PES是琥珀色透明固體材料,其密度為1.25~1.35 g/cm3。聚砜是一種優(yōu)良的工程材料,具有高模量、高強(qiáng)度、高硬度、低蠕變、耐 熱、耐寒、耐老化等特點(diǎn),脆化溫度為-101℃,在1.82MPa下熱變形溫度為175℃左右。實(shí)際考核在150℃下使用2年性能無顯著變化。
作為電氣材料,PES使用溫度范圍、頻率范圍都很寬,介電強(qiáng)度高、相對介電常數(shù)穩(wěn)定,介電損耗小,適于制作印刷電路板、片狀 電容器、接插件、線圈骨架、接觸器等電子電氣產(chǎn)品零部件。 PES具有良好的自熄性,其純樹脂的氧指數(shù)在30以上,按UL標(biāo)準(zhǔn)測得 的阻燃性可達(dá)到UL94的V-0級。PSU的Tg大約為190℃,熔融加工溫度通常在300℃以上,Td大于420℃,加工溫度范圍較寬。應(yīng)該 注意的是,由于PES在注塑時易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,因此宜采用較高的模具溫度。通??刂颇>逷SU的吸濕率比較高,因此在成型前必須對 物料嚴(yán)格干燥,使其含水量小于0.1%;具體干燥工藝條件為:溫度135~165℃,時間5~24h。
工藝特性
①PES是非結(jié)晶型聚合物,無明顯熔點(diǎn),Tg為190℃,成型溫度在280℃以上。制品呈透明性。
②PES的成型特點(diǎn)與PC相似。熔體的流動特性接近牛頓流體、聚合物熔體粘度對溫度較為敏感。當(dāng)熔體溫度超過330℃時,每提高 30℃,熔體粘度可下降50%。
③盡管PES的熔體粘度對溫度敏感,其粘度仍然很高,成型過程中流動性較差;另外,熔體的冷卻速度較快,分子鏈又呈剛性,因此 成型中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力難以消除。
④顯然,PES的分子結(jié)構(gòu)中無親水基團(tuán),吸水性較小,平衡吸水性為0.6%,但在成型過程中,微量水分的存在,會因高溫及強(qiáng)機(jī)械 力作用導(dǎo)致熔體降解。因此,在注塑之前,必須進(jìn)行干燥。
⑤過高的注射速率會使PES熔體出現(xiàn)熔體破裂,限制了充模速率,造成充模困難。
注塑的要求
一般選擇螺桿式注塑機(jī),要求如下:
①加工PES時,通常選用的螺桿形式為單頭、全螺紋、等距、低壓縮比,其長徑比在14~20之間;
②由于PES的熔體粘度較高,為減輕螺桿轉(zhuǎn)動的負(fù)荷,要求注塑機(jī)又有低擋調(diào)速裝置,可在15~45r/min之間進(jìn)行無級調(diào)速;
③為適應(yīng)PES成型加工的要求,對料筒溫度的控制裝置應(yīng)具有在較高溫度區(qū)域內(nèi)自由選樣調(diào)節(jié),并有穩(wěn)定的工作性能,溫度上限要求 在400℃左右;
④應(yīng)選用配有加熱控溫裝置的延伸式噴嘴。噴嘴的孔徑大于5mm,由于熔體粘度大,不會產(chǎn)生流延。
對于PES制品和模具設(shè)計時要注意幾點(diǎn):
①PES熔體的流動性差,熔體流動長度與壁厚之比僅為80左右,因此,PES制品壁厚不得小于1.5mm,大多在2mm以上。PES制品 對缺口較為敏感,因此,在直角或銳角處應(yīng)采用圓弧過渡。 PSU的成型收縮率比較穩(wěn)定,為0.4%~0.8%,熔體流動方向與垂直方向 上的收縮基本一致。脫模斜度應(yīng)該取50:1。為了得到表觀光潔明亮的制品,要求模具型腔的表面粗糙度為Ra 0.4以上。為了有利于 熔體流動,要求模具的主流道短而粗,其直徑至少為制品厚度的1/2以上,并具有3°~5°的斜度,分流道截面好采用圓弧形或梯形 ,避免彎道的存在。
②澆口的形式可隨制品而定。但尺寸應(yīng)盡可能地大,澆口的平直部分應(yīng)盡可能地短,其長度可控制在0.5~1.0mm之間。進(jìn)料口的位 置應(yīng)設(shè)置在厚壁處。
③在主流道末端設(shè)置足夠的冷料穴。由于PES制品特別是薄壁制品在成型中需要較高注射壓力和較快的注射速率,為使模膠內(nèi)的空氣 得以及時排出,要設(shè)置良好的排氣孔或槽。這些排氣孔或槽的深度應(yīng)控制在0.08mm以下。
④模具溫度的設(shè)置溫度的設(shè)置應(yīng)有利改善PES熔體充膜時的流動性。模具溫度可高達(dá)140℃以上(至少在120℃以上)。
注塑工藝參數(shù)
①料筒溫度提高料筒溫度有利于降低熔體的粘度,但過高的料筒溫度不僅使諸多性能(如沖擊強(qiáng)度)下降,而且使塑料變色分解。通常 PES熔體在400℃左右分解,但在實(shí)際注塑中,料筒溫度達(dá)320℃以上就出現(xiàn)分解。當(dāng)溫度越過360℃時,分解明顯。 PSU熔體溫度 與料筒溫度之間有較大的差別:當(dāng)料筒溫應(yīng)為329℃、357℃、371℃與385℃時、對應(yīng)的熔體溫度為371℃、390℃、404℃與 413℃。影響PSU料筒溫度設(shè)定的因素很多,但主要因素是熔體粘度與制品壁厚。當(dāng)壁厚在5mm以下時,料筒溫度可以取得高一些, 可達(dá)到300℃以上,有些級別的PES塑料可達(dá)到320℃以上,特殊級別的PSU塑料可達(dá)到350℃以上。當(dāng)制品壁厚在5mm以上時,溫 度可控制在280~300℃之間。
②注射壓力盡管PES熔體粘度對剪切速率敏感,但由于PSU熔體的流功性較差,必須采用較高的注射壓力。較高的注射壓力可使制品 的密度增加,成型收縮率降低,但對模具提出了較高的要求。一般選擇在100 MPa以上,有時也可達(dá)140 MPa。
③注射速率通常,注射速率的提高有利于熔體的充模。但對PES來說,由于冷卻速率較快,如果注射速率控制不當(dāng),也會引起熔體破 裂現(xiàn)象。因此,除品厚度在2mm左右,物料充模有困難需較高的充模速率外,一般采用小、低注射速率為宜。
④螺桿轉(zhuǎn)速 由于PES的熔體粘度較高,因此,要求螺桿轉(zhuǎn)速略低為好,一般在15~45 r/min 為宜。
⑤模具溫度由于PES的Tg高達(dá)190℃,因此可采用較高的模具溫度但高不超過160℃。模具溫度的選擇常以制品的厚薄而異。制品 壁厚在2~5mm時,模具溫度可控制在10~120℃之間。當(dāng)壁厚超過5mm或2mm以下時,模具溫度可高達(dá)140~150℃。
⑥成型周期 PES在正常的加工溫度下的熱穩(wěn)定性較好。在320℃下可以在料筒停留較長的時間,因此,成型周期的設(shè)置僅從生產(chǎn)效率 角度考慮。
注意事項
①PES的成型溫度較高,為此,要求在注塑前必須將料筒內(nèi)清潔干凈。
②PES制品不宜含金屬嵌件。由于熱膨脹系數(shù)的差異,在嵌件周圍容易產(chǎn)生應(yīng)力集中問題,因此。盡量少用嵌件,或在成型時對嵌件 進(jìn)行預(yù)熱。一般預(yù)熱到200℃。
③PES是無定形聚合物,制品呈透明。所以,在成型時應(yīng)盡量少用或不用脫模劑,
④制品的后處理由于PES分子鏈的剛性較大,因此,制品的內(nèi)應(yīng)力較大,對其進(jìn)行退火處理很有必要。熱處理的—般原則:在熱風(fēng)循 環(huán)風(fēng)箱內(nèi),在其Tg以下10~20℃,時間為2~4h。
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