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LAPEROS® LCP是一种具有独特化学结构的全芳香族液晶聚酯。
它的化学结构和细微结构与普通聚酯相比有很大区别,因此其基本物性和成型加工性也很独特。
LAPEROS® LCP全部具有热塑性,可用市售的普通注射成型机进行成型(但有些等级需要使用具备耐高温和耐腐蚀系列的注塑机)。LAPEROS® LCP通常在熔融时具有低粘度而在固化时具有高刚性,但在其机械特性中却存在各向异性。
下面介绍LAPEROS® LCP注射成型方面的基本方法,但特殊等级的成型问题还需具体协商。
LAPEROS® LCP的吸湿性非常小,如A等级聚合物在23℃、50%RH条件下的平衡吸湿量仅为0.03% (300ppm)左右。由于LAPEROS® LCP是聚酯类材料,因此即使进行了防潮包装,也应在成型前进行预干燥。
建议在140~160℃、4小时以上(最长可达24小时)的干燥条件下用除湿干燥机进行干燥。
也可使用架式热风干燥机或斗式干燥机。不论使用哪种,都应调节热风温度和风量等以使粒料能够按上述条件得到均匀干燥。尤其是在斗式干燥机的情况下,更应注意防止短道(short pass)现象,并确保粒料温度(而非设定温度)达到上述温度。
为了防止成型过程中再度吸湿,建议在成型时使用斗式干燥机。
虽有上述实验事例,但回收材料的用量还是以保持在总量的25%左右为宜。这是因为25%左右的掺入率会大大降低多次回料的比例,使新材料和1次回料的比例保持在93.8%。为了防止上述色相变化,也理应采取这种做法。
回料大小不一有时会导致计量不稳、卷入气体、产生气泡等问题。为此,在使用回料时建议再造粒(re-pellet),如果使用粉碎材料则应去除超大号颗粒和粉末以使粉碎料颗粒大小均匀。
LAPEROS® LCP可用普通螺杆式成型机进行成型。
虽说料筒温度因LAPEROS® LCP的等级类型而异,但估计最高温度一般不超过380℃,因此普通成型机的加热圈即可。
就塑化装置的大小而言,1次注射量最好为成型机最大注射量的50~75%。
LAPEROS® LCP可用普通的开式喷嘴进行成型。开式喷嘴的压力损失通常最小并且无需考虑机械动作的可靠性,因此应尽量使用这种喷嘴。不过,由于LAPEROS® LCP具有良好的流动性,假如为了获取更高的流动性而特意把料筒温度设得很高,则会出现流涎现象。
喷嘴加热圈应当用独立的控制器来控制。这样的话,出现流涎和拉丝现象时,降低喷嘴温度将是一个有效方法。但如果过度降低料筒设定温度,则会使流动性变差,填充压力急剧上升,冷料混入产品并产生气泡。图4-1中所示的“LCP喷嘴”既可阻止流涎和拉丝现象,同时又不会过度降低喷嘴温度,因此有助于稳定成型。
LAPEROS® LCP具有固化速度快且脱模性好的特点,因此可进行短周期成型。为了发挥这一优势,应尽量选用塑化能力强的成型机。螺杆形状一般以如下形状为宜:
• 螺杆前端的计量段有数个固定槽深的螺纹
• 完好的止逆阀
• 长进料式(输送段较长,Long feeding type)
图4-1. LCP喷嘴
• 喷嘴直径小(φ1~2mm)
• 喷嘴前端有大功率加热圈
• 把热电偶设置在前端
图4-2. 标准喷嘴
LAPEROS® LCP有各向异性,因此在模具设计时既要遵守各种基本原则,又要考虑这种特性。
成型品的物性取决于LAPEROS® LCP自身与填充材料的取向及其程度,而这种取向则起因于材料流动时的剪切力。因此,必须结合对最终产品的特性要求来考虑模腔内的材料填充形式。一般来说,壁厚越薄,取向就越明显。为使成型品符合特性要求,产品设计者应与模具设计者密切合作。
此外,在熔合纹处有时无法发挥LAPEROS® LCP的固有优势,因此模具设计时应尽量避免出现熔合纹。
5.1模具材质
5.2流道
按加工易度排序的话通常为半圆形、梯形和圆形流道,而从截面积和压力损失的角度排序(由好到坏)的话则为圆形、梯形和半圆形,因此建议使用圆形或梯形流道。如果同时考虑经济性,最佳流道直径取决于所需的流道长度、产品大小等,因此不能一概而论,但通常为2~5mm。应尽量缩短流道长度。对于多腔模具而言,为了减少模腔间的差异,最好使到各个模腔的距离保持相等。
此外,如果主流道尺寸远大于注射成型机的喷嘴孔径,主流道内就会出现喷射纹,卷入空气,从而产生气泡。为此,对于注射成型机的喷嘴孔径,建议把主流道的最小直径设计成比喷嘴孔径大0.5mm左右,并将斜度设为0.5~1°。
LAPEROS® LCP本来具有良好的脱模性,但由于流动性也很好,如果模具表面有伤,该伤就会被转写并大大降低脱模性。因此不能忽视流道和主流道的磨损。应在流道和主流道的末端设置冷料井以防冷料流入产品。
5.3浇口
在LAPEROS® LCP的模具设计中,浇口设计尤为重要。
LAPEROS® LCP有各向异性,因此必须在考虑填充方式的基础上来确定浇口位置。特别是想要在产品的特定方向上发挥LAPEROS® LCP的良好特性的情况下,原则上应将其作为流动方向。
如果产品形状复杂且填充过程中方向紊乱,也可不必过于考虑浇口位置的影响。
侧、点、潜伏等常用浇口方式均可使用。
5.4排气口
6.1流动性
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