聚苯硫醚制品 聚苯硫醚注塑成型常见的3种缺陷，如何对症下药？

聚苯硫醚(PPS)是一种主链上带有苯硫基的热塑性工程塑料。

聚苯硫醚具有优异的耐热性，长期使用温度为200℃。耐化学性好，化学性能优于聚四氟乙烯；它还具有特殊的刚性，与各种填料和其他高分子材料具有良好的相容性。目前是耐高温工程塑料中价格最低的，可用一般热塑性加工方法成型。

聚苯硫醚(PPS)是由苯环和硫原子交替形成的线性聚合物化合物。由于苯环的刚性结构和软硫醚键，PPS具有优异的耐热性、阻燃性、耐介质性和与其他无机填料的良好亲和性。而未改性聚苯硫醚的拉伸强度和弯曲强度只是中等，伸长率和冲击强度也较低。

因此，聚苯硫醚常被玻璃纤维等无机填料填充改性，在保持耐热性、阻燃性和耐介质性的同时，能进一步提高其物理机械性能。

本文对产品的几种常见缺陷进行了分析和探讨。

一、产品耐低温、变色、发黑、黄线、黑点

由于聚苯硫醚良好的共混性能和优异的刚性，通过添加玻璃纤维进一步提高了其刚性。PPS耐热性好。通常注射桶的温度设定在280 ~ 340℃，生产的产品耐温性在200℃以上，以备长期使用。但是为什么有些电器产品会经常变色？

这是因为现在市场竞争激烈。为了降低生产成本，一些厂家使用回收材料(再生材料)，添加一些其他材料，并添加阻燃剂、填料等共混材料。由于这些物料流动的复杂性，塑化要求相对较高，过程控制困难，导致了这样的问题。

PPS的熔点(282 ~ 285℃)与添加物料的熔融温度相差较大，导致添加物料燃烧、气化、炭化、变色、发黑，出现黄线、黑点。

针对上述现象，有必要从以下几个方面考虑并寻找解决方案:

1.原材料:

如果生产过程中一直有变色现象，就要检查材料是否有问题，比如掺有其他材料和异物的新材料是否有质量问题，使用的回收材料是否合格，化合物的配方是否正确等。，然后逐一排除后再检查其他原因。

2.工艺条件:

主要考虑熔融温度，一般需要逐步降低机筒温度，尤其是前两段的温度，对不同的物料使用不同的温度，如尼龙共混改性聚苯硫醚；冲击强度可以显著提高。虽然聚苯硫醚和尼龙的熔融温度和热分解温度相差很大，亲和力也不理想，但在较高温度下可以产生优异的熔融混合效果。温度从料筒到喷嘴依次控制在260℃、280℃、300℃和310℃。

PC聚碳酸酯、PPO聚苯醚、PTFE聚四氟乙烯、PI聚酰亚胺等。共混改性各种规格的聚苯硫醚材料，料筒的加热温度不同。当然，成型温度的最终选择要考虑形状、尺寸、模具结构、产品性能要求等方面。

另外，如果螺杆转速过快，背压过高，注射速度过快，喷嘴孔径、流道、浇口尺寸过小等。，熔体会产生高剪切热，导致PPS熔体破裂，模腔内气体不能及时排出，造成产品局部烧伤发黑。

3.材料和操作方法:

如果一开机就发现黑点，多半与桶内储存的物料有关，要注意操作方式和方法。当PPS在启动前储存在桶中时，桶应在成型温度下用新材料清洗3 ~ 4次(注射用空)。如果储存的材料是其他材料，特别是热稳定性差的材料，如PVC、POM等。，要求开机时不能升温，料筒不能用PPS清洗，只能用热稳定性好的材料，如PS聚苯乙烯、PE聚乙烯等。，可以在较低的温度下清洗。

清洗后，将料筒的温度升至PPS的正常加工温度，然后在加工前用PPS清洗。在加工过程中，如果需要暂时停止生产，需要将料筒温度降至280℃以下进行保温(因为PPS的熔化温度为280℃)，以避免随着时间的推移材料分解而变色。

二是零件表面质量不好，光洁度差，玻璃纤维外露

出现上述问题的主要原因是模具温度低，导致表面质量差。

聚苯硫醚是一种结晶性高分子化合物，模具温度对聚苯硫醚零件的性能有明显的影响。

由于突然冷却，产品不能完全结晶，降低了材料的机械强度和耐热性；随着模具温度的升高，零件的结晶度和刚度都有所提高。

聚苯硫醚注塑制品的结晶受熔体冷却速率的影响。熔体冷却速度快，PPS粘度大幅度增加，导致链段活性降低，链段重排跳入晶格的极端几率降低，结晶受限甚至结晶不良，结晶度低。当熔体的冷却速度较慢时，就到了结晶的时间，结晶会在很大程度上持续膨胀，模具温度会升高，零件的结晶度也会相应增加。

1.一般情况下，模具温度应控制在120℃以上。模具为什么要加热？

因为38℃成型的聚苯硫醚产品结晶度小于5%，可以说虽然零件基本成型，但零件内部结构还没有达到要求。为了提高零件的结晶度，必须进行后处理，在204℃热处理30分钟后，结晶度可以提高到60%。因此，注塑工艺细则中规定，加工热处理:产品应在48小时内进行处理。

将产品放入厚度不超过产品三倍的烘箱中，在一小时内将温度升至室温200℃，保持2小时，(零件大时，时间向后延迟)切断电源，用烘箱冷却至室温，取出产品。但是，有必要说明在低模具温度下成型的产品。

表面光洁度不足以形成哑光对。表面光洁度低的零件基本能满足要求。(注:如果要求零件表面光洁度，模具温度应控制在120℃以上。)

2.模腔表面光洁度低也是零件表面光洁度低的原因之一

表面光洁度高的零件需要抛光、电镀和重新抛光，直到它们满足使用要求。

三、零件开裂等现象

这主要是因为产品内部的内应力。

内应力是指在没有外力的情况下，由于成型不当和温度变化而在塑料中产生的应力。其本质是塑料分子因高弹性变形而冻结在产品中。

塑料制品的内应力会影响制品的力学性能和使用性能，如翘曲、变形甚至细微裂纹。内应力还会使注塑制品在流动方向表现出更高的力学性能，而垂直于流动方向的强度较低，使制品的性能不均匀，从而影响制品的使用。特别是当产品受热或与特殊溶剂接触时，会加速裂解。

PPS产品的内应力是由取向应力和温度应力引起的，有时与脱模不当有关。

1.取向应力

注塑制品中高分子取向后容易产生内应力，导致应力集中。

注射成型过程中，熔体(材料)冷却迅速，较低温度下熔体粘度较高，取向分子不能充分松弛，因此产生的内应力对零件的力学性能和尺寸稳定性有影响。因此，熔体温度(料筒温度)对取向应力的影响最大，提高熔体温度(料筒温度)会降低熔体粘度，从而降低剪切应力和取向应力。

①取向应力的松弛程度在高熔体温度(机筒温度)时较大，但当粘度降低时，注射机螺杆传递到模腔的压力增大，可能会增大剪切速率，导致取向应力增大。

②保温时间过长，取向应力会增大:增大注塑机压力也会导致取向应力随着剪应力和剪切速率的增大而增大。

③注塑制品的厚度也影响内应力，取向应力随着注塑制品厚度的增加而减小，因为厚壁注塑制品冷却缓慢，熔体在模腔内长时间冷却松弛，取向分子有足够的时间回到随机状态。

④如果模具温度高，熔体冷却慢，可以降低取向应力。

2.热应力

塑料注射成型中熔体温度(材料温度)与模具温度的温差很大，使得靠近模具壁的熔体迅速冷却，从而在产品体积内产生不均匀的应力分布。

(1)由于PPS比热容大，导热系数小，产品表层冷却速度比内层快得多，产品表面形成的凝固壳会阻碍内部冷却的自由收缩，导致产品内部产生拉应力，外层产生压应力。

②热塑性塑料收缩产生的应力越大，模具内压实产生的应力越低，即保温时间短，保温压力低，能很好地降低定向应力。

③产品的形状和尺寸对内应力也有很大影响。表面积与体积之比越大，表面冷却越快，取向应力和温度应力越大。

④取向应力主要发生在产品的表层，因此可以认为取向应力应该随着产品表面与其体积之比的增大而增大。

⑤如果产品厚度不均匀或产品有金属嵌件，容易产生取向应力，因此嵌件和浇口应设置在产品的厚壁处。

通过以上分析，由于塑料的结构特点和注塑工艺条件的限制，不可能完全避免内应力，只能尽量减小内应力或使内应力在产品中均匀分布。

方法是:

(1)注射温度对产品内应力影响很大，需要适当提高料筒温度，保证物料塑化好，成分均匀，减少收缩和内应力；提高模具温度使产品缓慢冷却，使取向分子松弛，内应力降低。

(2)过高的保温时间和过长的压力会使塑料分子的取向更大，产生更大的剪切力，使塑料分子排列有序，产品的取向应力更大。因此，应尽可能采用较低的注入压力；保温时间过长，由于补充压力的作用，模内压力会增加，熔体会有更高的挤出效果，分子取向度会提高，使产品的内应力变大，所以保温时间不宜过长。

③注射速率对注塑件内应力的影响远小于温度、压力等因素的影响，但最好采用变速注射，即快速充模，当模腔充满时切换到低速。一方面，变速注射充模过程快，减少了熔接痕；另一方面，低速压力保持会降低分子取向。

④设计浇口位置，一般来说，浇口位置应设置在产品的厚壁处，平板产品应采用平板浇口和扇形浇口；PPS材料不适合潜点栅。弹射装置应设计成大金属面积弹射；脱模斜度要大。

⑤产品有金属嵌件时，嵌件需要提前加热(一般需要在200℃左右加热)，防止金属材料和塑料材料的线膨胀系数不一致而产生内应力，过渡点需要用圆弧过渡。

⑥后处理应在24小时内进行，以消除内应力。热处理温度为200℃左右，保温时间为2 ~ 3小时。其本质是使塑料分子中的片段和环节具有一定的流动性，松弛冻结的弹性变形，使定向分子回到随机状态。

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