很多新手的材料工程师或注塑工程师都会被物性表(TDS)上的“吸水率”数据迷惑。比如某些材料,物性表上显示的吸水率仅为 0.02% 甚至更低,看起来几乎“滴水不进”。
但是如果你真的不烘料直接上机,注塑出来的产品大概率会出现银丝(水花)、气泡,甚至是物理性能腰斩。
为什么这微乎其微的“吸水率”和长达数小时的“烘料时间”之间,看起来如此矛盾?
1 宏观的“吸水率” vs 微观的“含水率”
物性表上的“吸水率”(Water Absorption)通常是指材料在平衡状态下吸收水分的极限能力(例如 ISO 62 标准下浸泡 24 小时)。
然而,注塑工艺对水分的容忍度不是“百分比”,而是“ppm”(百万分之几)。
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物性表数据: 0.1% 的吸水率听起来很低。
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工艺要求: 许多对水敏感的材料(如 PET、PBT、PA、PC),注塑前的最高允许含水率通常要求在 0.02% (200ppm) 以下。
这意味着: 哪怕你的材料只吸了极其微量的水,虽然还没达到它的“吸水极限”,但已经远远超过了它的“加工极限”。
2 致命的“水解反应”:看不见的损伤
有些材料(如聚酯类 PET/PBT、聚碳酸酯 PC、聚氨酯 TPU)吸水后,后果不仅仅是表面不好看,而且还有分子链断裂。
在注塑机炮筒 200℃ 以上的高温下,水分会充当催化剂,与塑料分子发生水解反应。
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现象: 分子量瞬间下降。
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后果: 即使产品表面看起来完美无瑕,但它的韧性和强度可能已经下降了 50% 以上。这种“内伤”在表面是看不出来的,只有当产品受力崩裂时,你才会发现没烘料的代价。
3 为什么烘料需要“好几个小时”?
很多人觉得烘料就是“把颗粒表面的水吹干”,其实这是一个复杂的物理扩散过程。
核心难点:水分在颗粒内部
水分不只是挂在颗粒表面,而是渗透到了塑料颗粒的分子间隙中。
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加热: 必须先让颗粒内部受热。
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迁移: 水分子从颗粒中心缓慢扩散到表面。
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带走: 通过干燥的热空气将表面的水汽带走。
由于塑料是热的不良导体,水分扩散的速度极其缓慢。对于某些吸湿性强的材料(如 PA66),水分就像锁在迷宫里一样,需要 80℃ - 100℃ 的热风连续循环 4-6 小时才能让内部含水率降到安全线以下。
4 环境湿度的“隐形助攻”
物性表的数据是在实验室受控环境下测得的。而在实际生产中:
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阴雨天: 空气湿度高达 90%,即使是“不吸水”的聚烯烃(PP/PE),颗粒表面也会冷凝一层水膜。
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包装破损: 即使材料本身吸水率低,一旦包装受潮,颗粒之间的空隙会像海绵一样锁住水分。
总结:烘料烘的是“隐患”
不要被物性表上那个微小的百分比迷惑。烘料不是为了改变材料的本质,而是为了排除高温加工时的“炸弹”。
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吸水率: 决定了材料在成品状态下的尺寸稳定性。
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烘料: 决定了材料在加工过程中的分子完整性和外观质量。
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