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大兴化工颜料工程师为您解迷----塑料制品收缩翘曲的五大因素

     想了解塑料制品的收缩翘曲的五大因素,首先我们要了解一下什么叫翘曲?颜料中的收缩翘曲他有哪五个重要因素会影响着它?

     翘曲(warpage)是塑件未按照设计的形状成形,却发生表面的扭曲,塑件翘曲导因于成形塑件的不均匀收缩。假如整个塑件有均匀的收缩率,塑件变形就不会翘曲,而仅仅会缩小尺寸;然而,由于分子链/纤维配向性、模具冷却、塑件设计、模具设计及成形条件等诸多因素的交互影响,要能达到低收缩或均匀收缩是一件非常复杂的工作。

       颜料用于塑料着色时,如果塑料属于结晶型,颜料则会充当成核剂,引起塑料制品不同程度的收缩和翘曲。颜料在塑料着色时,有一个不能忽略的问题,颜料会充当结晶型塑料的成核剂,比如高密度聚乙烯(俗称HDPE),引起产品不同程度的收缩和翘曲,普通产品倒也无所谓,稍微精密一点的制品,则是一个严重的问题,比如螺纹瓶盖。盖不紧瓶子就会漏水,生产的产品就会报废。

       塑料在着色成型时,有一个加热的过程,塑料会随着温度的上升而膨胀,在冷却时收缩。通常注塑成型时,熔体流动方向上的分子取向大于垂直流动方向上的分子取向,任何添加剂包括颜料的加入,都会对颜料的变形产生影响,尤其在改性塑料中表现明显。

塑料颜料着色

我们知道收缩翘曲的基本知识后,接下来大兴化工颜料工程师就为您分析塑料制品收缩翘曲的五大因素:

原因一:与塑料结晶度有关

       热塑性塑料有结晶型和无定形两种,结晶型分子链排列整齐,稳定,紧密,在冷却凝固时,有晶核到晶粒的生成过程,常见的结晶型塑料品种有:聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),聚酰胺(尼龙)。无定形的塑料分子链排序杂乱无章,在冷却凝固时,没有晶核与晶粒的生长过程,只是自由的大分子链的“冻结”,常见的无定形塑料品种有:聚苯乙烯(PS),聚氯乙烯(PVC),丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(俗称ABS)等。有时候死记不太好记,可以这样记忆,通常来说,结晶型塑料是不透明或半透明的,无定形塑料是透明的(ABS除外)。

原因二:与颜料的类型有关

        有机颜料在塑料成型中可能充当成核剂而促进结晶化进程,一般来说,分子结构对称的颜料,收缩影响大,比如(颜料红144,颜料红166,颜料红254,颜料黄109,颜料黄110,颜料蓝15:1,颜料蓝15:3,酞菁绿7),而无机颜料则对收缩性影响小,比如钛白粉,群青可以忽略不计。

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原因三:与颜料的形态有关

       颜料的结晶状态各种各样,粒子有针状,棒状,球形等等。如果是针状或棒状,长度方向容易沿树脂流动方向排列,因而产生收缩,这个现象,不知道大家平常注意过没有,好比你往河里丢一根长条小木棍,不管你是怎么丢的,过了一会木棍会自动调整成沿水流方向,就是这个道理。而无机颜料通常是球状结晶,球形哪个方向都一样,也主不存在方向排列的问题,所以无机颜料通常不会有收缩翘曲的问题。因此结晶型塑料在注塑成型时的收缩率一般比非结晶塑料要大,热固性塑料则几乎无影响,也就是说,收缩翘曲只发生在结晶型塑料里。

原因四:与颜料的粒径有关

       同一种颜料类型,不同的生产厂家工艺不一样,生产的颜料粒径也不一样,粒径大小也会影响收缩翘曲,当粒径大到一定程度或小到一定程度,成型收缩率最小,这个不太好描述,也没有一个统一的标准,只能在实际应用中去试,总的来说,哪怕同一个颜料的类型,这个厂生产的变形严重,也许另一个厂生产的就收缩翘曲很轻微。

大兴化工颜料

原因五:与塑料成型温度有关

塑料成型时,需要温度融化塑料,这个成型温度随塑料的品种,不同的加工方法而各不相同,比如:颜料棕23,颜料红149在加工温度220℃会明显影响HDPE塑料的收缩性,温度升高反而影响降低;而颜料黄13在HDPE中,如加工温度太低,塑料制品的收缩影响增大,所以这个也没有什么规律可循,除了按生产工艺去测试,好像也没什么其它解决方案。

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