PMMA注塑工艺探讨

一、PMMA介绍：

PMMA为无定型聚合物，俗称有机玻璃。透明度极好，耐热性较好（热变形温度为98℃），其产品机械强度中等、表面硬度低，易被硬物划伤而留下痕迹，与PS相比，不易脆裂，比重为1.18g/cm3。

由于PMMA表面硬度不高、易擦毛、抗冲击性能低、成型流动性能较差等缺点，PMMA的改性相继出现。如甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丁二烯的共聚，PMMA与PC的共混等。372有机玻璃就是甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯进行共聚而得。如果在372有机玻璃中加入少量的丁腈橡胶（约50%）即可成373有机玻璃。

二、PMMA 的成型特性：

（1）PMMA粘度大，其流动性比PS、ABS差，熔体粘度对温度的变化比较敏感，在成型过程中，主要从注射温度着手来改变熔体粘度。因此必须高料温、高注射压力注塑才行，其中注射温度的影响大于注射压力， 但注射压力提高，有利于改善产品的收缩率。

（2）PMMA为无定形聚合物，熔化温度大于160℃，分解温度达270℃，无明显的熔点 。注射温度范围较宽，因此料温调节范围宽，工艺性较好。故改善流动性，可从注射温度着手。 冲击性差，耐磨性不好，易划花，易脆裂，故应提高模温，改善冷凝过程，去克服这些缺陷。

（3）PMMA注射温度可通过熔体对空注射法进行观察判断，熔体应光亮、透明、无泡，温度在满足制品要求的情况下应尽可能取低一些。

三、PMMA的工艺处理

（1）塑料的处理

由于在透明PMMA塑料中含有任何一点杂质，都可能影响产品的透明度，因此和储存、运输、加料过程中，必须注意密封，保证原料干净。特别是原料中含有水分，加热后会引起原料变质，所以一定要干燥，并在注塑时，加料必须使用干燥料斗。还要注意一点的是干燥过程中，输入的空气最好应经过滤、除湿、除尘，以便保证不会污染原料。

PMMA具有一定的吸水性，其吸水率达0.3-0.4%，而注塑须在0.1%以下的湿度，通常是0.04%。水份的存在使熔体出现气泡、气纹，透明度降低等。所以要进行干燥处理。干燥温度80-90℃，时间为3小时以上。

（2）注塑机选用

PMMA对注塑机没有特别要求。因为其熔体粘度大，需要较深的螺槽和较大直径的射嘴孔。如果对制品的强度要求较高，则要用较大长径比的螺杆实行低温塑化。另外PMMA一定要用干燥料斗贮料。

料管、螺杆及其附件的清洁。为防止原料污染和在螺杆及附件凹陷处存有旧料或杂质（如螺杆端部的鱼雷，止溢环中会夹杂前次加工的残留物），特别热稳定性差的树脂存在，因此在使用前、停机后都应用螺杆清洗剂清洗干净各件，使其不得粘有杂质，当没有螺杆清洗剂时，可用PE、PS等树脂清洗螺杆，或是降低到220℃以下温度用PMMA次材进行清洗，因为PMMA塑料流动性差会产生较强摩擦，可以清洁料管。 当临时停机时，为防止原料在高温下停留时间长，引起解降，应将干燥机和料管温度降低到240℃以下(如时间较长则降至100℃以下,再次生产的时候升温)。

（3）模具及浇口设计

PMMA塑料流动性差，脱模阻力大，为了防止出现回流动不畅，脱模不畅磨损模具或冷却不均造成塑料成型不良，产生表面缺陷和变质，如果模具不能适应透明PMMA塑料的特性，在成型过程中是不能通过成型条件的调整改善来达到良品的目的。一般在模具设计时，应注意以下几点： 

a）壁厚应尽量均匀一致，脱模斜度要足够大；

b）过渡部分应逐步，圆滑过渡，防止有尖角，锐边产生；

c）浇口：流道尽可能宽大、粗短，且应根据收缩冷凝过程设置浇口位置，必要时应加冷料井；

d）模具表面应光洁，粗糙度低（最好低于0.8）；

e）排气孔：排气槽必须足够，以及时排出空气和熔 体中的气 体；

f）壁厚不要太薄，一般不得小于lmm。

模具温度可为60℃-80℃，主流道的直径应配合内锥度，最佳的角度是5°至7°，若要注塑4mm或以上制品，角度应为7°，主流道直径达8至10mm，浇口的整体长度不要超过50mm。

对于壁厚小于4mm的制品，流道直径应为6-8mm

对于壁厚大于4mm的制品，流道直径应为8-12mm

对边形、扇形及垂片形浇口深度应为0.7至0.9t（t为制品壁厚度），针形浇口的直径应为0.8至2mm；低粘度的应选用较小的尺寸。

常见的排气孔有0.05至0.07mm深、6mm宽

脱模斜度为30′-1°型腔部分35′-1°30°之间。

（4）注塑工艺条件

1、注塑机类型        螺杆-线式

2、螺杆形式对大型产品使用专用螺杆    转速，15-30r/min

3、喷嘴 形式    直通式               温度    240-270℃

4、料筒温度 前250-270℃    中260-270℃    后250-270℃

5、模具温度，40～70℃

6、注射压力，90-120MPa

7、保压压力，40-60MPa

8、注射时间，2-5s

9、保压时间，20-40s

10、冷却时间，20-40s

11、总周期， 50-90 s

四、PMMA制品缺陷及产生的原因、克服方法：

1、因水分的存在而产生气泡

原因：粒料的干燥程度不够而引起树脂水解。

处理方法： 充分进行预干燥 注意料斗的保温管理 

2、真空泡

原因：厚壁部的料流快速冻结，收缩受到阻止，充模不足因而产生内部真空泡。模具温度不合适。料筒温度不合适。注塑压力和保压不足。 

处理方法：避免设计不均匀壁厚结构。修正浇口位置使流料垂直注入厚壁部。提高模具温度。降低料筒温度。增加注塑压力和保压压力。

3、熔合痕

原因：模料筒温度不合适。注塑压力不合适。模槽内未设排气孔。 

处理方法：提高料筒温度。增大注塑压力。提高模具温度。设置排气孔。

4、凹痕

原因：因冷却速度较慢的厚壁内表的收缩而产生凹痕（壁厚设计不合理）。注塑压力不够。注塑量不够。模具温度过高或注塑后的冷却不够。保压不足。浇口尺寸不合理。 避免壁厚的不均匀。

处理方法：提高注塑压力。增大注塑量。如模具温度合理则需加长冷却时间。保压时间。放大浇口尺寸，特别是其厚度。 

5、糊斑（全部或部分变色）

原因：料筒温度设定不合理。料筒内发生局部存料现象。树脂侵入料筒和注口的结合缝内（长期存料）。装有倒流阀或倒流环。因干燥不够而引起的水解。注塑机容量过大。 

处理方法：降低料筒温度。避免死角结构。设法消除结合部的缝隙。避免使用倒流阀和倒流环。按规定条件进行预干燥。选择适当容量的注塑机。

6、银纹

原因：料筒温度不合适。流料的停留时间过长。注塑速度不合适。浇口尺寸不合理。粒料的干燥度不够。注塑压力不合适。 

处理方法：降低料筒温度。消除存料现象。降低注塑速度。放大浇口尺寸。按规定条件进行预干燥。降低注塑压力。

7、浇口处呈现波纹（不透明）

原因：注塑速度不合适。保压时间不合适。模具温度不合理。浇口尺寸不合理。 未使用脱模剂。

处理方法：提高注塑速度。缩短保压时间，使充模后不再有熔料注入。提高模具温度。放大浇口尺寸。正确使用脱模剂。

8、漩纹及波流痕

原因：模具温度不合适。注塑压力不合适。浇口尺寸不合理。 

处理方法：提高模具温度。降低注塑压力。扩大浇口尺寸。 

9、顶出故障（脱模故障）

原因：模芯或模槽的斜度不够。循环时间不合适。料筒温度不合适。顶杆的位置或数量不合理。模芯与成品间形成了真空状态。模具温度不合适。注塑压力过高，充模料量过大。 

处理方法：保证适当的脱模斜度。冷却时间过短或过长。将温度降低到适当的成型温度值。设计合理的顶杆位置及数量。特别是模芯非常光滑时易出现此现象。可设法用顶板结构代替顶杆结构，设置曲形顶杆结构。降低模具温度，循环时间。降低注塑压力，减少原料计量。

10、成型品的脆化

原因：干燥度不够。模具温度过低，注塑压力及保压压力过高。壁厚不均、脱模不良所引起的内部应力。缺口效应。过热降解。杂质的混入。

处理方法：注意干燥机及料斗的管理。选择各种合适的条件。消除壁厚不均的结构消除尖锐转角，修正浇口位置。降低料筒温度。清扫料斗、料筒。