1.注射機
液晶聚合物加工成型一般不需特殊的設(shè)備,常規(guī)的聚合物加工設(shè)備均可使用,但由于液晶聚合物加工溫度較高,故設(shè)備選型時應(yīng)充分考慮其加熱系統(tǒng)的能力和設(shè)備材質(zhì),必須經(jīng)受得住長時間的高溫烘烤。
注射量應(yīng)是注射機注射容量的50%~70%。
可選用普通開放式噴嘴,壓力損失小,可靠性好。噴嘴的加熱應(yīng)能單獨控制,若出現(xiàn)流延可適當(dāng)降低溫度。
LCP流動性好,固化快,可選用具有高塑化能力的注射機實行高速成型。對螺桿的要求:①帶有均化段的螺桿;②有密封良好的逆流閥;③加料段較長的螺桿。
2.模具結(jié)構(gòu)
由于LCP具有各向異性,所以在模具設(shè)計時不但要遵守一般的設(shè)計原則,而且還必須考慮到LCP的各向異性。成型制品在性能受LCP本身及充填材料取向的影響,這種取向是由材料在流動時的剪切應(yīng)力所決定的,所以在模具設(shè)計時必須考慮型腔內(nèi)材料的流動狀態(tài)和最終制品的性能要求,通常在模具設(shè)計時盡可能避免產(chǎn)生熔接縫。
(1)澆注系統(tǒng) 模具的流道形狀宜選用圓形或梯形,直徑因流道的長度、制品尺寸等不同而不同,不能一概而論,一般流道的直徑為2~5mm,流道長度要盡可能短一些。如果是一模多腔的模具,為了減少型腔間的誤差,要求從各流道到型腔之間的長度均等。從材質(zhì)上來說LCP不但具有良好的脫模性,而且也具有很好的流動性,如果模具表面有劃痕,有可能會影響制品的脫模性,所以對主流道和分流道必須進行研磨。同時主流道和分流道末端要設(shè)冷料井,防止冷料進入制品中。對于難免發(fā)生熔接痕的制品,在模具的熔接痕發(fā)生處設(shè)置溢流區(qū),改變樹脂的流動方向以改善熔接痕的強度。
在LCP的模具設(shè)計中,澆口設(shè)計尤為重要。由于LCP具有各向異性,所以必須考慮澆口的位置,原則上必須將澆口設(shè)置在流動方向上。如果制品形狀復(fù)雜,充填方向很混亂,則不需要考慮澆口設(shè)置對其產(chǎn)生的影響。澆口形式一般為針點式澆口、潛伏式澆口,盡可能不用側(cè)澆口,因為去除澆口時易附著絲狀的殘留物,由于液晶聚合物價格昂貴,在設(shè)計時可采用熱流道,但應(yīng)盡量縮短流程,以免膠料停留埋單過長引起分解。
(2)排氣槽 LCP在成型時基本不會有氣體產(chǎn)生,但是為了排出型腔內(nèi)的氣
體,使充填過程能順利進行,要設(shè)計排氣槽。排氣槽應(yīng)設(shè)在氣體匯集處,其深度為0.01~0.02mm,寬度為3~5mm。
(3)成型收縮率 LCP成型收縮率很小,且平等于流動方向的收縮率小于垂直流動方向的收縮率。在設(shè)計型腔尺寸時,由于制品形狀復(fù)雜和流動方向不能確定,故應(yīng)采用垂直與平等收縮率的平均值。對尺寸精度要求特別高的制品可先做試驗?zāi)?,以測試真實收縮率。
在高溫下LCP會發(fā)生后收縮,為保證尺寸精度和消除內(nèi)應(yīng)力,制品可在200℃處理3h。LCP后收縮率很小,如A130平等方向為0.04%,垂直方向為0.14%。在高溫下使用的制品,模具設(shè)計時的收縮率應(yīng)是模塑收縮率和后收縮率的總和。
(4)模具溫度的控制 生產(chǎn)用的模具,可采用電熱棒加熱器或者 熱油加熱器。為防止橫七豎八散熱損失,在模具兩外側(cè)加裝石棉板隔熱。
6.3.3 液晶聚合物注射成型工藝