shí)間變長(zhǎng)，在機(jī)筒內(nèi)樹(shù)脂的滯留時(shí)間也隨著增長(zhǎng)， 而在高溫中滯留過(guò)久者，樹(shù)脂的顏色會(huì)呈較黑色及流動(dòng)性略降現(xiàn)象，但對(duì)樹(shù)脂的特性沒(méi)有太長(zhǎng)的影響。通常對(duì)于大件的成型，機(jī)筒應(yīng)采用較低的溫度，而小件的成型 別采用較高的機(jī)筒溫度。為防成型品的重量每次變動(dòng)不一，加上若干背壓（5kgs/cm°左右）對(duì)于獲得品質(zhì)穩(wěn)定的成型品有所助益。但是，如果在機(jī)筒內(nèi)長(zhǎng)期放置樹(shù)脂時(shí)，有可能在機(jī)筒內(nèi)硬化，一定要避免這種現(xiàn)象發(fā)生，又成型終了后一定要把樹(shù)脂清洗出來(lái)。 成型的清洗通常使用低熔融指數(shù)（約為0.2-0.5 左右)的聚乙烯，而為縮短清洗的時(shí)間，使用成型溫度高的聚砜，聚碳酸酯(最好是玻纖增強(qiáng)的)等為有效，且即使采用其再生品也有充分的效果。用玻纖增強(qiáng)樹(shù)脂 清洗后，為了保證成型機(jī)的機(jī)筒及螺桿，最后應(yīng)當(dāng)用不含填充的樹(shù)脂進(jìn)行清洗。 干 燥 建議的干燥溫度為150-160°C，為期2-3小時(shí)。若使用熱風(fēng)干燥機(jī)，置于盤中之原料高度不應(yīng)高于50mm。若使用除濕干燥機(jī)，其入口溫度為-40°C露點(diǎn)。 機(jī)筒、螺桿的損耗 機(jī) 筒、螺桿的損耗可分化學(xué)性及物理性。PPS并不存在化學(xué)性之腐蝕。物理性方面，因其內(nèi)含之玻纖（與其它含玻纖之工程塑料一樣）對(duì)普通機(jī)筒及螺桿造成損耗， 故此須采用成型機(jī)廠家推薦之耐磨損機(jī)筒及螺桿，而該種機(jī)筒及螺桿是專門為加工玻纖工程料而設(shè)計(jì)的。又料斗下的機(jī)筒溫度過(guò)者，將易導(dǎo)致機(jī)筒及螺桿磨損的增加。 
 PPS的模具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 
1. 鋼材的選擇及處理 PPS是玻纖增強(qiáng)樹(shù)脂，因此與其它玻纖增強(qiáng)工程塑料一樣需要考慮磨損的問(wèn)題。此外PPS大部分在高溫下成型，故模具的材質(zhì)應(yīng)以模溫 140-150°C為基準(zhǔn)，考慮模具應(yīng)大量生產(chǎn)時(shí)的壽命問(wèn)題，選用諸如SK、SKS、SKD、SKH（AISI D-2、A2、420；ASSAB XW-41、XW-10、STAVAX-136）等材料為宜。 模具的熱硬化處理希望用HRC-60-65整體熱硬化處理。表面光潔度在10S以下時(shí)對(duì)模具的磨損降低有好處。 此外，電鍍處理可以提高使用壽命，以NYE CARB（鎳、矽、碳化物）及無(wú)電解鍍加工為宜。 
2.流道(SPRUE-RUNNER) 流道形狀以圓形、梯形為宜，流道錐度為2°-3°，在流道的下部要設(shè)有冷膠井(COLD SLUG WELL)。  
3.澆口設(shè)計(jì)(GATE DESIGN) 1)針形(PIN POINT)：最小直徑為0.6φ。 2)圓盤形(DISK)：小型圓狀物成型 3)薄片形(TAB) 4)輸輻狀(SPOKE)：大型圓狀物成型 5)側(cè)入口(SIDE) 6)直接形(DIRECT)：大型成型 7)潛伏式(SUBMARINE)：從PPS樹(shù)脂的剛性及伸長(zhǎng)率來(lái)看，潛伏式澆口并不太宜，但在高循環(huán)成形(FAST CYCLE)成形時(shí)仍有使用，但進(jìn)入角應(yīng)大些，澆口直徑也應(yīng)大些。 PPS成型材料有很多品種，一般以玻纖增強(qiáng)(有些以玻纖及無(wú)機(jī)材料填充強(qiáng)化)，因此一定要注意，因方向性引起的尺寸變化及強(qiáng)度變化，以及因接合線(WELD LINE)所造成的強(qiáng)度降低，而必須在模具設(shè)計(jì)時(shí)考慮到澆口形狀及位置。 沿樹(shù)脂流動(dòng)方向及其垂直方向其強(qiáng)度不同，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)充分考慮及此。(垂直方向的強(qiáng)度大約為流動(dòng)方向的50-60%)。 方 向 成型收縮率(cm/cm) 流動(dòng)方向 低溫 1/1000-3/1000 垂直于流動(dòng)方向 低溫 4/1000-8/1000 對(duì)于難免發(fā)生接合線的制品，在模具的接合線發(fā)生處設(shè)置溢流區(qū)(FLOW TAB)，藉著改變樹(shù)脂的流動(dòng)方向改善接合線的強(qiáng)度。 
4.排氣孔(GAS VENT) 如果在PPS樹(shù)脂的制品內(nèi)有氣泡將使其特性明顯地下降，而且由于排氣不良所導(dǎo)致的燒焦關(guān)系，使成型品發(fā)生部分變色和表面粗糙，因此為了得到良好的產(chǎn)品必須設(shè)有排氣孔。PPS成型時(shí)的排氣孔尺寸通常為高0.015-0.02mm，寬2mm以上。利用脫模面及脫鞘作排氣孔也可以，而為了得到更好的制品也可使用真空排氣孔。 
5.脫模鞘(EJECTOR PIN) 必須注意脫模鞘的位置及其均衡，均衡性不佳的脫模鞘位置將使產(chǎn)品發(fā)生局部殘留應(yīng)力，以致引起成品裂紋、尺寸精度不一等問(wèn)題。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須使脫模時(shí)抗力均衡，考慮脫模鞘的直徑、數(shù)目及位置。特別是較深物品的成型時(shí)，因接觸面大，其成型品底部的脫模鞘位置更是關(guān)鍵所在。 

6.模具溫度的控制 試產(chǎn)用模具或可使用帶式加熱器(BAND HEATER)控制模溫，但大量生產(chǎn)用的正式模具，通常都采用油式加熱器或電熱棒式加熱器(CARTRIDGE HEATER)。一般而言，最常用的是電熱棒式加熱器。采用電熱棒式加熱器時(shí)，較大間隔地裝置較大熱能量的電熱棒(注：電熱棒數(shù)就少)，還不如裝置較小熱能量但較多支的電熱棒(注：間隔就較細(xì)密)，以期較均勻有效的模具加溫，而且模具的固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)兩邊都需均勻裝配，以便因成型品構(gòu)造關(guān)系難免發(fā)生翹曲現(xiàn)象時(shí)，有需在模具的固定側(cè)及可動(dòng)側(cè)造成模溫差距以改善之，對(duì)此若使用電棒式加熱器就較為方便。為防止模具散熱損失，建議在模具外側(cè)(掛接于成型機(jī)處)加裝石棉板等親隔熱板。 7.噴嘴(NOZZLE) 使用開(kāi)放型噴嘴可進(jìn)行成型，但為了防止噴嘴溢流建議使用對(duì)閉式噴嘴，而噴嘴的加熱器(HEATER)則以能單獨(dú)控制者對(duì)于成型更為方便。噴嘴先端的口部用 2-3°的倒錐，直徑為3-6φ為宜。防止溢流噴嘴閥(VALVE)的清洗很不易，必須拆開(kāi)加以清除樹(shù)脂，故建議使用專用噴嘴。