PVDF〔聚偏氟乙烯〕是一種性能很好熱塑性氟聚合物,因其優秀耐化學性、抗紫外線老化性、機械強度還有壓電/鐵電特性而被大量用于注塑成型。以下是 PVDF 注塑成型關鍵要點:
1. PVDF 材料特性
- 耐化學性:對大多數酸、堿、溶劑、油類具有極好抵抗能力。
- 熱性能:熔點于 155–192?°C 之間,玻璃化轉變溫度約 ?40?°C 至 ?30?°C,一直使用溫度可達 150?°C。
- 結晶形態:常見 α、β、γ 三種晶型,其中 β 晶型具有壓電、鐵電特性。
- 收縮率:約 2?%–2.2?%,于設計大型模具時需預留二次加工余量。
2. 注塑工藝參數
PVDF 熔體粘度較高,成型時要較高注射壓力、溫度。
參數 推薦范圍 說明
--
熔體溫度 235–255?°C 溫度過低會導致充填不完整,過高則也許引起分解。
模具溫度 50–65?°C 模具要加熱以確保尺寸穩固性,避免冷料或縮痕。
注射速度 80–200?mm/s 較高注射速度有助于減少流痕,提升表面質量。
注射壓力 70–1350?bar 具體取決于產品壁厚、流道設計。
保壓壓力 5–50?MPa〔≈50–500?bar〕 保壓不足易引發縮孔,過長或過高則也許導致內應力。
保壓時間 5–9?s 保壓時間對形狀精度影響顯著,尤其于微結構成型中。
冷卻時間 3–5?s〔薄壁〕至 40?s〔厚壁〕 確保制品充分固化后再頂出。
> 注:上述參數為通用參考,實際需根據具體牌號、產品結構、模具設計進行調整。
3. 關鍵工藝注意事項
- 干燥處理:PVDF 吸濕,建議于 80–100?°C 下干燥 2–4?小時,使含水率降至 0.1?% 以下。
- 排氣設計:模具必須設置合理排氣系統,否則因熔體粘度高易引發氣泡或燒焦。
- 螺桿、機筒:選用高剪切螺桿〔L/D≈20–24〕,機筒前端宜采用硬質合金以防氟化物腐蝕。
- 晶型控制:通過調整冷卻速率、拉伸工藝可促進 β 晶型生成,以獲取壓電性能。
4. 常見缺陷、對策
- 縮痕/縮孔:增強保壓壓力、時間,優化澆口位置。
- 流痕:提升注射速度、熔體溫度,改善模具表面光潔度。
- 氣泡:確保充分干燥,加強模具排氣。
- 分解:控制熔體溫度不超過 280?°C,避免滯留時間過長。
5. 典型用途行業
- 化學工業:閥門、泵體、管道接頭〔耐腐蝕〕。
- /電氣:壓電傳感器、電纜不導電層、電容器薄膜。
- 醫療/生物:微流控芯片〔通過微注塑實現高精度流道〕。
- 新能源:鋰電池隔膜、燃料電池組件。
6. 總結
PVDF 注塑成型要于較高熔體溫度〔235–255?°C〕、模具溫度〔50–65?°C〕下進行,并配合足夠注射壓力、保壓時間以確保制品密度、尺寸精度。通過合理干燥、排氣還有螺桿設計,可很好避免常見缺陷,獲得表面光滑、結構致密性能很好制品。若涉及微結構或高精度零件,建議通過 DOE〔實驗設計〕優化熔體溫度、保壓時間關鍵參數。
以上關于PVDF注塑成型工藝介紹內容為上海春毅新材料原創,請勿轉載!
