翡翠的透明度也俗称为“水头”,其透明度是和内部的净度息息相关的,净度越高,其透明度就越高,水头就越足,其价值也就会越高,水头好的翡翠净度高,看起来晶莹透亮,而水头不好的翡翠感觉是死板的、缺少灵性的。
翡翠是玉石中的一种极品,大多数的翡翠以半透明或者透明居多,其中翡翠的透明度俗称为“水头”,而透明度是和内部的净度息息相关的,净度越高,其透明度就越高,水头就越足,其价值也就会越高。
反之透明度越低的话,净度就越差,底子就越浑浊,水头就越不好,其中顶级的水种翡翠是介于老坑玻璃种与冰种之间,其玉石的粒度略粗于老坑种翡翠,水头也略低于老坑种翡翠,而与冰种相似或相当。
水头好的翡翠透明度高,光线在翡翠内部的反射、折射,使翡翠外观的晶莹透亮,泛起荧光,整体效果富有动感,充满生机。反之水头不好的翡翠给人的感觉是死板,呆滞,缺少灵性的。
提高材料透明度,从注塑工艺做起
以塑代钢已经成为了当前各行业轻量化的大势所趋。而透明塑料的诞生,使代替玻璃也成为了可能。
诸如车灯、汽车内饰、可穿戴设备零件等领域,塑料代替玻璃的案例也不鲜见。
但全新的应用领域,也意味着全新的挑战。
目 录
01 主流透明塑料及性能盘点
02 注塑工艺的“通用”问题
03 三大主流透明材料注塑成型工艺
04 透明制件缺陷原因及解决方案
05 国内外66家透明材料供应企业盘点
有哪些主流透明塑料?
目前市场上一般使用的透明塑料有PMMA、PC、PET、透明尼龙、AS、PSF等。其中我们接触得最多的是PMMA、PC和PET三种。
性能 | PMMA | PC | PET |
密度 g/cm³ | 1.18 | 1.20 | 1.37 |
抗拉强度 MPa | 75 | 66 | 165 |
缺口冲击强度 J/m | 1200 | 1900 | 1030 |
透明度 % | 92 | 90 | 86 |
变形温度 ℃ | 95 | 137 | 120 |
允许含水量 % | 0.04 | 0.02 | 0.03 |
收缩率 % | 0.5 | 0.6 | 2 |
耐磨性 | 差 | 中 | 良 |
耐化性 | 良 | 良 | 优 |
▲主流透明塑料性能比较
*因品种繁多故取平均值,实际不同品种数据有异
*PET机械性能为经拉伸后的数据
一般来说,PC是透明塑料的理想选择,但由于原料价格相对较高、注塑难度相对更大,所以PMMA成为了比较主流的应用。
而PET一般都要经过拉伸才会得到更好的机械性能和透明度,所以更多在包装或瓶体等容器中应用。
由于篇幅限制,下面我们就从以这三种材料为例,展开聊聊塑料透明度和注塑工艺之间的关系。
注塑过程中要注意哪些“通用细节”?
原料的准备与干燥
由于在塑料中含有任何一点杂质,都可能影响产品的透明度,因此和储存、运输和加料过程中,必须注意密封,保证原料干净。
特别是原料中含有水分,加热后会引起原料变质,所以一定要干燥,并在注塑时加料必须使用干燥料斗。
还要注意一点的是干燥过程中,输入的空气最好应经过滤、除湿,以便保证不会污染原料。
干燥工艺 | PMMA | PC | PET |
干燥温度 ℃ | 70-80 | 120-130 | 140-180 |
干燥时间 h | 2-4 | >6 | 3-4 |
料层厚度 mm | 30-40 | <30 | - |
备注 | - | 采用热风 循环干燥 | 采用连续 干燥加料 装置为佳 |
▲常见透明塑料干燥工艺参数
机筒、螺杆及其附件的清洁
为防止原料污染,和在螺杆及附件凹陷处存有旧料或杂质存在。因此在使用前、停机后都应用螺杆清洗剂清洗干净各件,使其不得粘有杂质。
当临时停机时,为防止原料在高温下停留时间长,引起解降,应将干燥机和机筒温度降低至160℃以下;而且对于PC来说,料斗温度更要降到100℃以下。
模具/产品设计问题
为了防止出现回流不畅,或冷却不均造成塑料成型不良,产生表面缺陷和变质,一般在模具设计时,应注意以下几点:
注塑工艺问题
为了减少内应力和表面质量缺陷,在注塑工艺方面应注意以下几方面的问题:
注塑机
应选用专用螺杆、带单独温控射嘴的注塑机;
注塑温度
在塑料树脂不分解的前提下,宜用较高注射温度;
注射压力
一般较高,以克服熔料粘度大的缺陷,但压力太高会产生内应力造成脱模因难和变形;
注射速度
在满足充模的情况下,一般宜低,最好能采用慢-快-慢多级注射;
保压时间&成型周期
在满足产品充模,不产生凹陷、气泡的情况下;宜尽量短,以尽量减少熔料在机筒停留时间;
螺杆转速和背压
在满足塑化质量的前提下,应尽量低,防止产生解降的可能;
模具温度
模温一定要能精确控制其过程,有可能的话,模温宜高一些好。
其他问题
为了防止表面质量恶化,一般注塑时尽量少用脱模剂;当用回料时不得大于20%。
除了PET外,其余制品都应进行后处理,以消除内应力。PMMA应在70-80℃热风循环干燥4小时;PC应在清洁空气、甘油、液体石蜡等加热110-135℃,时间按产品而定,最高需要10多个小时。
透明塑料的注塑成型工艺
除了以上的共同问题,透明塑料还各自有些工艺特性,分别如下:
PMMA工艺特性
PMMA粘度大,流动性稍差,因此必须高料温、高注射压力注塑才行,其中注射温度的影响大于注射压力,但注射压力提高,有利于改善产品的收缩率。
注射温度范围较宽,熔融温度为160℃,而分解温度可达270℃,因此料温调节范围宽,工艺性较好。所以想要改善流动性,可从注射温度着手。
面对冲击性、耐磨性差、易刮花、易脆裂等问题,应该适当提高模温,改善冷凝过程,从而克服这些缺陷。
PC工艺特性
PC粘度大,熔料温度高,流动性差,因此必须以较高温度注塑(270-320℃之间),相对来说料温调节范围较窄,工艺性不如PMMA。
注射压力对流动性影响较小,但因粘度大,仍要较大注射压力,相应为了防止内应力产生,保压时间要尽量短。
PC的收缩率大、尺寸稳定,但产品内应力大,易开裂,所以宜用提高温度,而不是压力去改善流动性。
并且应该从提高模具温度、改善模具结构和后处理等手段,来减少开裂的可能。
当注射速度低时,浇口处易生波纹等缺陷,放射嘴温度要单独控制,模具温度要高,流道、浇口阻力要小。
PET工艺特性
PET成型温度高,且料温调节范围窄(260-300℃),但熔化后流动性好,故工艺性相对较差,且往往在射嘴中要加防延流装置。
PET的机械强度及性能在注射后不高,必须通过拉伸工序和改性才能改善性能。
模具温度准确控制,是防止翘曲、变形的重要因素,因此建议采用热流道模具。模具温度要高,否则会引起表面光泽差和脱模困难。
综上所述,我们可以得出以上三种塑料的注塑成型工艺参数表,供参考:
工艺参数 | PMMA | PC | PET | |
温度 ℃ | 射嘴 | 180-200 | 250-270 | 260-300 |
均化段 | 190-210 | 260-285 | 265-300 | |
压缩段 | 200-230 | 270-300 | 260-295 | |
加料段 | 180-200 | 240-270 | 250-290 | |
模具 | 40-90 | 85-100 | 68-140 | |
压力 MPa | 注射 | 70-150 | 80-150 | 86-120 |
保压 | 40-60 | 40-70 | 30-50 | |
背压 | 14.5-40 | 6-14.7 | 4.85 | |
转速 rpm | 螺杆 | 20-40 | 20-60 | 20-70 |
▲常见透明塑料注塑工艺参数
透明塑料件的缺陷应该如何解决?
由于篇幅关系,这里只讨论影响产品透明度的缺陷,其缺陷大概有以下几项:
银纹
银纹的出现主要来自于充模和冷凝过程中,内应力各向异性影响,垂直方向产生的应力,使树脂发生流动上的取向,而和非流动取向产生折光率不同。当其扩展后,可能使产品出现裂纹。
解决方法
除了在注塑工艺和模具上注意外,最好产品作退火处理。如PC料可加热到160℃以上保持3-5分钟,再自然冷却即可。
气泡
气泡来自于树脂内的水气和其他气体排不出去,在模具冷凝过程中,或因充模不足,表面又过快冷凝而形成真空泡。
解决方法
首先要充分干燥原料,同时增加注射压力、速度和时间,并在壁厚部分添加浇口。
表面光泽差
主要由于模具粗糙度大,以及冷凝过早,使树脂不能复印模具表面的状态,所有这些都使其表面产生微小凹凸不平,而使产品失去光泽。
解决方法
增加融料温度、注射压力和速度,同时延长冷却时间,确保模具温度。
震纹
是指从直浇口为中心形成的密集波纹,其原因在于熔体粘度过大,或流道太长的原因,使前端料已在型腔冷凝,后来料又冲破此冷凝面,而使表面出现震纹。
这种问题在PC生产过程中尤为常见,其次则是透明PVC。
解决方法
采用宽浇口或多浇口、慢射速、低射压。如果这些都不能有效解决的话,也可以将横流道的两端各延长几公分,这样已经冷凝的前端料可以流进延长部分,不会阻碍后来料。
泛白、雾晕
主要由于在空气中灰尘落入原料之中,或原料含水量太大而引起的。
解决方法
注意原料的防尘保存,同时提高清洁注塑设备的频率,或者提前适当干燥原料即可。此外,还应注意融料的温度要精确控制,并增加模具温度。
白烟、黑点
主要由于塑料在机筒内,因局部过热而使机筒树脂产生分解或变质而形成的。
解决方法
清除杂质,并尽量降低料温,同时减少料在机筒内的停留时间。
▲常见透明塑料缺陷问题及解决方法 点击查看大图
国内外知名透明材料生产企业盘点
目前无论是哪种材料,世界产业格局正在从之前的西方垄断,逐渐变革成为欧美、日本以及中国三足鼎立的局势。
虽然产能上来了,但产品质量依然是大问题。我国目前几乎所有的塑料都面临着低端产能有保障,但高端仍然依赖进口和海外企业的窘境。
针对于PMMA、PC和PET,我们整理了共计66家家企业名单,以飨读者。以下排名不分先后顺序,以国内外生产规模较大或独具代表性的企业为主。如有错漏请联系指出。