常用工程塑料的物理性能和加工工艺-第4部分
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十五、PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯？？
1．PBT的性能：
PBT是最坚韧的工程热塑材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性， PBT吸湿特性很弱。非增强型PBT的张力强度为50MPa，玻璃添加剂型的PBT张力强度为170MPa。玻璃添加剂过多将导致材料变脆。PBT的；结晶很迅速，这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。对于有玻璃添加剂类型的材料，流程方向的收缩率可以减小，但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。一般材料收缩率在1。5％~2。8％之间。含30％玻璃添加剂的材料收缩0。3％~1。6％之间。熔点（225％℃）和高温变形温度都比PET材料要低。维卡软化温度大约为170℃。玻璃化转换温度（glass trasitio temperature）在22℃到43℃之间。
由于PBT的结晶速度很高，因此它的粘性很低，塑件加工的周期时间一般也较低。
2．PBT的工艺特点：
干燥处理：这种材料在高温下很容易水解，因此加工前的干燥处理是很重要的。建议在空气中的干燥条件为120C；6~8小时，或者150℃，2~4小时。湿度必须小于0。03％。如果用吸湿干燥器干燥，建议条件为150℃，2。5小时。加工温度225~275℃，建议温度250℃。对于未增强型的材料模具温度为40~60℃。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。建议模具冷却腔道的直径为12mm。注射压力中等（最大到1500bar），注射速度应使用尽可能快的注射速度（因为PBT的凝固很快）。流道和浇口：建议使用圆形流道以增加压力的传递（经验公式：流道直径=塑件厚度＋1。5mm）。可以使用各种型式的浇口。也可以使用热流道，但要注意防止材料的渗漏和降解。浇口直径应该在0。8~1。0*t之间，这里 t是塑件厚度。如果是潜入式浇口，建议最小直径为0。75mm。
3．典型应用范围：
家用器具（食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等），电器元件（开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等），汽车工业（散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等
收缩率：
塑件自模具中取出冷却到室温后，发生尺寸收缩这种性能称为收缩性。由于收缩不仅是树脂本身的热胀冷缩，而且还与各成形因素有关，所以成形后塑件的收缩应称为成形收缩。
1．成形收缩的形式成形收缩主要表现在下列几方面：
（1）塑件的线尺寸收缩由于热胀冷缩，塑件脱模时的弹性恢复、塑性变形等原因导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩小，为此型腔设计时必须考虑予以补偿。
（2）收缩方向性成形时分子按方向排列，使塑件呈现各向异性，沿料流方向（即平行方向）则收缩大、强度高，与料流直角方向（即垂直方向）则收缩小、强度低。另外，成形时由于塑件各部位密度及填料分布不匀，故使收缩也不匀。产生收缩差使塑件易发生翘曲、变形、裂纹，尤其在挤塑及注射成形时则方向性更为明显。因此，模具设计时应考虑收缩方向性按塑件形状、流料方向选取收缩率为宜。
（3）后收缩塑件成形时，由于受成形压力、剪切应力、各向异性、密度不匀、填料分布不匀、模温不匀、硬化不匀、塑性变形等因素的影响，引起一系列应力的作用，在粘流态时不能全部消失，故塑件在应力状态下成形时存在残余应力。当脱模后由于应力趋向平衡及贮存条件的影响，使残余应力发生变化而使塑件发生再收缩称为后收缩。一般塑件在脱模后10小时内变化最大，24小时后基本定型，但最后稳定要经30～60天。通常热塑性塑料的后收缩比热固性大，挤塑及注射成形的比压塑成形的大。
（4）后处理收缩有时塑件按性能及工艺要求，成形后需进行热处理，处理后也会导致塑件尺寸发生变化。故模具设计时对高精度塑件则应考虑后收缩及后处理收缩的误差并予以补偿。
2．收缩率计算塑件成形收缩可用收缩率来表示，如公式（1…1）及公式（1…2）所示。
Q实=（a…b）/b×100 （1…1）
Q计=（c…b）/b×100 （1…2）
式中：Q实—实际收缩率（％）；
Q计—计算收缩率（％）；
a —塑件在成形温度时单向尺寸（毫米）；
b —塑件在室温下单向尺寸（毫米）；
c —模具在室温下单向尺寸（毫米）。
实际收缩率为表示塑件实际所发生的收缩，因其值与计算收缩相差很小，所以模具设计时以Q计为设计参数来计算型腔及型芯尺寸。
3．影响收缩率变化的因素在实际成形时不仅不同品种塑料其收缩率各不相同，而且不同批的同品种塑料或同一塑件的不同部位其收缩值也经常不同，影响收缩率变化的主要因素有如下几个方面。
1）塑料品种各种塑料都有其各自的收缩范围，同种类塑料由于填料、分子量及配比等不同，则其收缩率及各向异性也不同。
（2）塑件特性塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件，嵌件数量及布局对收缩率大小也有很大影响。
（3）模具结构模具的分型面及加压方向，浇注系统的形式，布局及尺寸对收缩率及方向性影响也较大，尤其在挤塑及注射成形时更为明显。
（4）成形工艺 挤塑、注射成形工艺一般收缩率较大，方向性明显。预热情况、成形温度、成形压力、保持时间、填装料形式及硬化均匀性对收缩率及方向性都有影响。
如上所述模具设计时应根据各种塑料的说明书中所提供的收缩率范围，并按塑件形状、尺寸、壁厚、有无嵌件情况、分型面及加压成形方向、模具结构及进料口形式尺寸和位置、成形工艺等诸因素综合地来考虑选取收缩率值。对挤塑或注射成形时，则常需按塑件各部位的形状、尺寸、壁厚等特点选取不同的收缩率。
另外，成形收缩还受到各成形因素的影响，但主要决定于塑料品种、塑件形状及尺寸。所以成形时调整各项成形条件也能够适当地改变塑件的收缩情况。
PEI工艺条件：
干燥处理：PEI具有吸湿特性并可导致材料降解。要求湿度值应小于0。02％。建议干燥条件为150C、4小时的干燥处理。
熔化温度：普通类型材料为340~400C；增强类型材料为340~415C。
模具温度：107~175C，建议模具温度为140C。
注射压力：700~1500bar。
注射速度：使用尽可能高的注射速度。
化学和物理特性：
PEI具有很强的高温稳定性，既使是非增强型的PEI，仍具有很好的韧性和强度。因此利用PEI优越的热稳定性可用来制作高温耐热器件。PEI还有良好的阻燃性、抗化学反应以及电绝缘特性。
玻璃化转化温度很高，达215C。PEI还具有很低的收缩率及良好的等方向机械特性。
