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液晶高分子·LAPEROS? LCP是我們從傳統(tǒng)的塑料所想象不到的,具有非常特別的結(jié)構(gòu)和性能的高分子,取Themotropic Liquid Crystal Polymer的先頭字母,因而被稱為『LCP』。
這種材料不但具有不同數(shù)量級的機械強度,而且還具有隨著其壁厚的變薄,相對強度反而增加的特異的性能,并且其線性熱膨脹率接近金屬材料。此外,雖然它具有很高的彈性模量,優(yōu)良的振動吸收特性卻是它的特長之一。
真可謂是超越工程塑料的常識,向金屬逼近的工程塑料,LAPEROS? LCP可稱得是新時代的工程塑料。發(fā)揮其機械特性之所長,應(yīng)用做AV機器及OA機器上的零部件。發(fā)揮其振動特性之所長,用在信息機器及音響機器上作為拾音器的零部件等。此外,發(fā)揮其耐電焊耐熱性之所長,還用作為表面組裝電子部件等,它的應(yīng)用正在急速地向各個領(lǐng)域展開。
接插件 | 耳機部件 | 照相機快門板 |
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熔融狀態(tài)下分子間的纏結(jié)很少,只需要很輕微的剪切應(yīng)力就可以順其方向取向。由于它在液態(tài)下表現(xiàn)出結(jié)晶的性質(zhì),因此被稱為液晶高分子。冷卻或固化可以保持其原來的狀態(tài)。
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在成型時,分子順著流動的方向取向,產(chǎn)生猶如樹脂自己增強自己的增強效果,可以獲得極高的強度和彈性模量。
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盡管其具有很高的彈性模量,卻呈現(xiàn)出非常優(yōu)異的振動吸收特性。
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特別是流動方向上的線性膨脹系數(shù)極小,比普通塑料的相應(yīng)值要低一個數(shù)量級,與金屬的相當。
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厚度越薄,表面取向?qū)铀嫉谋壤图s大;越接近薄壁,就越能獲得高強度和高模量。。
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因為它具有致密的結(jié)晶結(jié)構(gòu),盡管其熔點相對比較低,但具有高的熱變形溫度(160-340℃ 與品級有關(guān))、連續(xù)使用溫度(220~240℃)、耐焊錫焊溫度(260℃、10秒~310℃、10秒)。
日本寶理LCP塑膠原料的典型用途:
主要用途例
成型條件
7.1 料筒溫度
普通的噴嘴和料筒溫度如表7-1所示。此設(shè)定是一種推薦標準,也可根據(jù)成型狀態(tài)調(diào)整10~20℃。為了防止拉絲和流涎現(xiàn)象,可將噴嘴溫度調(diào)低10~20℃。不過,請注意下面幾點: |
·降低機筒溫度時 |
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冷料或不充分塑化導(dǎo)致機械特性等下降。 |
·提高機筒溫度時 |
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料筒內(nèi)幾乎不會因滯留時間和長時間滯留而產(chǎn)生凝膠或腐蝕性氣體,但長時間中斷成型時應(yīng)降低機筒溫度,而重新開機前則應(yīng)進行數(shù)次清洗(shot purge)。 |
發(fā)生計量不良時,建議將機筒溫度設(shè)定改為如下所示的平直或反斜設(shè)定。 |
(例)對于E130i | |
(NH) 350℃ - 350℃ - 350℃ - 350℃ (平直) (NH) 350℃ - 350℃ - 360℃ - 370℃ (提高料筒的后部溫度) |
表7-1 各個等級的推薦料筒溫度設(shè)定 |
等級 | 噴嘴 | 前部 | 中部 | 后部 | 水冷部 |
等級A | 290℃~320℃ | 290℃~320℃ | 280℃~300℃ | 270℃~310℃ | 80℃ |
等級B | 290℃~320℃ | 290℃~320℃ | 280℃~300℃ | 270℃~310℃ | |
等級C | 330℃~350℃ | 330℃~350℃ | 320℃~340℃ | 310℃~350℃ | |
等級D | 310℃~330℃ | 310℃~330℃ | 300℃~330℃ | 300℃~340℃ | |
等級Ei | 340℃~365℃ | 340℃~365℃ | 340℃~360℃ | 330℃~370℃ | |
等級GA/HA | 350℃~370℃ | 360℃~380℃ | 330℃~350℃ | 315℃~335℃ | |
等級S | 355℃~370℃ | 355℃~370℃ | 350℃~380℃ | 350℃~390℃ | |
等級T | 370℃~380℃ | 370℃~380℃ | 370℃~390℃ | 360℃~400℃ |
7.2 模具溫度
建議在50~120℃范圍內(nèi)設(shè)定LAPEROS? LCP的模具溫度。模具溫度處于50℃時通常沒有問題,但如果存在光澤、表面光潔度等外觀問題時,建議使用高模溫。 |
7.3 塑化
螺桿轉(zhuǎn)速通常為100rpm,不過也可使用高轉(zhuǎn)速以加快循環(huán)和提高計量穩(wěn)定性。 為了防止流涎和纖維折損,建議將背壓設(shè)為0~2MPa。 |
7.4 注射壓力和注射速度
LAPEROS的所有等級的熔融粘度都很低,因此通??稍谶h低于普通熱塑性樹脂的壓力下進行成型。大部分成型品都可在15~45MPa的樹脂壓力下進行成型。此外,LAPEROS的固化速度很快,因此快速注射可獲得良好效果。 |
7.5 成型機的停止和開啟與材料切換
(1) 成型停止時 停止成型時,應(yīng)徹底清洗機筒內(nèi)的殘留樹脂。
如果下次用相同的材料來成型,只需清洗即可,但如果下次用不同的樹脂來成型,則應(yīng)切換清洗材料。此時應(yīng)選用可適應(yīng)前一種樹脂的成型溫度的清洗材料。例如,具有與LAPEROS相同的成型溫度和良好熱穩(wěn)定性的樹脂包括含有玻璃纖維的聚碳酸酯、高密度聚乙烯、市售的丙烯酸類等。
(2) 成型開始時 如果機筒內(nèi)的樹脂在LAPEROS成型溫度范圍內(nèi)是穩(wěn)定的,則可直接加熱至LAPEROS的成型溫度,然后用LAPEROS進行清洗。不過,由于LAPEROS的熔融粘度很低,料筒內(nèi)的殘留樹脂難以被完全清洗出,因此要徹底清洗。一個簡單有效的方法是先用含有玻璃纖維的聚碳酸酯清洗,然后再用LAPEROS清洗。 如果殘留樹脂的成型溫度范圍不同于LAPEROS,建議將機筒溫度調(diào)至機筒中殘留樹脂的成型溫度,接著用在LAPEROS和殘留樹脂兩者的成型溫度下均可使用并且具有良好熱穩(wěn)定性的樹脂(含有玻璃纖維的聚碳酸酯、高密度聚乙烯、(視情況而定的)聚碳酸酯等)清洗,然后設(shè)成LAPEROS的成型溫度并在上述LAPEROS的成型溫度范圍內(nèi)像使用穩(wěn)定樹脂進行清洗。 如果機筒內(nèi)的樹脂是LAPEROS,則可直接地加熱至LAPEROS的成型溫度并用LAPEROS進行清洗。不過,LAPEROS的成型溫度范圍因等級而異,因此應(yīng)確認所用的溫度范圍。如果所用溫度不同,即便都是LAPEROS也應(yīng)如上述成型溫度范圍不同的樹脂一樣進行清洗。
(3) 切換樹脂時 如果是可直接與LAPEROS切換的樹脂,可參照上述成型停止和開始方法,在保持料筒溫度的同時直接進行清洗。 如果是不能原封不動地與LAPEROS切換的樹脂,則建議用在LAPEROS和想要切換的樹脂兩者的成型溫度下均可使用并且具有良好熱穩(wěn)定性的樹脂(含有玻璃纖維的聚碳酸酯、高密度聚乙烯等)清洗,然后設(shè)成成型溫度。 特別是在向LAPEROS切換并且殘留樹脂的粘度大于LAPEROS的情況下,由于切換難度大,因此更應(yīng)徹底清洗。
(4) 其他 如果長期滯留在機筒內(nèi),LAPEROS有時也會劣化成異物,此時必須充分清洗。 如果黑色著色品等深色材料難以徹底去色,建議先用含有玻璃纖維的聚碳酸酯清洗,接著用聚乙烯清洗,然后再用兩者反復(fù)交替清洗。將料筒內(nèi)的清洗材料完全排出后再裝入下一種清洗材料的話效果會更好。 |
預(yù)干燥
LAPEROS? LCP的吸濕性非常小,如A等級聚合物在23℃、50%RH條件下的平衡吸濕量僅為0.03% (300ppm)左右。由于LAPEROS是聚酯類材料,因此即使進行了防潮包裝,也應(yīng)在成型前進行預(yù)干燥。 建議在140~160℃、4小時以上(長可達24小時)的干燥條件下用除濕干燥機進行干燥。 也可使用架式熱風干燥機或斗式干燥機。不論使用哪種,都應(yīng)調(diào)節(jié)熱風溫度和風量等以使粒料能夠按上述條件得到均勻干燥。尤其是在斗式干燥機的情況下,更應(yīng)注意防止短道(short pass)現(xiàn)象,并確保粒料溫度(而非設(shè)定溫度)達到上述溫度。 為了防止成型過程中再度吸濕,建議在成型時使用斗式干燥機。 |
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圖2-1 E130i 的干燥曲線 | 圖2-2 E130i 的吸濕曲線 |