PPS 阻燃風管注塑工藝及擠壓成型



 

在現代工業與建筑***域，PPS阻燃風管因其卓越的性能而備受青睞。它不僅具備出色的阻燃***性，能有效降低火災風險，還擁有******的機械強度、化學穩定性以及耐高溫性能，確保在各種復雜環境下穩定運行。以下將深入探討 PPS 阻燃風管的注塑工藝及擠壓成型技術。

 

 一、PPS 材料***性概述

PPS 是一種高性能的熱塑性工程塑料，分子結構中含有硫原子和苯環，賦予了它******的性能。其玻璃化轉變溫度約為 85  95℃，熔點在 280  290℃之間，熱變形溫度可達 260℃以上，長期使用溫度范圍寬泛，能在 160℃下持續工作。PPS 具有較高的拉伸強度、彎曲強度和模量，剛性***且抗蠕變性能******，即使在高溫高負荷條件下，也能保持******的尺寸穩定性。同時，PPS 對多種化學物質如酸、堿、有機溶劑等具有***異的耐受性，不易被腐蝕。此外，通過添加阻燃劑改性后，PPS 能夠達到 UL94 V  0 級等高阻燃標準，燃燒時發煙量低，符合嚴格的消防安全要求，這些***性使其成為制造阻燃風管的理想材料。

 

 二、PPS 阻燃風管注塑工藝

 （一）原料預處理

PPS 樹脂通常以顆粒狀形式供應，由于其在儲存過程中可能會吸收少量水分，而水分在注塑過程中會汽化產生氣泡，影響制品質量，因此在使用前必須進行干燥處理。一般采用熱風循環干燥機，干燥溫度設定在 130  150℃，干燥時間為 3  6 小時，使原料的含水量控制在 0.1%以下。同時，根據風管的性能要求，還需準確稱量并混合適量的阻燃劑、增強劑（如玻璃纖維）、潤滑劑等助劑。例如，添加 30%  40%的玻璃纖維可顯著提高 PPS 的強度和耐熱性，但要注意纖維的長度和直徑分布，以確保******的分散性和加工性能。

 

 （二）注塑機選型與模具設計

選擇合適的注塑機對于 PPS 阻燃風管的生產至關重要。考慮到 PPS 的高熔融溫度和粘度，應選用螺桿式注塑機，其塑化能力強、注射壓力穩定。注塑機的注射量要根據風管的尺寸和壁厚進行計算確定，一般預留 10%  20%的余量。模具設計方面，需采用耐高溫、耐腐蝕的材料制造，如***質的模具鋼。風管的模具結構要考慮到脫模的便利性，通常采用滑塊或***針脫模機構。澆口設計也尤為關鍵，為避免熔體流動不均勻產生應力集中和表面缺陷，可采用多點澆口或熱流道系統，使熔體能夠平穩、快速地填充型腔，保證風管的尺寸精度和外觀質量。

 

 （三）注塑工藝參數設置

 溫度控制：料筒溫度分為多個區段，從料斗到噴嘴逐漸升高。進料段溫度一般在 160  180℃，壓縮段溫度升至 200  220℃，均化段溫度則達到 230  250℃，噴嘴溫度略低于均化段，約 220  240℃，以防止熔體在噴嘴處滴漏。模具溫度同樣重要，合適的模具溫度有助于減少制品的內應力和表面粗糙度，通常控制在 120  150℃，可通過油溫機或電加熱裝置***調節。

 壓力調節：注射壓力要根據風管的結構和尺寸進行調整，一般在 80  150MPa 之間。保壓壓力約為注射壓力的 60%  80%，保壓時間根據風管壁厚而定，通常在 10  30 秒，以確保熔體充分填充型腔并補償收縮。背壓主要用于調節螺桿的塑化速度和物料的混合均勻性，一般在 5  15MPa 范圍內。

 注射速度與時間：注射速度不宜過快，以免產生噴射紋和氣穴現象，但也要保證熔體能夠在規定時間內充滿型腔。一般采用多級注射速度控制，初始階段較慢，中間階段加快，***后階段適當減速。整個注塑周期包括合模、注射、保壓、冷卻和開模等階段，總時間***約在 30  60 秒，其中冷卻時間占比較***，約占 50%  70%，具體取決于風管的尺寸和厚度。

 

 （四）后處理工藝

注塑成型后的 PPS 阻燃風管可能存在一些內部應力和微觀缺陷，需要進行后處理以提高其性能。常見的后處理方法是退火處理，將風管置于烘箱中，在 150  180℃的溫度下保溫 2  4 小時，然后緩慢冷卻至室溫。退火過程可以消除內應力，使分子鏈重新排列更加規整，從而提高風管的韌性和尺寸穩定性。此外，對于一些有***殊表面質量要求的風管，還可以進行打磨、拋光等表面處理工藝，改善其外觀質感。

 三、PPS 阻燃風管擠壓成型工藝

 （一）原料準備與擠出設備調試

與注塑工藝類似，擠壓成型***先要對 PPS 原料進行干燥處理，確保含水量達標。在擠出設備方面，主要選用單螺桿或雙螺桿擠出機。單螺桿擠出機結構簡單，適用于小規模生產；雙螺桿擠出機則具有******的混煉和塑化效果，更適合***規模連續生產。在開機前，要對擠出機的各個部件進行檢查和預熱，***別是螺桿、料筒和模具部分。預熱溫度逐步升高，避免局部過熱，一般料筒各段溫度預熱至 200  230℃，模具溫度達到 210  240℃。同時，調整***螺桿轉速、牽引速度等參數，確保設備處于***工作狀態。

 

 （二）擠出成型過程

 加料與塑化：干燥后的 PPS 原料通過自動加料裝置均勻地加入擠出機料筒。在螺桿的旋轉作用下，原料被向前輸送并逐漸受熱熔化，經過壓縮、剪切和混合等作用，形成均勻穩定的熔體。在這個過程中，要密切關注料筒內的壓力變化和熔體的塑化情況，如有異常應及時調整工藝參數。

 模具成型：塑化***的熔體通過過濾器進入模具，模具的形狀和尺寸決定了風管的***終形狀。在模具出口處，熔體在壓力差的作用下被擠出，形成具有一定截面形狀的管材。為了控制管材的尺寸精度和表面質量，模具的設計和制造精度要求極高，并且要根據不同的管材規格進行調整。例如，對于較***直徑的風管，可能需要采用***殊的擴口模具或分段成型工藝。

 冷卻定型：剛擠出的管材溫度較高，需要立即進行冷卻定型，以保證其形狀和尺寸的穩定性。常用的冷卻方法有水冷和風冷兩種。水冷方式冷卻速度快，適用于薄壁管材，一般采用噴淋或浸浴的方式，使管材表面迅速降溫；風冷則相對溫和，適用于厚壁管材或對冷卻速度要求不高的情況，通過風扇或鼓風裝置吹送冷空氣，使管材均勻冷卻。冷卻過程中，要嚴格控制冷卻介質的溫度和流速，避免因冷卻不均勻導致管材產生彎曲、變形等缺陷。

 

 （三）切割與后續加工

當管材冷卻定型后，按照所需的長度進行切割。切割設備可以是圓鋸、激光切割機等，無論采用何種方式，都要保證切口平整光滑，無毛刺和裂紋。切割后的風管可能還需要進行一些后續加工，如打孔、連接等。打孔操作要使用合適的工具和工藝，確保孔的位置準確、***小合適，并且不影響風管的整體強度。連接方式主要有法蘭連接、承插連接等，根據實際安裝需求選擇合適的連接方法，并在連接部位進行密封處理，防止漏風。

 

 四、注塑工藝與擠壓成型工藝比較

 產品形狀與尺寸適應性：注塑工藝能夠制造出形狀復雜、結構精細的風管部件，適合生產小型、異形的風管零件，如彎頭、三通等，但對于***型、長尺寸的風管生產，模具成本高且生產效率較低。相比之下，擠壓成型工藝更擅長生產直線型、***口徑的長風管，能夠實現連續化生產，效率高，但在制造復雜形狀的產品時具有一定的局限性。

 產品質量與性能差異：注塑工藝生產的風管在尺寸精度和表面質量方面表現較***，由于注塑過程中熔體在高壓下快速填充型腔，產品的密度較高，力學性能相對均勻。然而，在注塑過程中容易產生內應力，若處理不當，可能導致產品在使用過程中出現開裂等問題。擠壓成型的風管在軸向方向上的力學性能較為一致，但由于擠出過程中熔體的壓力和流速分布相對較難***控制，可能在管材的壁厚均勻性和表面粗糙度上稍遜一籌。不過，通過***化工藝參數和改進模具設計，這些問題可以得到一定程度的改善。

 生產成本與效率對比：從生產成本來看，注塑工藝的設備投資相對較低，但模具費用較高，尤其是對于高精度、復雜的模具。而且注塑生產過程中的廢品率相對較高，增加了原材料的消耗。擠壓成型工藝雖然設備價格較高，但可以實現***規模連續生產，單位產品的能耗和人工成本較低，模具的使用壽命較長，綜合生產成本在一定程度上更具***勢。在生產效率方面，擠壓成型明顯***于注塑工藝，能夠滿足市場對***批量風管的需求。

 

綜上所述，PPS 阻燃風管的注塑工藝和擠壓成型工藝各有***點，在實際生產中應根據產品的具體需求、生產規模和成本預算等因素綜合考慮，合理選擇加工工藝，或者將兩種工藝結合使用，充分發揮各自的***勢，以生產出高質量、高性能的 PPS 阻燃風管產品，滿足不同***域的應用需求。