AMODEL PPA注塑加工指南

AMODEL 聚对苯二酰对苯二胺 （PPA）是一系列半结晶性工程聚合物，它介于传统的热可塑性工程材料（如聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯和聚甲醛）和高成本的特种聚合物（如液晶聚合物、聚苯硫醚和聚醚酰亚胺）之间，兼具成本与性能的优点。

AMODEL PPA在很宽的温度范围内都具有优越的机械特性，包括强度、刚度、耐疲劳性及抗蠕变性。对于结构性的应用，玻纤增强牌号在高温下具有更高的刚度、强度和抗蠕变性。矿物填充的塑料具有更高的尺寸稳定性和平直度，其中某些牌号还可以进行电镀和涂覆环氧漆。耐冲击改性牌号在很宽的湿度和温度范围内具有明显改善的韧性，可与超韧性尼龙相媲美，并且在很宽的温度和湿度范围内具有更高的强度和刚度。未增强牌号的 AMODEL PPA适用于通用型的注 塑和挤塑用途，包括需要表面光泽度高、润滑 性好、低翘曲和韧性，而且在高温下仍具有较高机械性能的用途。 AMODEL 系列塑料的基本中。

AMODEL 产品系列
玻纤增强牌号       这些塑料以较低的成本提供较高的强度和刚度特性，通常用于高温下的结构性应用。

矿物／玻纤填充   牌号这些材料具有接近玻纤增强牌号产品的刚度和热性能，而且尺寸稳定性更好、成本更低。

阻燃牌号       这些牌号具有专门的阻燃配方，在 0.8 mm 时具有 94 V0 等 级；在 1.6 mm 时具有 945V 等 级，而且可以采用蒸气和红外回流焊接。可提供玻纤增强牌号和矿物／玻填充牌号的产品。

未增强，耐冲击改性牌号   这些“超韧性”塑料具有大于800 J/m 的缺口 Izod 值，在低温和高温下都具有非常好的冲击强度和刚度。

矿物填充牌号   矿物填充牌号可为真空电镀、喷涂及镀铬等应用提供非常好的表面光泽性。

增韧的玻纤增强牌号  这些牌号非常好地兼顾了刚度、韧性、伸长率、热性能及尺寸稳定性之间的平衡。它们同时还具有优越的耐化学性和优良的摩擦及磨损特性。

AMODEL PPA的干燥
AMODEL PPA是吸湿性材料，当暴露在潮湿的空气中会吸收空气中的水分。水分吸收对已模塑部件的性能和尺寸影响很小，但对成型过程的影响却十分显著。AMODEL PPA在装运时已经过干燥，水分含量在 1500 ppm （0.15%）或更低，并采用防潮包装。虽然该水分含量对于某些加工过程来说已经可以接受，但通常认为进行进一步干燥以将水分降至少于 1000 ppm （0.10%）会更有益。在整个成型过程中不仅要保证水分含量低，而且要保证其相对恒定，以确保加工过程和部件品质的均一性.

滞留时间与干燥温度的关系
干燥物料的滞留时间8个小时以上 ，干燥温度 80（℃），6小时95（℃），4小时110（℃），2小时120（℃）。置于敞开容器内的  AMODEL PPA暴露于空气中 24 小时以上会吸收大量的水分，它需要在120 ℃下干燥至少 8 小时。图 1 给出在不同温度下干燥 “湿” AMODEL 塑
料所需的时间。由图中可以看出，在 95℃下进行干燥并不十分有效，而 110 ℃ 或 120℃的效果较好。在 120℃ 以上的温度进行干燥，可能会使本色AMODEL PPA的颜色变暗。水分含量可采用传统的重量分析仪器进行测量。测量应在 170℃下持续 10 分钟。

AMODEL PPA的干燥设备
通常，塑料的干燥是在安装于成型机顶部的料斗干燥器内进行的。干燥系统应能进行除湿并能维持露点在 –30℃。只要及时更换干燥剂，单床干燥系统通常就能达到足够的干燥效果。双床干燥系统的可靠性更高，因为它可在一床进行干燥的同时在另一床进行再生。循环床系统效果更好，因为它们可以连续提供新鲜的干燥剂。在空气循环烘箱中用托盘干燥只适用于小批量生产。

AMODEL PPA的干燥时间及温度干燥时间及温度取决于所用塑料的水分含量多少、所使用的料斗干燥器尺寸大小以及成型过程的生产能力。为了确定料斗干燥器的温度，可将干燥器的容量（公斤）除以塑料消耗量 （公斤每小时），这样可得到干燥物料的滞留时间 （小时）。确定了滞留时间后，可采用表 3 确定从密封的运输包装直接放入干燥器中的 AMODEL 树脂的干燥温度。

保持AMODEL PPA干燥
当向料斗干燥器中加入塑料时，应逐个打开密封包装袋并迅速加入。在加入料斗之前应保持包装袋的密封。在需要使用空气传输机系统将塑料传送至料斗中时，不要同时打开多个包装袋，否则会使塑料吸潮，并可能导致在加工处理过程中产生问题。当从 500 kg 的包装箱中投装塑料时，应在衬箔袋上开一个小口，并从此处插入空气传输机的吸棒。吸棒顶部周围的衬箔要重新密封。如果只需要用部分的塑料，应将衬箔重新密封。应使用干燥的空气来传输塑料。“车间气源”会造成塑料吸潮。

AMODEL PPA的水分含量控制不当的后果
使用含水量超标的AMODEL PPA会影响成型过程和模塑部件的特性。这些影响的严重性取决于水分含量的高低、塑料的牌号及模具和部件的具体情况。在加工过程中，塑料的水分含量将决定其熔融粘度。如图 2 所示，水分含量升高会使熔融粘度降低，这是因为水分使聚合物的分子量降低了。

与此同时所产生的额外挥发性物质会增加模具的排气负荷。情况严重时，模塑部件会出现烧焦并且其机械特性也较差。即使相对较小的水分含量变化也足以影响粘度并导致部件出现尺寸及美观问题。如果水分含量没有得到严格的控制，就很难建立稳定的成型过程。如果水分含量发生变化，而部件采用恒定的保压压力和保压时间进行成型，那么部件的密度就会不同。部件密度的不同表现为尺寸和重量发生变化，甚至会出现毛边或短射。利用成型机运行指标可在出现不合格模塑部件之前确定粘度 （水分含量）是否发生了变化。这些运行指标包括：
● 转换位置的液压
如果该压力降低，则表明塑料的粘度正在降低。如果达到给定注塑速度所需的压力较低，则表明水分含量正在升高。
● 较终缓冲位置
当保压压力维持恒定而缓冲降低时，说明塑料的粘度正在降低，这很有可能是水分含量增加造成的。
许多成型机都可以监测这些参数。通常可以设定参数范围，当参数偏离设定点时就发出报警信号。

AMODEL PPA的加工设备要求

AMODEL PPA可以用常规的注塑成型设备进行加工。因为AMODEL PPA具有吸湿性，压机需要安装一个料斗干燥器。第 3页给出了关于干燥设备的详细建议。

AMODEL PPA的注塑成型机考虑事项要求
注塑成型机应该能够通过注塑速度和螺杆位置控制注塑过程。 1980 年以后生产的大部分机器都具有这种功能。更早的机器可对其线性转换器和电子控制器进行改造。如果压机的控制器能够监测注塑时间、缓冲以及转换位置的液压等加工变数，并在其超出设定值时发出报警，其效果更佳。建议使用压缩比为 2.5  3.5 比 1，长径比 （L/D）为 18  22 比 1 的螺杆。同时建议使用止逆喷嘴。所选用的压机应具有至少每平方英寸部件投影面积 4 吨 （545 巴或 55 Mpa）的锁模压力，其料管容量应为注塑量的 1.5  3.3 倍。这样的料管可以减少塑料在料管里的滞留时间，因为每次注射会用掉料管容量的 3060%。需对注塑成型机进行合理的维护。应定期检查料管至螺杆的清洁情况以保证其符合制造商的规定要求。还应定期检查止逆环是否过度磨损。
 

AMODEL PPA的模具温度控制
根据待加工之AMODEL PPA的牌号，可选用水或油温加热器维持适当的模具温度。 AMODEL A1000系列牌号塑料的模具温度需要达到135℃，故 需 采 用 油 循 环 设 备。所 有 其 它AMODEL 塑料可以采用水循环设备。温度控制器应能维持传热流体的温度波动在 +/– 2 ℃ 以内。循环泵应具有足够的流量，以保证流体在模具内形成湍流。从泵到模具之间的软管应具有适当的尺寸并用金属丝编织的套管包裹。对软管进行隔热绝缘可防止系统的热损失。系统中的密封件和 O型环应能承受所要达到的温度。
模具温度报警系统应包括高低温度报警和高压报警。推荐使用高压自动关机系统，以保证注模人员的安全。

加工条件

机器起始点设置

料管温度
表中给出了典型的料管设置温度。虽然料管温度是可以调整的，但目标还是要得到表中列出的熔融温度。实际的温度设置取决于料管容量与注塑量的比率。如果每次注塑量所占料管比率较大，那么应该提高后段温度。如果只用料管中的一小部分，就应该降低中段温度。过长的滞留时间会导致聚合物的热分解并会使模塑部件的特性不合格。熔融温度高于 350℃ 会导致聚合物热分解，应尽量避免。

应对喷嘴温度进行调整，以补偿凝固或流涎。喷嘴温度的设置应尽可能高，以减少遇冷形成冷料，但同时要足够低，以防止流涎。应调整模具温度控制器的设置，以维持模具温度等于或高于表 4 中给出的较低温度。更高的温度可以改善表面外观或者更易于填充模穴，但也会延长循环时间。对于非常薄的壁部，可能需要提高模具温度以达到较佳的结晶度。

AMODEL PPA注塑温度

Drying Instructions(1)                                 
Drying temperature, °C (°F)                    120 (248)
Drying time, hours                                           4

Molding Conditions
Target melt temperature,  °C (°F)          325-340(617-644)

Barrel temperatures
rear zone, °C (°F)                                       310 (590)
middle zone, °C (°F)                                 315 (598)
front zone, °C (°F)                                      320 (605)
Nozzle temperature(3), °C (°F)               320 (605)
Mold temperature, °C (°F)                        >80 (176)
Injection speed                                               high
Fill time, seconds                                           1-2
Injection pressure, bar (kpsi)                     700-1500 (10-22)     

Hold pressure, bar (kpsi)                            350-800(5-12)

Hold time(4), seconds/mm                          1.5

Back pressure, bar (psi)                             <5 (72)

Screw speed, m/s (rpm)                            <0.3 (150)

      注塑循环设置
对于这部分的讨论，注塑成型过程可被视为以下三个不同的步骤：
● 聚合物的注入或充模；
● 充模和保压或压实部件；
● 冷却和螺杆进料空转。

聚合物注塑或模具填充充模步骤为循环过程中的一个部分，它在高压或注塑压力下进行，当压力降低至较低的保压压力时可视为充模结束。可采用多种过程控制方法对这一过程实施控制。所述过程控制方法包括在恒定注塑压力下控制注塑时间、采用模穴压力传感器控制压力或控制注塑速率直至螺杆位置达到设定点。当采用具有控制能力的压机时，建议对注塑速率（指定注塑速度）进行控制，并在达到螺杆设定位置后转为保压压力。该方法的优点是，能以规定的速率将受控体积的塑料注入模穴中。通常建议选取较快的注塑速率。采用该方法时，必须确定将注塑压力切换为保压压力的正确螺杆位置。在该位置处，95% 的部件应已被填充，部件的剩余部分应在保压压力下填充并挤满。采用这种方法应能使模具内的所有余气排空而不产生烧焦。确定转换为保压压力的正确螺杆位置之有效办法是：
1. 设置保压 （低）压力为零；
2. 设置螺杆的前进 （注塑）速度为 513 cm/sec ；
3. 经过几次注塑后观察部件。观察的目的是要找到螺杆位置，在该位置部件的大部分空间已被填充，但尚未被挤满；
4. 如果部件看似已经完全填满，提高转换点的数值 （更小的注塑体积）；
5. 如果部件填充极为不足，应降低转换点的数值 （更大的注塑体积）。

另外，也可以用模穴压力确定正确的转换设定点。当部件充满时，模穴压力会增加。所以，可通过先调大转换设定点的设置，在发现压力增大后再进行调整，然后逐步调低直至模穴压力不再增大为止。该方法的成功与否取决于模穴中压力传感器的正确放置。传感器应放置在模穴内较后被填充的位置。

该转换设定点会使部件几乎全部被填充但尚未挤满。一旦确定了适当的转换设定点，可分
别采用充模或保压压力进行填充并完全挤满。当不具备速度和位置控制能力时，应调整注塑压力和计时器以保证快速填充，通常用时为12 秒。

充模和保压
对模穴填充聚合物是在充模和保压过程中完成的。连续加压可以使部件的密度达到较大。其变量为保压压力和时间。
在循环过程中的注塑阶段，特定牌号AMODEL PPA的注塑速率设置应采用表 4 中的数值。要观察达到该注塑速率所需的压力，保压压力的初始值应设定为该压力的一半。在不造成模穴毛边的前提下，保压压力应尽可能的高，以保证模塑部件的压实达到较佳效果。保压时间取决于许多因素，包括部件厚度、浇口尺寸、模具温度和塑料的结晶速率。利用设置表提供的乘数可以计算出基于较大部件厚度的初始保压时间，从而初步估算出适当的保压时间。实际上，确定保压时间的较佳方法是进行实验。对部件的重量进行称量，直至增加保压时间时部件的重量不再增加为止。没有被完全压实的模塑部件会出现性能问题，包括翘曲、收缩不均和／或开裂。

冷却
在冷却步骤中，部件逐渐变得足够强和硬，因而在脱模过程中不会让顶针造成部件的翘曲和／或变形。同时螺杆转动进料，用于下一循环的生产。螺杆的转动速率应在 100  200 rpm之间，以便刚好产生足够的背压以保证每次注塑量均一。设置表中给出了螺杆的移动速率。
如果冷却时间过长，聚合物在料管中的滞留时间就会延长，使聚合物产生热分解。螺杆迟延（充模／保压结束与螺杆进料空转之间所增加的时间间隔）有助于减少热分解。如果脱模过程发生问题，应检查脱模角度，是否咬边或顶杆表面是否抛光。

模具温度及控制
在整个模具表面维持均一的温度是十分必要的。这通常是通过让导热介质循环流过模具内
的一系列通道来实现的。当模具温度等于或低于 95℃ 时，导热介质通常为水和乙二醇的混合物。当模具温度需高于 95℃ 时，使用油作为导热介质。
此外还应考虑模具的特征部位，如模芯可能会被隔热，从而需要另外进行热控制。有几种办法可以处理这一情况。较简单的方法是在模穴的细节特征中开一冷却通道，让冷却介质流过整段模芯长度。若模穴细节特征过小而无法开通这样的通道，可在模芯内放置铜铍合金制成的导热轴销以加速热传导。如果不对模具中的过热点进行控制，则不仅会使部件粘附在模具上，而且还会延长循环时间。

嵌入模塑
将嵌入件模塑到部件中已成为普遍的做法。这些嵌入件包括导体、引框、轴承、轴衬、转距限制器和结构单元。将嵌入件嵌入模塑部件时，应考虑以下几个问题。
嵌入件必须能够承受熔融塑料的温度。轴承润滑油和电镀必须能够承受高温。例如，镀锡件通常不适合作为AMODEL PPA的嵌入件，因为锡的熔点低于塑料加工温度。必须采取措施固定住嵌入件，以防止注入塑料的冲击力将其移动至不合要求的位置。这可以通过模具两边的定位拴来实现。如果嵌入件要包裹在部件内部，则需用定位拴将嵌入件固定在适当位置上，然后在注塑期间将定位销收回。定位拴的收回时间应基于螺杆位置并通过实验测得，以保证一致性。还应采取某些方法以保证嵌入件的位置不会因关闭模具而移动。与立式锁模机构相比，这一问题在卧式锁模机构中表现得更为明显。
尽管嵌入件周围的塑料所产生的收缩通常足以将嵌入件固定在其位置上，但若在嵌入件表面增加一些细节特征以产生机械结合力，则效果会更好。导体上的任何角形特征都会产生这种效果，而直的嵌件表面的滚花可以保证产生紧密的结合。当加入较大金属嵌入件进行注塑时，通常对嵌入件进行预热。加热嵌入件使其热膨胀有助于防止部件开裂，因为这时塑料和嵌入件在遇冷时的收缩率相似。
脱模剂

AMODEL PPA不推荐使用脱模喷剂或添加剂。脱模剂可能会产生很多问题，比如表面污点、粘附结合困难、电特性问题、模塑沉积物的聚积和过程不连贯。除非使用新模具，否则没有必要使用脱模剂。如果部件脱模困难，则应重新审查模具设计和加工条件。应确保有足够的顶针和接触面积。还要确保模具有足够的脱模角度。检查模具是否有损坏的部分以防止产生咬边。检验循环过程的设置以保证有足够的冷却时间。

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