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如何增加PPS制品韧性

发布时间:2024-11-25        浏览次数:0        返回列表
前言:以下是一些提高 PPS(聚苯硫醚)制品韧性的具体方法:一、原料方面添加增韧剂选择合适的增韧剂类型:热塑性弹性体是常用的增韧剂
如何增加PPS制品韧性


以下是一些提高 PPS(聚苯硫醚)制品韧性的具体方法: 一、原料方面 添加增韧剂 选择合适的增韧剂类型: 热塑性弹性体是常用的增韧剂。例如,苯乙烯 - 丁二烯 - 苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。SBS 具有良好的弹性和柔韧性,其分子链中的软段可以吸收能量,在 PPS 基体受到外力时,能够有效阻止裂纹的扩展。EVA 则可以通过与 PPS 分子链之间的相互作用,改善 PPS 的韧性。一般 EVA 中醋酸乙烯酯(VA)的含量在 18% - 40% 之间时,增韧效果较好。 聚醚醚酮(PEEK)也可以作为增韧剂与 PPS 共混。PEEK 具有优异的韧性和耐高温性能,它与 PPS 有一定的相容性。当少量 PEEK(如 5% - 10%)与 PPS 混合时,PEEK 分子链可以穿插在 PPS 分子链之间,形成一种相互缠结的结构,提高 PPS 制品的韧性。 控制增韧剂的添加量和混合方式: 增韧剂的添加量要适当。一般来说,增韧剂的添加量在 5% - 15% 之间比较合适。如果添加量过少,可能达不到明显的增韧效果;如果添加量过多,会影响 PPS 制品的其他性能,如强度和耐热性。 在混合时,要采用高效的混合设备,如双螺杆挤出机。将 PPS 和增韧剂在双螺杆挤出机中进行共混,螺杆转速可以控制在 200 - 400rpm 之间,保证增韧剂在 PPS 基体中均匀分散。可以通过多次挤出或者延长挤出时间来提高混合效果。 选用合适的增强材料及优化配比 增强材料选择: 玻璃纤维是 PPS 制品常用的增强材料。选择短切玻璃纤维,其长度一般在 3 - 6mm 之间,这样的长度既能保证在 PPS 基体中起到良好的增强作用,又不会因为纤维过长导致制品韧性下降。 碳纤维也是一种选择。碳纤维具有更高的强度和模量,并且碳纤维与 PPS 之间的界面结合较好。与玻璃纤维相比,碳纤维在提高制品强度的同时,对韧性的降低相对较小。 优化配比: 对于玻璃纤维增强 PPS,玻璃纤维的添加量一般在 30% - 40% 之间比较合适。在这个范围内,可以在提高制品强度和模量的同时,通过控制工艺等方式尽量减少对韧性的不利影响。例如,在注塑成型过程中,适当调整注射速度和温度,使玻璃纤维在 PPS 基体中更好地分散和取向,减少因纤维团聚等原因导致的韧性降低。 当使用碳纤维时,其添加量可以根据制品的具体要求在 10% - 20% 之间调整。同时,为了提高碳纤维与 PPS 的界面结合力,可以对碳纤维进行表面处理,如采用偶联剂处理,常用的偶联剂有硅烷偶联剂。这样可以使碳纤维与 PPS 之间形成更牢固的化学键合,在提高强度的同时,有助于保持一定的韧性。 二、加工工艺方面 调整加工温度和时间 注塑成型温度控制: 在注塑 PPS 制品时,料筒温度可以设置在 300 - 340℃之间,这样的温度范围有利于 PPS 的熔融和流动,同时可以减少因温度过高导致的分子链降解。例如,对于一些薄壁 PPS 制品,料筒温度可以设置在 300 - 320℃,以保证熔料能够快速均匀地填充模具型腔。 喷嘴温度可以设置在 290 - 330℃左右,略低于料筒温度,防止熔料在喷嘴处产生流涎现象。同时,要控制注塑周期,包括注射时间、保压时间和冷却时间。注射时间一般在 1 - 5 秒之间,保压时间根据制品的尺寸和形状在 3 - 10 秒之间调整,冷却时间可以在 10 - 30 秒之间。合理的注塑周期可以使制品在成型过程中内部结构更均匀,减少内应力,从而提高韧性。 挤出成型温度和速度匹配: 在挤出 PPS 制品时,螺杆温度可以控制在 310 - 330℃之间。同时,要根据挤出机的螺杆直径和转速,合理调整挤出速度。例如,对于螺杆直径为 30 - 50mm 的挤出机,螺杆转速可以在 30 - 60rpm 之间,挤出速度可以在 0.5 - 1.5m/min 之间,使 PPS 物料能够均匀地挤出,避免因挤出速度过快导致的内部缺陷和内应力,提高制品韧性。 优化成型速度和压力控制 注塑成型速度和压力调整: 采用多级注射速度控制。在注塑初期,以较低的注射速度(如 10 - 30mm/s)填充模具型腔的大部分空间,这样可以减少熔料的剪切速率,降低分子链取向程度。在接近型腔末端时,可以适当提高注射速度(如 30 - 60mm/s),以保证制品的外观质量和尺寸精度。 控制注射压力,注射压力一般在 80 - 120MPa 之间。适当的注射压力可以保证熔料能够充满模具型腔,但过高的压力会使制品内部产生较大的残余应力,导致韧性下降。可以通过优化模具的浇口设计等方式来降低所需的注射压力。 挤出成型牵引速度控制: 在挤出 PPS 制品时,要合理控制牵引速度。牵引速度要与挤出速度相匹配,一般牵引速度可以在 0.4 - 1.2m/min 之间。如果牵引速度过快,会使制品产生拉伸应力,导致韧性降低;如果牵引速度过慢,制品可能会出现堆积、变形等问题。 三、后处理方面 退火处理 确定退火参数: 退火温度一般在 120 - 150℃之间。对于较厚的 PPS 制品,退火温度可以适当提高,但不宜超过 160℃,以免引起 PPS 的降解。退火时间根据制品的厚度和尺寸大小而定,一般为 2 - 6 小时。例如,对于厚度为 3 - 5mm 的 PPS 制品,退火时间可以在 4 - 5 小时左右。 升温速率和降温速率也要控制。升温速率可以控制在 10 - 20℃/ 小时,降温速率可以控制在 5 - 10℃/ 小时。这样可以避免制品在退火过程中因温度变化过快而产生新的内应力,从而有效提高制品的韧性。 表面处理(可选) 涂覆柔性涂层: 可以在 PPS 制品表面涂覆一层柔性涂层,如聚氨酯涂层。聚氨酯涂层具有良好的柔韧性和耐磨性。在涂覆前,要对 PPS 制品表面进行预处理,如打磨、清洁等,以提高涂层与 PPS 制品表面的附着力。涂覆厚度可以在 0.05 - 0.2mm 之间,这样的涂层可以在一定程度上提高制品的整体韧性,并且可以保护制品表面免受外界环境的损伤。