TPES兼具熱固性橡膠一樣的彈性和柔軟性及熱塑性塑料相似的反復可塑性,可直接注射、擠出、吹塑成型,其中注射重疊成型是使用最為廣泛的成型加工方法,能節省大量時間及加工費用。總的來說,心SBS為基礎的復合彈性體,其注射成型工藝條件與聚苯乙烯相近;而以SEBS為基礎的復合彈性體,其注射成型工藝條件與聚丙烯類似。然而TPES相對于其他熱塑性塑料在流變性和加工行為方面有所不同,因此需要在成型工藝性能和模具設計制造方面特別加以注意,從而獲得最適宜性能和理想外觀和優質產品。
(1)TPES注射成型模具 TPES在大多數傳統的注射成型模具中可以很好地成型,很少甚至無需修改,然而在設計專用于TPES的新模具時,以下一些基本原則應予考慮。
1)主流道拉料桿。斜度為2.5o的標準主流道能夠滿足模制TPES彈性體的要求,但是對于較軟的TPES彈性體,Z型主流道拉料桿并不合適,常采用松樹型、大頭針型拉料桿。
2)分流道及吸桿。多型腔模具分流道要平衡對稱分布,使彈性體以相同的注射壓力和注射速度充滿型腔。為使分流道連同主流道及制品一起脫模,分流道轉角處宜設置頂桿或分流道吸桿。
3)流道。各種熱塑性塑料常用的流道類型及尺寸,均能用于TPES彈性體的注射及重疊成型,并且效果良好。
4)頂出機構。TPES彈性體具有較高的表面摩擦力,有些品種非常柔軟,根據產品結構和復合物硬度來設計制品頂出系統。一般推薦用頂板頂出制品較可靠,型腔深度大的制品往往要用氣體輔助頂出。機械頂出結合氣體輔助,可消除真空,有助于帶有大嵌件制品的頂出。若使用頂針,直徑應盡可能大些,并且位于制品壁厚較厚的地方,否則易造成制品變形。此外,模具型芯、側壁設有0.5o~1.0o的斜度,模具表面噴砂也有助于制品頂出。
5)收縮率。在設計TPES彈性體注射成型模具時,必須考慮收縮率。收縮率除和彈性體品種變化有關外,也隨熔體溫度、模具溫度、注射壓力和注射速度以及制品厚度而變化。
(2)TPES注射成型工藝 通常SBS需要經受高的剪切速率,而SEBS不需要更高的剪切速率來確保完美的表面狀況和良好的物理性能。用于SB析注射機機筒溫度范圍視材料等級而定,一般為138~205℃。模具溫度越高,表面質量越好。注射壓力范圍依據制品的表面積和加工條件而定,通常為20~138MPa。為了避免注料過量,注射時間應盡可能地縮短。注射速率應依據流道的長度和制品的大小從慢速到中速。螺桿轉速選用標準螺桿轉速(30~80r/min)。背壓選擇2~3.5MPa,足以產生均質熔融體。
SEBS的在高溫、高剪切速率下更為穩定。其機筒溫度通常是193~260℃,模具溫度為27~80℃.為獲得[敏感詞]的表面質量以及避免凝結,應采用較快的注射速度。螺桿背壓要比SBS更高一些。表6-3詳細地介紹了這兩種材料的加工條件。
表6-3 SBS和SEBS熱塑性彈性體的加工條件
參數 |
SBS |
SEBS |
機筒溫度/℃ 后部 前部 噴嘴 熔體溫度/℃ 模具溫度/℃ 注射壓力/MPa 保壓壓力/MPa 背壓/MPa 注射速度 螺桿轉速/(r/min) 干燥條件 機筒清洗 螺桿特征 |
149~171 177~204 182~204 <204 10~49 20. 7~137.9 注射壓力的1/3~1/2 1.7~2.1 慢速-中速 30~80 不需干燥處理 HDPE或PP [敏感詞]壓縮比為2.5∶1或3.0∶1 |
182~210 200~232 210~238 193~260 27~80 20.7~137.9 注射壓力的1/3~1/2 3.4~14 快速 25~150 不需干燥處理 一般不需清洗 通用級 |