模具材料特性及模具設計－PPS

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PPS樹脂是以對二氯苯及硫化蘇打為主要原料的結晶性耐熱工程樹脂，在1973年時由美國的Pillips Petroleum將其工業化。
　　1995年時，PPS樹脂的年間需求突破1萬噸，而成為第6的工程塑膠。近數年來，其組合基礎都以2位數在進行成長，在2000年時的需求量將會超過2萬噸的關卡。
　　1996年度的分野別構成比方面，電機及電子類佔了50%、汽車類佔了37%、其他則佔了13%。電機及電子分野方面，因為電腦及通信機器的成長，表面實裝(SMT)用的連結器相當好。在汽車分野方面，使用於電裝部品及引擎週邊等，而在其他的分野上面，則是使用於和水相關的部份。
PPS樹脂的特徵
　　PPS樹脂的最大特徵是具有良好的耐熱性，UL的連續使用溫度也高達200～240℃。另外，具有和PTFE(4氟乙烯)相同的耐藥性，以及良好的機械特性、電氣特性、寸尺安定性，樹脂本身則具有難燃性。PPS有架橋型、半架橋型、及直鎖型的3個種類。
１架橋型
　　將低分子量的聚合物加熱重合，提升外觀的重合度，賦予加工性
２半架橋型
　　半架橋型是提升架橋前聚合物的重合度，再利用架橋來進行製造
３直鎖型
　　利用重合時的重合反應控制及重合助劑，獲得僅以重合工程為目的分子量架橋型比直鎖型更為脆弱，故使用做成形用材料時，應以玻璃纖維等來進行強化。另外，因為是在氧氣共存下的加熱重合，會呈現茶褐色，著色十分困難。
　　直鎖型的分子構造為直鎖狀，因為改善了架橋型的脆性，不但可以使用玻璃纖維等的組合，同時也可以使用於纖維、薄膜、及導管等上面。因為是淡的灰黃色，故可以進行著色。
用途及利用狀況
電子部品
　　表面實裝(SMT)用連結器大多採用此種材料，但要求耐熱性、高剛性、高流動性、及低毛邊化。其他用途則包括電容器外殼、IC插座、線圈線軸、馬達絕緣、動力模組等。
電機部品
　　活用尺寸安定性及高剛性，應用於VTR零件、VTR汽缸基座、DAT汽缸基座、pick up、DAT底座、燈座、成形機、齒輪等方面。
（圖1）PPS的成形條件範圍
（表一）1140 A 1的代表射出成形條件
項　　目條　　件
預備乾燥140℃×3小時
汽缸溫度
No．1(下料斗側)290～300℃
No．2300℃
No．3310℃
No．4(噴嘴側)310℃
噴嘴溫度290～300℃
模具溫度150℃
射出壓力39～69MPa(400～700kgf/cm2)
汽車部品
　　活用耐熱性及耐藥性，應用於燈反光板、螺線管、水邦浦葉輪、刷握、閥門、感測器等。
其他
　　活用耐熱性及耐藥性，逐漸取代和水相關(配管、接頭、混合栓部品、電磁弁等)的金屬製品。
射出成形時的材料加工性
　　本來，因為PPS樹脂的融點極高，約為280℃，所以一般而言，模具溫度若不設定為130～150℃的高溫就很難處理的樹脂材料，但由前面所陳述的PPS樹脂性能中，可知其成形方法已被一般化。以下是PPS材料加工性的介紹。
預備乾燥

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因為PPS樹脂是吸濕性較小的樹脂，為了要使成形品有更好的外觀，建議採用140℃×3小時、120℃×5小時。但天然色若會造成變色上的問題時，則最好採用120℃的乾燥。
　　此外，碳纖維強化等級則建議採用140℃×6小時。
成形條件
　　PPS的成形條件如圖1所示。為了要減少毛邊的產生，應將汽缸的溫度設定為較高，而射出壓力則是愈小的情形下，會有更好的結果。在外觀情況良好的情形下，應將射出速度控制在較低的速度，這樣就可以降低對毛邊的影響。1140 A1的代表成形條件如表一所示。
加工上的注意事項
１汽缸溫度
　　加料斗下的汽缸溫度若太低的時候，會使汽缸及螺旋的摩耗有加大傾向。如果沒有流動性上的問題的話，應稍為降低，則滯留變色可以減少。特別是，黑色以外的成形時，建議將溫度設定為300～310℃。
２模具溫度
　　PPS樹脂為最大結晶化度約60%的結晶性塑膠。結晶化度是依存於模具溫度，若模具溫度不是130℃～150℃時，結晶化度將無法平衡。在低溫成形進行成形並要提高結晶化度時，實施退火或是製品厚度為3mm時為170℃×3小時是一個簡單的指標。低溫模具品會因為退火而使表面性惡化，故應特別注意。為確保尺寸安定性，退火時，最好能在比使用環境溫度高出30℃的狀況下進行。
３射出壓力
　　通常，最好能有29～98MPa的射出壓力，若為了減少毛邊，則建議採用低壓成形。
４射出速度
　　要得到良好的外觀的話，應採取高速射出。但因為成形品很容易發生反翹或燒著的情形，故一般而言，只要外觀良好，採取必要以上的高速射出是不具任何意義的。
５背壓
　　為了計量的安定化，建議採用0～1．0MPa的背壓。若計量不安定時，則應施加較大的背壓，約在2～2．9MPa。　　
６螺旋回轉數
　　一般而言，40～100rpm是適當的。200rpm以上的回轉數會導致玻璃纖維的切斷及樹脂的發熱，故最好避免。
７再生材的利用
　　再生材的使用雖然可能，但100%再生的時候，會因為玻璃纖維的切斷等而使機械特性及耐熱性降低若干，並會產生色相變化。使用時，應在再生材的比例不超過25%的範圍內，以一定的比例進行混合使用。因為有可能會產生流動性的變化，故最好能將成形條件稍微調整。1140A1再生材混合時的物性保持率如表二所示，全量3次再生時的物性保持率則如表三所示。
（表二）1140 A 1生材混合時的物性保持率
項　　目物性保持率(%)
再生材混合率(%)0305070100
拉伸強度10099989796
拉伸度100130102102104
彎曲強度10099979897
彎曲彈性率10010210099100
擺錘衝擊強度
槽口側100103979990
反槽口側100991009597
色相變化(△E)*—2．23．03．55．0
*△E=(△l)2+(△a)2+(△b)2
色相變化不是保持率，故以△E的值來表示。
（表三）全量3次再生時的物性保持率
項　　目
保持率(%)
粉　碎再生顆粒
拉伸強度8278
拉伸度10097
拉伸彈性率90—
彎曲強度8785
彎曲彈性率9489
擺錘衝擊強度
槽口側7251
反槽口側8475
荷重撓性溫度*9797
色相變化(△E)**13．8—
熔化指數—220
收縮率(流動方向)—135
*1．82MPa(1．86 kgf/cm2)纖維應力。
**△E=(△l)2+(△a)2+(△b)2
色相變化不是保持率，故以△E的值來表示。
模具設計
模具溫度
　　PPS樹脂時，若考慮外觀及強度的話，模具溫度最好能在130℃以上。在市場上，大多利用盒式電熱器來做為PPS用模具溫調方式。其他可以採用的方法，尚有加壓熱水溫調及油溫調等利用方法。
　　以盒式電熱器而言，因為不易奪熱，故核心部容易形成高溫，而有溫度容易被製品的核心部奪取的現象。此時，利用熱管等方式來進行核心冷卻是十分具有效果的方法。特別是3片式模具及具有滑塊的模具，在固定板、移動板、中板、及滑塊部等和樹脂接觸的所有位置，都有設置溫調的必要性。

郭大侠

谢谢

skipjack

xiexie

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模具材料特性及模具設計－PPS where are you!!

xiangzhang19

谢谢
以前不知道
现在能知道一些了

thzkang

支持一下！

getmold

大多利用盒式電熱器來做為PPS用模具溫調方式。好像钢材一样,硬邦邦的.

yyf-lyq

顶下!
这种很TMD的硬!

jackeycao

不错，不错，谢谢分享！！！

踏日无痕

很好的资料，谢谢分享！

xlm2012

模具材料特性及模具設計－PPS
模具材料用什么呢？

dada9988

顶一下！！！！！

kcx19890526

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qixilove

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sinomould02

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jakecba

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sinosino

明白了解    谢谢

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xingrenlei

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