由于塑料具有重量輕、韌性好、成型易、成本低等優點，因此在現代工業和日用產品中，塑料被越來越多的用來代替玻璃，特別是在光學儀器和包裝工業的應用方面發展尤為迅速。

　　但是這往往要求所用的塑料必須具有透明性要好，耐磨性高，抗沖擊韌件好等特點，因此對塑料的成份，注塑整個過程的工藝、設備、模具等，都提出了很高的要求，以保證這些用于代替玻璃的塑料（以下簡稱透明塑料），表面質量良好，從而達到使用的要求。


　　目前市場上一般使用的透明塑料有聚甲基丙烯酸甲酯（即俗稱亞克力或有機玻璃，代號PMMA）、聚碳酸酯（代號PC）、聚對苯二甲酸乙二醇脂（代號PET）、透明尼龍、AS（丙烯睛一苯乙烯共聚物）、聚砜（代號PSF）等。

　　其中我們接觸得最多的是PMMA、PC和PET三種塑料，由于篇幅有限，下面就以這三種塑料為例，討論透明塑料的特性和注塑工藝。

 

w9rtrt

　　

 

1

透明塑料的性能

　　透明塑料首先必須有高透明度，其次要有一定的強度和耐磨性，能抗沖擊，耐熱性要好，耐化學性要優，吸水率要小，只有這樣才能在使用中，滿足透明度的要求而性能穩定，PMMA、PC和PET的性能對比如下表所示。


　　注：因品種繁多，這只是取平均值，實際不同品種數據有異。PET數據（機械方面）為經拉伸后的數據。

　　從上表數據可知PC是較理想的選擇，但由于其原料價貴和注塑工藝較難（不過目前PC價格跌得已經挺低了），所以仍以PMMA使用更多（對一般要求的制品），而PET由于要經過拉伸才能得到好的機械性能，所以多在包裝和容器中使用。

 

w9rtrt

　　

 

2

透明材料如何選擇

        日用品材料

　　1、透明膜類：包裝用PE、PP、PS、PVC及PET等，農用PE、PVC及PET等

　　2、透明片板類：用PP、PVC、PET、PMMA及PC等

　　3、透明管類：用PVC、PA等

　　4、透明瓶類：用PVC、PET、PP、PS及PC等。

　　照明器材材料

　　主要用作燈罩，常用PS、改性PS、AS、PMMA及PC等。

　　光學儀器材料

　　1、硬質鏡體：主要用CR-39和J.D兩種

　　2、隱形眼鏡：常用HEMA。

　　玻璃材料

　　1、交通玻璃：常用PMMA和PC兩種

　　2、建筑玻璃：常用PVF和PET。

　　太陽能材料

　　常用PMMA、PC、GF-UP、FEP、PVF及SI等。

　　光纖材料

　　芯層用PMMA或PC，包覆層為含氟烯烴聚合物、含氟甲基丙烯酸甲酯類。

　　光盤材料

　　常用PC、PMMA。

　　透明封裝材料表面增硬的PMMA、FEP、EVA、EMA、PVB等。

 

w9rtrt

　

 

3

透明塑料注塑應注意的共同問題

　　透明塑料由于對透光率要高，必然也對塑料制品表面質量要求嚴格，不能有任何斑紋、氣孔、泛白、霧暈、黑點、變色、光澤不佳等缺陷，因而在整個注塑過程中對原料、設備、模具、甚至產品的設計，都要十分注意和提出嚴格甚至特殊的要求。

　　其次由于透明塑料大多熔點高、流動性差，因此為保證產品的表面質量，往往要在較高溫度下進行注塑，注射壓力、注射速度等工藝參數也均需作細微調整，使注塑時既能充滿模，又不會產生內應力而引起產品變形和開裂。

　　下面就其在原料準備、對設備和模具要求、注塑工藝和產品的原料處理幾方面，談談應注意的事項。

（1）

原料的準備與干燥

　　由于在塑料中含有任何一點雜質，都可能影響產品的透明度，因此和儲存、運輸、加料過程中，必須注意密封，保證原料干凈。特別是原料中含有水分，加熱后會引起原料變質，所以一定要干燥，并在注塑時，加料必須使用干燥料斗。

　　還要注意一點的是干燥過程中，輸入的空氣最好應經過濾、除濕，以便保證不會污染原料。其干燥工藝如下表所示：

（2）

機筒、螺桿及其附件的清潔

　　為防止原料污染和在螺桿及附件凹陷處存有舊料或雜質，特別是熱穩定性差的樹脂存在，在使用前、停機后都應用螺桿清洗劑清洗干凈各附件，使其不得粘有雜質，當沒有螺桿清洗劑時，可用PE、PS等樹脂清洗螺桿。


　　當臨時停機時，為防止原料在高溫下停留時間過長，引起降解，應將干燥機和機筒溫度降低，如PC、PMMA等機筒溫度都要降至160℃以下（料斗溫度對于PC應降至100℃以下）。

（3）

在模具設計上應注意的問題

　　為了防止出現回流不暢，或冷卻不均造成塑料成型不良，產生表面缺陷和變質，一般在模具設計時，應注意以下幾點。

　　a）壁厚應盡量均勻一致，脫模斜度要足夠大；

　　b）過渡部分應逐步、圓滑過渡，防止有尖角、銳邊產生，特別是針對PC產品的模具一定不要有缺口；

　　c）澆口、流道盡可能寬大、粗短，且應根據收縮冷凝過程設置澆口位置，必要時應加冷料阱；

　　d）模具表面應光潔，粗糙度低（最好低于0.8）；

　　e）排氣孔、槽必須足夠，以及時排出空氣和熔體中的氣體；
 
        f）除PET外，壁厚不要太薄，一般不得小于1 mm。

（4）

注塑工藝方面應注意的問題

　　為了減少內應力和表面質量缺陷，在注塑工藝方面應注意以下幾方面的問題（包括注塑機的要求）。

　　a）應選用專用螺桿、帶單獨溫控射嘴的注塑機；

　　b）注射溫度：在塑料樹脂不分解的前提下，宜用較高注射溫度；

　　c）注射壓力：一般較高，以克服熔料粘度大的缺陷，但壓力太高會產生內應力造成脫模因難和變形；

　　d）注射速度：在滿足充模的情況下，一般宜低，最好能采用慢-快-慢多級注射；

　　e）保壓時間和成型周期：在滿足產品充模，不產生凹陷、氣泡的情況下，宜盡量短，以盡量減低熔料在機筒的停留時間；

　　f）螺桿轉速和背壓：在滿足塑化質量的前提下，應盡量低，防止產生解降的可能；

　　g）模具溫度：制品的冷卻好壞，對質量影響極大，所以模溫一定要能精確控制其過程，有可能的話，模溫宜高一些好。

（5）

其他方面的問題

　　由于為要防上表面質量惡化，一般注塑時盡量少用脫模劑；當用回用料時不得大于20％。

　　對于除PET外的制品都應進行后處理，以消除內應力，PMMA應在70－80℃下熱風循環干燥4小時；PC應在清潔空氣、甘油、液體石臘等保護下加熱至110－135℃，時間按產品而定，最高需要10多小時。而PET必須經過雙向拉伸的工序，才能得到良好機械性能。

4

不同透明塑料的注塑成型工藝

        除了以上的共同問題，透明塑料亦各有一些工藝特性，現分述如下：

（1）

PMMA的工藝特性

　　MMA粘度大，流動性稍差，因此必須高料溫、高注射壓力注塑才行，其中注射溫度的影響大于注射壓力，但注射壓力提高，有利于改善產品的收縮率。

　　PMMA注射溫度范圍較寬，熔融溫度為160℃，而分解溫度達270℃，因此料溫調節范圍寬，工藝性較好；故改善流動性，可從注射溫度著手。但其沖擊性差，耐磨性不好，易劃花，易脆裂，故應提高模溫，改善冷凝過程，以克服這些缺陷。

（2）

PC的工藝特性

　　PC粘度大，融料溫度高，流動性差，回此必須以較高溫度注塑（270－320℃之間），相對來說料溫調節范圍較窄，工藝性不如PMMA。注射壓力對流動性影響較小，但因粘度大，仍要較大注射壓力，相應為了防止內應力產生，保壓時間要盡量短。

　　收縮率不大，尺寸穩定，但產品內應力大，易開裂，所以宜用提高溫度而不是壓力去改善流動性，并且從提高模具溫度、改善模具結構和后處理去減少開裂的可能；

　　當注射速度低時，澆口處易生波紋等缺陷，放射嘴溫度要單獨控制，模具溫度要高，流道、澆口阻力要小。

（3）

PET的工藝特性

　　PET成型溫度高，且料溫調節范圍窄（260－300℃），但熔化后流動性好，故工藝調節性差，且往往在射嘴中要加防延流裝置。其機械強度及性能注射后不高，必須通過拉伸工序和改性才能改善性能。

　　模具溫度的準確控制，是防止翹曲、變形的重要因素，因此建議采用熱流道模具；模具溫度要高，否則會引起表面光澤差和脫模困難。

　　綜上所述，我們可以列出注塑工藝參數表，供大家注射時參考。

 

5

透明塑料件的缺陷和解決辦法

　　由于篇幅關系，這里只討論影響產品透明度的缺陷，其缺陷大概有以下幾項：

　　

（1）

銀紋

        由充模和冷凝過程中，內應力各向異性的影響，垂直方向產生的應力，使樹脂發生流動上取向，而和非流動取向產生折光率不同而生閃光絲紋，當其擴展后，可能使產品出現裂紋。除了在注塑工藝和模具上注意外，產品最好作退火處理；如PC料可加熱到160℃以上保持3－5分鐘，再自然冷卻即可。

（2）

氣泡

        主于樹脂內的水氣和其他氣體排不出去，（在模具冷凝過程中）或因充模不足，冷凝表面又過快冷凝而形成"真空泡"。其克服方法見下表。

（3）

表面光澤差

        由于模具粗糙度大，另一方面冷凝過早，使樹脂不能復印模具表面的狀態，所有這些都使其表面產生微小凹凸不平，而使產品失去光澤。其克服方法見下表。

（4）

震紋

        是指從直澆口為中心形成的密集波紋，其原因是熔體粘度過大，前端料已在型腔冷凝，后來料又沖破此冷凝面，而使表面出現震紋。其克服方法見下表。

（5）

泛白、霧暈

        主要由于在空氣中灰塵落入原料之中或原料含水量太大而引起的。其克服方法見下表。

（6）

白煙、黑點

        主要由于塑料在機筒內，因局部過熱而使機筒樹脂產生分解或變質而形成的。其克服方法見下表。