耐刮擦PMMA的加工成型
发布时间:2026-01-22 15:29 点击:1次
耐刮擦 PMMA 的加工成型工艺与普通 PMMA 类似,可采用注塑、挤出、热成型、切割 / 抛光等常规方法,但因改性方式(如共混纳米粒子、表面硬化涂层、化学交联等)不同,需针对其特性调整参数,以确保最终产品保留耐刮擦性、透光性等核心性能。以下是主要加工成型方式及关键要点:
适用于生产复杂形状的制品(如电子设备外壳、汽车内饰件、光学镜片等),核心是控制熔融分散性和表面质量。
工艺要点:
螺杆转速适中(30-60rpm),过高可能导致剪切过热,过低则纳米填料(如 SiO₂、Al₂O₃)分散不均,出现局部耐磨性差异;
背压控制在 5-10bar,确保熔体密实,减少内部空隙。
料筒温度:普通 PMMA 注塑温度约 210-240℃,耐刮擦 PMMA 因可能含耐热性改性成分,温度需提高 5-10℃(220-250℃),但需避免过高(超过 260℃可能导致改性剂分解或树脂降解,破坏耐刮擦层结构)。
模具温度:保持 60-80℃,较高的模温可减少熔体冷却速度差异,避免表面应力集中,同时利于表面光滑度提升(减少缩痕,增强耐刮擦性)。
原料预处理:耐刮擦 PMMA(尤其含纳米填料的共混型)需提前干燥(80-90℃,3-4 小时),避免水分导致成型后表面出现银纹或气泡,影响透光性和耐刮擦层完整性。
温度控制:
螺杆参数:
模具设计:模具型腔需高光洁度(镜面抛光),避免粗糙表面转移到制品表面(影响透光性和耐刮擦性);浇口位置需避免熔体冲击模具内壁导致的表面划伤。
主要用于生产板材、片材、管材等(如家具面板、显示面板基材、水族箱板材),关键是保证熔体均匀性和表面平整度。
工艺要点:
挤出后需通过精密冷却辊(镜面辊)快速冷却(冷却水温 20-30℃),冷却速度影响表面硬度:冷却越快,分子链结晶度越低,表面更致密,耐刮擦性更优;
定型辊需保持清洁,避免杂质黏附在板材表面,导致后期使用中易产生划痕。
料筒温度:200-230℃(进料段稍低,防止过早熔融结块;均化段稍高,确保分散均匀);
螺杆转速:20-50rpm,稳定的转速可避免熔体压力波动,减少表面波纹或条纹(此类缺陷易成为划痕起点)。
螺杆配置:采用渐变式或屏障型螺杆,增强对纳米填料的分散能力(避免团聚导致的表面 “麻点”,影响耐刮擦性);长径比(L/D)建议 20-25,确保熔体充分塑化。
温度与速度:
冷却定型:
适用于生产大尺寸或曲面制品(如汽车灯罩、广告牌面板、医疗器械防护罩),需避免高温破坏表面耐刮擦层。
工艺要点:
吸塑时真空度需适中(0.06-0.08MPa),压塑压力 5-10bar,避免压力过大导致表面改性层(如涂层)与基材剥离;
成型时间短(5-15 秒),减少高温对耐刮擦层的持续损伤。
采用红外加热或热风循环加热,温度需低于表面硬化层的耐热极限(通常≤160℃,具体视涂层类型而定),避免涂层分解或交联结构破坏(如硅氧烷涂层耐高温性较好,可稍高;物理共混型需更谨慎)。
加热需均匀,防止局部过热导致制品表面出现气泡或变色,影响耐刮擦性。
加热控制:
成型压力与时间:
后处理:成型后需缓慢冷却(自然冷却或低温风冷),避免快速冷却导致制品内应力过大,后期使用中因应力释放出现开裂,破坏耐刮擦层。
适用于生产大尺寸或曲面制品(如汽车灯罩、广告牌面板、医疗器械防护罩),需避免高温破坏表面耐刮擦层。
工艺要点:
吸塑时真空度需适中(0.06-0.08MPa),压塑压力 5-10bar,避免压力过大导致表面改性层(如涂层)与基材剥离;
成型时间短(5-15 秒),减少高温对耐刮擦层的持续损伤。
采用红外加热或热风循环加热,温度需低于表面硬化层的耐热极限(通常≤160℃,具体视涂层类型而定),避免涂层分解或交联结构破坏(如硅氧烷涂层耐高温性较好,可稍高;物理共混型需更谨慎)。
加热需均匀,防止局部过热导致制品表面出现气泡或变色,影响耐刮擦性。
加热控制:
成型压力与时间:
为进一步提升制品性能或精度,需配合后处理,需注意保护耐刮擦层:
切割 / 雕刻:采用金刚石刀具或激光切割,避免普通刀具因摩擦过热导致表面改性层熔化或脱落;切割边缘需打磨(用 800-1200 目砂纸),防止毛刺成为划痕起点。
抛光:若表面有细微瑕疵,可采用羊毛轮 + 氧化铈抛光剂(粒度≤1μm)轻抛,避免使用粗磨料(如碳化硅)破坏耐刮擦层;抛光后需清洁表面残留抛光剂,防止残留颗粒导致二次划伤。
涂层保护(针对未预涂型):部分耐刮擦 PMMA 需成型后做表面硬化处理(如涂覆硅氧烷涂层),此时需保证基材表面清洁(无油污、灰尘),涂层固化温度(通常 60-80℃)需低于基材耐热极限,避免变形。
耐刮擦 PMMA 加工的核心是:在保证成型性的前提下,避免高温、杂质、机械损伤破坏表面耐刮擦层(或内部改性结构),同时保持透光性。不同改性类型(共混型 / 涂层型)的加工要求略有差异:
通过优化工艺参数,可实现制品兼具耐刮擦性、高透光性和复杂形状,满足电子、汽车、光学等高端领域需求。