翘曲是指塑料零件没有按照设计的形状成型,而是表面扭曲,翘曲是由塑料零件收缩不均匀引起的。如果整个塑件具有均匀的收缩率,塑件的变形不会翘曲,只会减小尺寸;然而,由于分子链/纤维排列、模具冷却、塑料零件设计、模具设计和成形条件的相互作用,实现低收缩或均匀收缩是一项非常复杂的任务。

用颜料给塑料着色时,如果塑料是结晶的,颜料会起到成核剂的作用,造成塑料制品不同程度的收缩和翘曲。在塑料着色中使用颜料有一个不可忽视的问题,颜料可以作为结晶塑料的成核剂,比如高密度聚乙烯(俗称HDPE),会不同程度的造成产品的收缩和翘曲,普通的产品无所谓,稍微精密一点的产品就是严重的问题,比如螺帽。如果瓶子没有紧紧地关闭,它就会泄漏,产品就会被丢弃。

塑料着色成型时有一个加热过程,随着温度的升高而膨胀,冷却时收缩。通常,在注射成型过程中,熔体流动方向上的分子取向大于垂直流动方向上的分子取向.任何添加剂,包括颜料,都会对颜料的变形产生影响,尤其是在改性塑料中。

在我们了解了收缩和翘曲的基本知识之后,大兴化工的颜料工程师将为您分析塑料制品收缩和翘曲的五大因素:

原因1:与塑料的结晶度有关

热塑性塑料有两种:结晶塑料和非结晶塑料,结晶塑料的分子链排列有序、稳定、致密,冷却凝固时有一个从晶核到晶粒的过程,常见的结晶塑料品种有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚酰胺(尼龙)。非晶态塑料的分子链是无序的,冷却凝固时没有晶核和晶粒的生长过程,只有自由大分子链的“冻结”,常见的非晶态塑料有聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(俗称ABS)等。有时候死记硬背不容易记住,一般来说结晶塑料是不透明或者半透明的,无定形塑料是透明的(ABS除外)。

原因二:和颜料的种类有关

有机颜料可以在塑料成型中作为成核剂,促进结晶过程,一般来说,分子结构对称的颜料对收缩影响较大,如(颜料红144、颜料红166、颜料红254、颜料黄109、颜料黄110、颜料蓝15: 1、颜料蓝15: 3、酞菁绿7),无机颜料对收缩影响较小,如二氧化钛

原因三:和颜料的形状有关

颜料有各种结晶状态,颗粒有针状、棒状、球形等。如果是针状或者棒状,长度方向容易沿着树脂的流向排列,导致收缩,不知道大家平时有没有注意到这种现象,比如你把一根长木棍丢到河里,不管怎么丢,过一会木棍都会自动调整到流向,这就是原因。但是无机颜料通常是球形晶体,方向相同,不存在定向排列的问题,所以无机颜料通常不存在收缩翘曲的问题。因此,结晶塑料在注塑成型时的收缩率一般比非晶塑料大,而热固性塑料影响不大,也就是说收缩翘曲只发生在结晶塑料中。

原因4:与颜料的粒径有关

同一种颜料类型,不同厂家工艺不同,生产的颜料粒径不同,也会影响收缩翘曲,当粒径大或小到一定程度时,成型收缩最小,不容易描述,也没有统一的标准,只能在实际应用中尝试,总体来说,即使是同一种颜料类型,这家工厂生产的变形也比较严重,另一家工厂生产的收缩翘曲可能比较轻微。

原因5:与塑料的成型温度有关

塑料成型时,需要温度来熔化塑料,温度随着塑料的品种和加工方法的不同而不同,例如颜料棕23和颜料红149在220℃的加工温度下会明显影响HDPE塑料的收缩率,但随着温度的升高影响会减小;但是在HDPE中,如果加工温度太低,塑料制品的收缩效果会增加,所以没有规律可循,除了按照生产工艺进行测试,似乎没有别的解决办法。

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