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應用技術
TECHNOLOGY

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注射成型加工工藝

T流變性能 Rheology

  • 由于 SBS與SEBS 彈體中間的軟質段分子結構不同,其相對剪切率的粘度特性( Viscosity/Shear Rate) 也有顯著的差異.
  • 但 SBS與SEBS彈體的熔膠粘度 (Melt Viscosity) 非常容易被炮筒內剪切率 (Shear Rate)影響,反而對炮筒內的溫度不太敏感.
  • SBS彈體無需依賴高剪切率來達至塑性流動力, SEBS彈體卻需依賴高剪切率來達至塑性流動力.
  • 快速注射與高壓縮比螺桿 (High Compression Ratio Screw) 更適合于SEBS 的加工.

 

原料穩定性 Stability (SEBS)

  • SEBS彈體軟質段分子飽和, 不會被氧化, 高溫或高剪切率加工不影響穩定性.
  • 一般加工溫度在 200 – 230C 間,可用高剪切率加工.
  • 如果材料因高溫或高剪切率加工而降解, 熔膠粘度會因分子鏈斷裂而降低

 

原料穩定性 Stability (SBS)

  • SBS軟質段分子段有不飽和鍵,容易被氧化,高溫或高剪切率加工產生材料降解(Degradation) 可能性高 .
  • 避免材料降解,加工溫度須保持 150 – 200C, 熔膠不宜停留在炮筒內太久.
  • 如果材料降解,副產品無毒亦無腐蝕性,會有凝膠出現.
  • 若加工溫度超過200C, 熔膠粘度會上升 (SBS 分子可能有架橋現象),因而降低生產率.

 

螺桿設計 Screw Design

  • 典型SBS 和 SEBS 往復螺桿型注射機都備有 2:1 至 3:1壓縮比的螺桿,螺桿頭斜角為 60度.
  • 一般用來注射 PVC, PE, PP, PS, 和工程塑料的傳統螺桿都適合于SBS 和 SEBS 的注射.
  • 具兩段排氣的螺桿有利于排除一些SBS 或 SEBS 粒子的表面濕氣

 

主流道 Sprues

  • 一般可采用帶 3C 出模角的標準主流道設計.
  • 拉針(Puller)須根據不同軟硬度的材料來設計.
  • 軟性SBS及SEBS材料不可用“Z”型拉針.
  • 倒扣指 (Undercut“fingers”), 反向錐形冷井 (Reverse taper cold wells), 和狹槽棒拉針(slot bar puller) 皆是典型設計.

 

充料口 Gate

  • 普通類的水口都可用于SBS 或 SEBS 的注射.
  • 充料口厚度一般是部件厚度的 15% 至 25%.
  • 水平長度 (Land Length)應越短越好.
  • 扇形 (Fan Gate)或邊緣閘 (Edge Gate)效果最好

 

收縮率 Shrinkage

  • 有如一般塑料注射, SBS/SEBS模具設計必須考慮材料的收縮特性.
  • SBS或SEBS材料的收縮率依配方而別,在0.005 to 0.020 inches/inch (i.e. 0.5 – 2%) 范圍內。熔膠流進模具反向的收縮率會較高.
  • 一般而言,SBS的收縮率要小一些,而SEBS 的收縮率則會略大.
  • 密度較高 (填充過的材料) 的材料收縮率較密度低的材料收縮率要小一些.
  • 一些加工條件如模溫,熔膠溫度,注速與產品厚度會影響產品收縮率

 

炮筒溫度 Cylinder Temperatures

  • 進料區溫度應該在 65-90C范圍內.
  • SBS-用140-180C炮筒溫度,可以 20-30C (分段) 由進料區逐漸提升到射嘴區.
  • SEBS- 一般炮筒溫度 200-245C (透明料用 180-190C ). 大件產品最高可達至 265C.
  • 高溫加工可以快速填模,減低分子定位,提高產品物性,但冷卻時間延長而增加注射周期。

 

注射速度 Injection Rate

  • SBS與SEBS材料 (尤其是 SEBS 材料 )的熔膠粘度(Melt Viscosity)與剪切率(Shear Rate)系系相關. 注射SBS材料通常使用中等的注射速度. 但注射SEBS材料就必須使用較高的注射速度, 以避免熔膠在填模時半途“凍結”(Freeze-Off).
  • 模具若有足夠的排氣系統(Venting),即使用高速注射也不必擔心會有困氣(Air Entrapment)現象.

 

模溫 Mould Temperature

  • SBS彈體- 最適當模溫 10-40C.
  • SEBS彈體- 最適當模溫 35-65C.
  • 較高模溫可促進溶膠在模內的流動,低壓注射亦能填模, 有更完美的產品表面,也能減低分子定向 (Molecular Orientation). 使產品有更優良的物性. 

 

炮筒的清理 Purging SBS

  • 具有良好的熱穩定性,沒有必要在每次原料中斷后都要清理炮筒.
  • SEBS彈體的熱穩定性非常好,加工溫度下即使停放兩小時,在炮筒里的材料都不會降解.
  • SBS彈體 - 可以 PS來清理炮筒.
  • SEBS彈體 - 可以 HDPE 或 PP來清理炮筒.

 

原料的預烘 Pre-Heating

  • 在一般儲藏情況下SBS彈體與SEBS 彈體都不會吸收空氣中的濕氣,所以原料沒有必要預烘.
  • 如果產品外觀是決定性的,原料可放在熱式料斗以50°C 烘2至4小時.

 

著色 Colouring

  • 大部分 SBS 彈體與SEBS彈體膠粒是透明或乳白天然色, 很容易上色. 可以用色母(色種)以干式攪勻或在生產流程中注入.
  • 需特別留意色種的底料 (Carrier Resin /Base Resin).
  • SBS - 以PS 或 EVA為底的色種較適當.
  • SEBS - 以PE 或 PP為底的色種較適當,EVA為底的色種熱穩定性較差.
  • 不可采用以 PVC為底的色種.
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