PC注塑5大常見缺陷分析及解決方法

■PC是分子主鏈結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)、異丙基、醋鍵的線性聚合物，這種結(jié)構(gòu)使其既有剛性又有一定的柔韌性，以及良好的耐高溫能力，但同時(shí)存在著樹脂的熔體粘度高、對水分敏感等不足，給注射成型加工帶來一定的難度。
■其加工工藝特性是無明顯熔點(diǎn)，在正常加工溫度即230一320℃范圍內(nèi)熔體粘度高，粘度對剪切速率的敏感性小而對溫度的敏感性大，近似于牛頓流體行為；對水分敏感，高溫下樹脂易水解；制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力等。

由此可見，PC是一種較難加工的塑料。
因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中，我們遇到的問題較多。今天就幾種較常見的PC制品缺陷來加以分析和探討，記得收藏哦~

01
PC制品變色，出現(xiàn)變黑、黃紋及黑點(diǎn)
相對而言，PC的耐熱性較好，通常加工普通PC料時(shí)，可將其熔融溫度設(shè)定在240一300℃，即使長時(shí)間停留，一般也不會分解。
可為什么在生產(chǎn)一些電器制品時(shí)，經(jīng)常會出現(xiàn)變色現(xiàn)象呢？這是因?yàn)楝F(xiàn)在市場競爭激烈，為了降低生產(chǎn)成本，絕大多數(shù)廠家生產(chǎn)中低檔電器制品時(shí)大都使用PC改性料或再生料，甚至有些廠家使用自己加入的阻燃劑、填充劑等配混的料。
由于這些料品流駁雜，而塑化要求較高，工藝方面控制就較困難，從而出現(xiàn)這樣那樣的問題。
針對上述現(xiàn)象，需從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮和尋找解決方法：

#1
工藝條件方面主要考慮熔融溫度，一般要逐段降低機(jī)筒溫度，特別是前兩段的溫度，而且針對不同的料使用不同的溫度，如用聚乙烯(PE)改性PC生產(chǎn)大型電器制品，一般應(yīng)將機(jī)筒溫度控制在230℃左右；
再如用ABS或PS改性PC生產(chǎn)開關(guān)、插座等小型電器件時(shí)，機(jī)筒溫度一般應(yīng)控制在250℃左右;而用PBT 改性PC生產(chǎn)燈飾制品時(shí)機(jī)筒溫度一般應(yīng)控制在280℃左右。當(dāng)然，成型溫度的最終選定還要綜合考慮制品形狀、尺寸、模具結(jié)構(gòu)、制品性能要求等方面。
其次是對原材料充分干燥，減少微量水分對熱熔體催化裂解的可能。另外，若螺桿轉(zhuǎn)速太快、背壓太高、注射速率太快，以及噴嘴孔徑、流道、澆口尺寸太小等都會使熔體產(chǎn)生高的剪切熱，造成PC出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象，而且易使模腔內(nèi)氣體不能及時(shí)排出，造成制品局部灼傷而變黑。

#2
設(shè)備方面由于PC熔體粘度高，流動性差，需要的注塑壓力大，與金相接合力強(qiáng)，分解物對金屬有強(qiáng)腐蝕性，所以在選擇加工設(shè)備時(shí)，要求選用小型的或特殊設(shè)計(jì)的、鍍鉻的螺桿，而且塑化系統(tǒng)不允許有死角、呆料、缺口、裂縫等情況出現(xiàn)。
一般說來，如果工藝條件沒問題，而對空注射時(shí)發(fā)現(xiàn)熔料有變色現(xiàn)象，這說明塑化系統(tǒng)有問題，需逐一檢查塑化系統(tǒng)，從噴嘴開始，到噴嘴法蘭、三小件、螺桿、機(jī)筒。

#3
用料、操作方法方面若一開機(jī)就發(fā)現(xiàn)有黑點(diǎn)，這多半與機(jī)筒存料有關(guān)。
故須注意操作方式方法，當(dāng)開機(jī)前機(jī)筒所存料為PC時(shí)，要用新料在成型溫度下將機(jī)筒清洗3一4次(對空注射)，如果所存料為別的料，特別是熱穩(wěn)定性差的料，如PVC ,POM 等，這就要求在開機(jī)時(shí)不能升高溫度，而且不能用PC料清洗機(jī)筒，只能在較低溫度下用熱穩(wěn)定性好的料如PS,PE等清料，清洗干凈后，再把機(jī)筒溫度升至PC正常加工溫度，然后用PC料清洗一下，方可進(jìn)行加工。
在加工過程中，如需臨時(shí)中止生產(chǎn)，則需將機(jī)筒溫度降到160℃以下保溫（因PC的玻璃化溫度為160"C ），以免時(shí)間過長物料分解而變色。完成生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，可用PS,PE等熱穩(wěn)定性好的料清洗機(jī)筒，清空后停機(jī)。

如果在生產(chǎn)過程中一直有變色現(xiàn)象，就需首先檢查用料是否有問題，比如是否摻雜了其它料及異物，新料是否存在質(zhì)量問題，澆口料是否合格，配混料是否配法正確等，一一排除后，再檢查其它原因。
另一個(gè)因素是環(huán)境污染比較嚴(yán)重，如空氣中游離著許多灰塵，模具被污染，自烘式料斗過濾網(wǎng)不起作用而吸進(jìn)較多塵粒等。這就要求加工車間時(shí)刻保持干凈、整潔，最好用細(xì)紗布把料斗進(jìn)氣口、出氣口蒙住，這在加工透明制品時(shí)非常必要。

02
PC制品出現(xiàn)銀紋、氣泡、真空泡
制品出現(xiàn)銀紋、氣泡、真空泡，是PC料常見的制品缺陷之一，引起這些缺陷的原因較多且復(fù)雜，故較難以判斷和排除。
銀紋（或氣紋）是指塑料在充模過程中受到氣體干擾而出現(xiàn)在制品表面熔料方向上的缺陷。氣體的成分主要包括水汽、空氣、分解氣及溶劑氣，其中以水汽、分解氣和空氣為多見。
當(dāng)這些氣體超過一定的限度時(shí)，在注射成型后模腔失壓，接近制品表面的氣體就會冒出來，沿料流方向刻蝕成一連串在光照下閃閃爍爍的大大小小的泡點(diǎn)，稱之為銀紋或氣紋。實(shí)際上，在注塑過程中氣體的存在是不可避免的，而且有相當(dāng)一部分還殘留在塑料內(nèi)部。
當(dāng)模內(nèi)壓力足夠大，而氣體含量又不超過一定的限度時(shí)，氣體以分散的狀態(tài)溶解到塑料里面去;但當(dāng)模內(nèi)壓力不夠大，而氣體含量又超過一定的限度時(shí)，這些氣體便從熔融塑料中紛紛釋放出來，到達(dá)制品表面而形成銀紋，困閉在厚的壁體內(nèi)而成為氣泡。
但不管怎樣，問題的重點(diǎn)及解決對策應(yīng)該集中在氣體上，也就是說應(yīng)如何控制氣體的含量。

#1
水汽一般說來，如果氣泡不規(guī)則地分散在制品表面，大都是由水汽所引起的。
PC 的熱熔料對水分非常敏感，要求含水量在0.02%以下。所以要控制水分的含量，就要對料進(jìn)行充分的干燥。一般PC料的干燥溫度在120℃左右，干燥時(shí)間4h左右，時(shí)間不能太長，如超過l0h，物料易變質(zhì)，特別是加入了阻燃劑的料更不宜干燥時(shí)間過長；而干燥方式則以除濕干燥機(jī)的效果為最好，對料也沒有影響。檢查干燥效果是否良好，可用對空注射法，看射出的料是否連續(xù)、光潔且不冒白氣。

#2
空氣如果氣泡粒極為細(xì)微而密集，主要分布在制品澆口周圍，形成光芒狀紋或扇形紋，這多半是空氣引起的。
空氣來源為： 料內(nèi)夾帶空氣。當(dāng)澆口料較多，且顆粒大小相差懸殊時(shí)，易夾帶空氣。所以使用澆口料時(shí)，最好把粉料篩選出來。若熔融時(shí)背壓太低，螺桿轉(zhuǎn)速又高，使螺桿回退過快，空氣易隨料一起推向機(jī)筒前端，故一般提倡在冷卻時(shí)間內(nèi)盡量延長熔融時(shí)間，這對提高塑化質(zhì)量是很有幫助的。
若下料段溫度控制不好，溫度過高會使一部分料過早熔融而堵塞了空氣退出下料口的通路；而溫度過低則預(yù)熱不夠，使一部分粒料進(jìn)人均化段而裹入空氣。另外，松退量過大也會吸入空氣。遇到上述情況，一般調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速、背壓及松退量可大致能夠解決。充模過程中的排氣。
為了使熔體粘度較高的PC料能順利充模，一般是提高熔料溫度和增加注塑壓力。在高溫高壓下，如果注射速率較快，熔體會突然穿過狹窄的流道和澆口進(jìn)人具有較大自由空間的模腔，這樣從熔體中釋放出來的氣體再夾帶流道及模腔內(nèi)的空氣而形成高速噴射狀態(tài)，在冷凝塑料表面就會出現(xiàn)分散氣流的痕跡即氣紋。
另外，如果模腔內(nèi)轉(zhuǎn)角較多、厚薄相差過大，或鑲件多、澆口位置不當(dāng)時(shí)，熔體就會涌人模腔，激蕩模內(nèi)空氣形成渦流，在一定的部位就會形成氣紋，如成型電器產(chǎn)品的開關(guān)插座面板，由于其插口、接口及開關(guān)都集中在一個(gè)部位，故經(jīng)常會出現(xiàn)這種情況。解決此缺陷的辦法是，一方面修改模具，加強(qiáng)模具排氣，優(yōu)化澆口位置；另一方面降低充模速率，特別是有氣紋部位的注射速率。

#3
分解氣由于PC料需在高溫下成型，產(chǎn)生一些分解是不可避免的，不過如何避免大量分解及怎樣排除氣體卻是值得探討的。
同上述的變色一樣，產(chǎn)生分解氣的主要原因是熔體溫度過高。比如，機(jī)筒溫度設(shè)定過高，或機(jī)筒的發(fā)熱圈控制失調(diào)，應(yīng)由噴嘴開始，逐段檢查發(fā)熱圈，以降低機(jī)筒溫度；熔體在機(jī)筒里停留時(shí)間過長（如生產(chǎn)小制品使用大設(shè)備，緩沖墊量過大），成型周期太長，或機(jī)筒內(nèi)的呆料、死角處存料因長時(shí)間受熱而引起分解；或熔體在機(jī)筒里受到強(qiáng)剪切作用，如螺桿的壓縮比過大，螺桿轉(zhuǎn)速過高，背壓太大等也會分解。
另外，噴嘴孔徑過小，模具澆口、流道太小，型腔阻力大等均能使通過的熔體因摩擦而造成局部過熱而分解，因此加工PC料時(shí)，所取噴嘴孔徑、澆口、流道尺寸都較大，排氣槽要深，且不宜制作薄壁制品。
還有一個(gè)重要原因是PC本身質(zhì)量差，容易分解，這一點(diǎn)常常被用戶所忽視，而把問題推到模具及加工設(shè)備上，從而找不到解決問題的正確辦法。

#4
溶劑氣溶劑氣主要與生產(chǎn)中操作質(zhì)量有關(guān)，如機(jī)筒清洗不干凈，助劑加得過多等。溶劑氣可通過充分干燥除去大部分，它對氣紋影響不是很大。
透明制品內(nèi)部存在的泡點(diǎn)有時(shí)很難分清是氣泡還是真空泡。一般認(rèn)為，如果開模瞬間已發(fā)現(xiàn)存在泡點(diǎn)，而且存放一段時(shí)間后體積沒什么變化則為氣泡，屬于氣體干擾引起的；如果在脫模冷卻過程中出現(xiàn)并變大，則屬于真空泡。
真空泡的形成是由于充模時(shí)料不足或壓力較低，在模具急劇冷卻作用下，與模壁接觸的熔料表面首先固化，然后中心部分的熔料冷卻收縮，造成體積縮小而形成中空即泡點(diǎn)。
其解決辦法是:
高注塑壓力、注射時(shí)間和料量
調(diào)整料溫:當(dāng)真空泡遠(yuǎn)離澆口位置時(shí)，提高料溫使熔料流動順暢，壓力能傳遞到遠(yuǎn)離澆口的部位
當(dāng)真空泡在澆口附近時(shí)可降低料溫使收縮減小
適當(dāng)提高模具溫度，特別是形成真空泡部位局部的模具溫度
將澆口設(shè)在制品厚壁部位，改善噴嘴、流道和澆口的流動狀況及模具排氣狀況
縮短制品在模內(nèi)的冷卻時(shí)間，必要時(shí)將制品投入熱水中緩慢冷卻
用點(diǎn)澆口成型的制品可用慢速、低溫成型來解決真空泡問題，當(dāng)流道上有真空泡時(shí)可加大流道尺寸
另外，在生產(chǎn)過程中還發(fā)現(xiàn)PC制品脫模后很快在厚壁部位出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象，這是由于冷卻不夠使PC內(nèi)部氣體膨脹造成的
一般可用延長冷卻時(shí)間、加強(qiáng)冷卻效果、提高保壓壓力和時(shí)間、延緩PC分解等措施解決

03
PC制品出現(xiàn)“指紋”及亂流痕
由于PC熔體粘度大、流動性較差，故制品較易出現(xiàn)“指紋”及亂流痕現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象在加工開關(guān)插座件及一般電器件面板時(shí)較為常見，而這兩種現(xiàn)象又由于形狀相似，有時(shí)很難區(qū)分開來。
其實(shí)，這兩種現(xiàn)象的形成原因不盡相同，而且其解決方法也是不盡相同的。

#1
“指紋”因其形狀像人的手指紋而得名，有時(shí)又稱為波紋、震動紋或震紋，就是說其紋路像石頭掉在平靜的水面所形成的一樣。
其解決辦法是:
提高溫度，主要是提高噴嘴溫度和機(jī)筒前端溫度及模具溫度，特別是產(chǎn)生波紋處的溫度
注：這是為了降低PC的熔體粘度，提高熔體流動性。而且如果制品比較精密，對外觀要求嚴(yán)格，就需增設(shè)模溫機(jī)，精確控制模具溫度在 120℃左右。
增加注射速率和注塑壓力，主要是為了增加“指紋”處的熔體流動速率，杜絕熔體以滯流形式流動。如果“指紋”產(chǎn)生在制品中央或遠(yuǎn)離澆口位置時(shí)，就要采用多級注射，逐段調(diào)節(jié)注射速率
修改模具，主要是為了減小熔體在充模過程中受到的阻力，如加大流道、澆口尺寸;注意對噴嘴孔及流道拋光;加大排氣溝、槽;設(shè)置鑲件、頂桿引氣裝置;改善模具排氣狀況;設(shè)置足夠大的冷料阱，減小前端冷料的阻流作用。

#2
亂流痕是指在PC制品上出現(xiàn)以澆口為中心的不規(guī)則的流線現(xiàn)象。與“指紋”線不同的是，亂流痕是順著料流方向而不是垂直料流方向出現(xiàn)。其原因可能是由于被注射到模腔的熔料受到大的沖擊，從而在冷模上時(shí)粘時(shí)滑所致。
其解決辦法是:
提高熔體溫度，以減少熔體的過早冷卻
提高模具溫度，特別是出現(xiàn)亂流痕部位的溫度，以防止熔料在模腔內(nèi)過早冷卻而滑動
采用多級注射，將出現(xiàn)亂流痕部位的注射速率、注塑壓力適當(dāng)降低
改變澆口位置，以改變?nèi)哿系牧鲃臃绞?/span>
加大冷料阱，防止冷料在模內(nèi)滑動
改用流動性好的料，使熔料充模順暢

04
PC制品出現(xiàn)冷料斑
冷料斑是PC制品澆口部位常見的缺陷之一，其現(xiàn)象是制品近澆口處帶有霧色或亮色的糊斑，或來自澆口的粘在制品表面的宛若蚯蚓的彎曲疤痕。
其形成的原因主要是由進(jìn)人模腔的熔料前鋒冷料的推進(jìn)或因過度保壓作用而后來擠進(jìn)模腔的冷料造成的，前鋒料因?yàn)閲娮炫c冷模板接觸或流道的冷卻作用傳走了熱量，在進(jìn)人模腔時(shí)，又有隨之而來的熱熔體的推擠，于是就形成了冷料斑。

對此缺陷可采取的解決措施為：
調(diào)高機(jī)筒和噴嘴溫度，提高模具溫度，以減少冷料的影響
減慢注射速率，增加注塑壓力，以免熔體破裂或模內(nèi)氣體的干擾
調(diào)節(jié)注射時(shí)間和保壓時(shí)間，避免過量充填
合理的模具澆口設(shè)計(jì)可以預(yù)先減少或避免冷料斑的形成，傳統(tǒng)而有效的方法
是在流道末端開設(shè)冷料阱，使前鋒料陷人阱內(nèi)而不致進(jìn)人模腔，而有些模具除設(shè)冷料阱外，還需要考慮澆口的形式、大小和位置的合理性
加強(qiáng)模具排氣
去除料中污染物，強(qiáng)化物料的干燥效果，減少或調(diào)換潤滑劑，盡量少用脫模劑

05
PC透明制品的內(nèi)應(yīng)力
在生產(chǎn)PC透明制品如太陽鏡、擋風(fēng)罩、眼罩等制件時(shí)，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)制品變形、散光、透明度不好及開裂等現(xiàn)象，這主要是由于制品內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力的緣故。
其實(shí)在不透明制品內(nèi)部也存在內(nèi)應(yīng)力，只是表現(xiàn)不明顯罷了。內(nèi)應(yīng)力是指在沒有外力的情況下，塑料內(nèi)部由于成型不當(dāng)、溫度變化等原因所產(chǎn)生的應(yīng)力，其本質(zhì)是塑料分子高彈變形被凍結(jié)在制品內(nèi)而形成的。

#1
PC制品的內(nèi)應(yīng)力主要是由取向應(yīng)力和溫度應(yīng)力引起的，有時(shí)也與脫模不當(dāng)有關(guān)。 取向應(yīng)力注塑制品內(nèi)部大分子取向后易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成應(yīng)力集中。在注塑時(shí)熔體迅速冷卻，在較低溫度下熔體粘度較高，取向的分子不能充分松弛，如此產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力對制品的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性都有影響。

#2
溫度應(yīng)力塑料在注塑時(shí)熔體溫度和模具溫度之間溫差很大，這使靠近模壁的熔料冷卻較為迅速，因而產(chǎn)生了在制品體積內(nèi)分布不均勻的應(yīng)力。
由于PC的比熱容較大，導(dǎo)熱系數(shù)小，制品表面層比內(nèi)層冷卻快得多，制品表面所形成的凝固殼層會阻礙內(nèi)部繼續(xù)冷卻時(shí)的自由收縮，其結(jié)果引起制品內(nèi)部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力而在外層則產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。
通過以上分析可知，由于塑料的結(jié)構(gòu)特征及注塑工藝條件的限制，要完全避免內(nèi)應(yīng)力是不可能的，只能盡量減小內(nèi)應(yīng)力或盡量使內(nèi)應(yīng)力在制品內(nèi)分布均勻。其方法是：
注射溫度對制品內(nèi)應(yīng)力大小影響很大，因此要適當(dāng)?shù)靥岣邫C(jī)筒溫度，保證物料塑化良好，使組分均勻以降低收縮率，減小內(nèi)應(yīng)力；提高模具溫度，使制品冷卻緩慢，以松弛取向分子，降低內(nèi)應(yīng)力。
過高的注塑壓力可使塑料分子取向作用增大而產(chǎn)生較大的剪切力，使塑料分子有序排列，制品取向應(yīng)力增大，因此，要盡量采用較低的注塑壓力；若保壓時(shí)間太長，模內(nèi)壓力由于補(bǔ)壓作用而提高，熔料產(chǎn)生較高的受擠壓效應(yīng)，分子取向程度提高，使制品內(nèi)應(yīng)力增大，因此保壓時(shí)間不宜太長。
注射速率對注塑件內(nèi)應(yīng)力的影響比溫度、壓力等因素要小得多，不過最好采用變速注射，即快速充模，當(dāng)模腔充滿后改用低速，變速注射一方面充模過程快，減少熔接痕，另一方面低速保壓可減少分子取向。
合理設(shè)計(jì)澆口位置，扁平制品最好采用縫形、扇形澆口；頂出裝置應(yīng)設(shè)計(jì)成大面積頂出；脫模斜度要大。盡可能使用較好的料 (含雜質(zhì)少，分子質(zhì)量大)，不用澆口料。
當(dāng)制品帶有金屬嵌件時(shí)，嵌件材料需預(yù)先加熱(一般要求達(dá)200℃左右)，以防止金屬材料與塑料材料線脹系數(shù)不一致而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。過渡處需用圓弧過渡。
出模后可用熱處理方法消除內(nèi)應(yīng)力。熱處理的溫度為120℃左右，時(shí)間2h左右。其實(shí)質(zhì)是使塑料分子中的鏈段、鏈節(jié)有一定的活動能力，凍結(jié)的彈性變形得到松弛，取向的分子回到無規(guī)狀態(tài)。最好不用脫模劑，否則易引發(fā)內(nèi)應(yīng)力，造成制品不透明、斑紋或開裂。