(1)選材。公路路標(biāo)要求在50kN的壓力下不變形、不開(kāi)裂。因此必須選擇相對(duì)分子質(zhì)量較大的樹(shù)脂。眾所周知,聚碳酸酯的相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子鏈越長(zhǎng),分子間相互作用力越大,產(chǎn)品的力學(xué)強(qiáng)度就越高。根據(jù)以上原理選擇了美國(guó)通用電氣公司的Lexan-181型超高黏度樹(shù)脂。由于反光鏡要求為透明橘[敏感詞],因此選用了江蘇昆山有機(jī)化工廠生產(chǎn)的熒光透明橘黃G,耐溫300℃。
(2)主要設(shè)備。聚碳酸酯的黏度高,加工溫度高,為了使樹(shù)脂熔融塑化好,熔體溫度均勻,選用了125g螺桿式注射機(jī)。噴嘴為敞開(kāi)延伸式,并配有單獨(dú)控制的加熱裝置,壓力損失小,利于補(bǔ)料。
(3)制備工藝。
①樹(shù)脂干燥。聚碳酸酯的分子結(jié)構(gòu)中含有酯基-C-O-,它昌一種極性基團(tuán),對(duì)微量水分極為敏感。同時(shí)它具有親水特性,極易吸附水分,常溫下它的平衡吸水率為0.15%~0.20%,雖然吸水率看起來(lái)并不大,比尼龍的吸水率要小得多。但是聚碳酸酯是一個(gè)[敏感詞]特點(diǎn)就是對(duì)水分含量非常敏感,在高溫條件下微量水分的存在也極易造成水解和降解反應(yīng),引起相對(duì)分子質(zhì)量下降。相對(duì)分子質(zhì)量為50000的聚碳酸酯樹(shù)脂,若含水量為0.2%~0.25%,經(jīng)190℃;加工相對(duì)分子質(zhì)量下降為20700;220℃加工后下降為19000.水分含量越高,相對(duì)分子質(zhì)量下降越大,制品強(qiáng)度下降越嚴(yán)重。并且有微量水分存在就能使聚碳酸酯的熔體熱穩(wěn)定性明顯下降。反水鏡片注射加工的干燥條件為:干燥溫度恒溫在(120±5)℃,料層厚度不超過(guò)25cm,干燥時(shí)間24h。把干燥好的樹(shù)脂加入注射機(jī)的遠(yuǎn)紅外干燥斗中,保溫100℃避免二次吸濕。
②工藝條件控制。
a.模具溫度。模具溫度與聚碳酸酯的內(nèi)應(yīng)力有著明顯的關(guān)系,應(yīng)力值隨樹(shù)脂熔融體與模具間溫度差的增大而增加。模溫低,產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力增大;模溫太高,產(chǎn)品易變形,成型周期長(zhǎng),生產(chǎn)效率低。應(yīng)把模溫控制在70~90℃。
b.注射溫度。聚碳酸酯熔融后的熔體黏度較高,對(duì)溫度的敏感性比對(duì)剪切速率的大,因此可以采取提高料筒溫度,而不是提高注射壓力的辦法來(lái)解決問(wèn)題。選用的料筒溫度為前部270~280℃、中部250~260℃、后部220~240℃。以上溫度均指料筒表面溫度。噴嘴溫度比料筒前部低5~10℃。
c.注射壓力及保壓時(shí)間。注射壓力過(guò)大會(huì)增加制品的內(nèi)應(yīng)力。為此,在保證熔料充滿模具的前提下應(yīng)選擇較低的注射壓力。選用70~80MPa為宜。
保壓力時(shí)間和長(zhǎng)短對(duì)制品內(nèi)應(yīng)力有顯著影響,內(nèi)應(yīng)力隨著保壓時(shí)間和延長(zhǎng)、補(bǔ)料量的增加而增大。當(dāng)螺桿預(yù)塑退回后僅保壓幾秒鐘即開(kāi)模,已滿足了制品密實(shí)不收縮的要求。
d.退火。注射生產(chǎn)中不論如何調(diào)整工藝條件,制品內(nèi)應(yīng)力總不可避免。內(nèi)應(yīng)力降低了制品對(duì)光、熱以及腐蝕介質(zhì)的抵抗能力,在環(huán)境作用下發(fā)生應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象。
退火是使制品消除內(nèi)應(yīng)力的有效措施。采用了普通烘箱退火,即把制品放入烘箱加熱到110~125℃,保溫1h左右。然后在烘箱中自然冷卻至室溫。
(4)幾種缺陷及解決方法。
①模糊斑。反光鏡片要求有很好的透明度及表面光亮度,首先遇到的問(wèn)題是制品表面有澆口處出現(xiàn)半圓形模糊斑。造成這種現(xiàn)象的原因可能是熔體進(jìn)入模腔的初始階段速度太快,容易拖拽澆口了附近的熔體滑移而在制品表面留下沒(méi)有光澤的疵點(diǎn)斑痕。[敏感詞]的解決辦法是多級(jí)注射,或采取逐漸降低注射壓力的辦法,以便制品能充滿模具的[敏感詞]注射壓力為生產(chǎn)條件。注射壓力的降低相應(yīng)降低了注射速度,因此解決了模糊斑問(wèn)題。
②銀絲。雖然對(duì)原料進(jìn)入了嚴(yán)格的干燥,但在加工過(guò)程中有時(shí)制品仍出現(xiàn)銀絲。這可能是設(shè)備表面溫度與物料實(shí)際溫度不符,加工溫度過(guò)高使物料分解產(chǎn)生氣體所致。另外注射機(jī)螺桿壓縮比不夠而在螺槽中混入空氣也是產(chǎn)生銀絲的原因之一。通過(guò)調(diào)整成型溫度,加大螺桿背壓可以克服銀絲現(xiàn)象。
③制品翹曲。在生產(chǎn)無(wú)色透明反光鏡片時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象。在同樣的設(shè)備和加工條件下生產(chǎn)透明橘[敏感詞]鏡片時(shí)發(fā)現(xiàn)制件翹民。這可能是由于色母料的影響。翹曲的方向是朝定模板一方。所以認(rèn)為噴嘴一直頂住模板使其溫度較動(dòng)模板高,造成一定的模具溫差也是原因之一。因此在注射橘[敏感詞]制品時(shí)采取注射座整體后退的方式生產(chǎn)從而克服翹曲現(xiàn)象。