【正文】 最終導(dǎo)致成型缺陷 。 模溫直接影響熔體的充模流動行為、制件的冷卻速度和成型后的制件性能等。 降低模溫：能縮短冷卻時間和提高生產(chǎn)率 ， 但溫度過低 ， 熔體在模內(nèi)的流動性能會變差 ， 制件產(chǎn)生較大的應(yīng)力或明顯的熔接痕等缺陷 。 ② 為了改變聚碳酸酯 、 聚砜和聚苯醚等高黏度塑料的流動和充模性能 ， 并力求使它們獲得致密的組織結(jié)構(gòu) ， 需要采用較高的模具溫度 。 a、 把模溫取得盡可能低 ， 以加快冷卻速度縮短冷卻時間 。 注射壓力，與注射速度相輔相成，對塑料熔體的流動和充模具有決定性作用；保壓力，和保壓時間密切相關(guān)，主要影響模腔壓力以及最終的成型質(zhì)量；背壓力，與螺桿轉(zhuǎn)速有關(guān)，大小影響物料的塑化過程、塑化效果、和塑化能力。 動壓損失，消耗在噴嘴、流道、澆口和模腔對熔體的流動阻力以及塑料熔體自身內(nèi)部的黏性摩擦方面，與熔體溫度及體積流量成正比，受各段料流通道的長度、截面尺寸及熔體的流變學(xué)性質(zhì)影響。因此，注射壓力選擇要適中，在可能的情況下盡量把注射壓力選擇得大一些，這樣有助于提高充模速度及料流長度，還可能使制件的熔接痕強(qiáng)度提高、收縮率減小。 ①對于玻璃化溫度和熔體黏度較高的塑料，宜用較大的注射壓力。對于黏度不高的塑料 (如聚苯乙烯等 )且其制品形狀不太復(fù)雜以及精度要求一般時，注射壓力可取 70～ 100MPa。 注射速度的表示方法： 注射時塑料熔體的體積流量 qv；注射螺桿 (或柱塞 )的軸向位移速度 vi。如實際設(shè)計的模具流動比大于表中數(shù)值，而注射壓力又小于表中數(shù)值，制品難于成型。其他工藝條件和塑料品種一定時，注射壓力越大，注射速度也就越快。 綜上所述，注射速度選擇不宜過高，也不宜過低 (過低時制件表層冷卻快，對繼續(xù)充模不利，容易造成制品缺料、分層和明顯的熔接痕等缺陷 )。如生產(chǎn)批量較大，需要縮短成型周期，調(diào)整過程中可將注射速度盡量朝數(shù)值較高的方向調(diào)整，但須保證制件質(zhì)量不能因注射速度過快而變差。 ②螺桿式注射機(jī)比柱塞式注射機(jī)可提供較大的注射速度，需要采用高速高壓成型的情況下 (如流道長、澆口小、制件形狀復(fù)雜和薄壁制品等 )，應(yīng)盡量采用螺桿式注射機(jī)，否則難保證成型質(zhì)量。 曲線 l， 采用的保壓力和保壓時間合理，模腔壓力變化正常，能取得良好的充模質(zhì)量。無法實現(xiàn)正常補(bǔ)縮功能，制件內(nèi)部可能出現(xiàn)真空泡和凹陷等不良現(xiàn)象。很明顯，塑料在靠近澆口的位置溫度高、比體積大、密度小，冷卻后的收縮也大，而在遠(yuǎn)離澆口的位置，情況則正好相反。 結(jié)論：保壓力和溫度對結(jié)晶聚合物的比體積或密度之影響比對非結(jié)晶聚合物的影響來得強(qiáng)烈，而且在 100～150℃ 左右，無論保壓力大小如何，結(jié)晶聚合物的比體積都會迅速減小。 保壓時間對制件成型收縮率的影響： 保壓時間長收縮率小。 保壓時間： 取 20～ 120s，與料溫、模溫、制件壁厚以及模具的流道和澆口大小有關(guān)。背壓對注射成型的影響主要體現(xiàn)在螺桿對物料的塑化效果及塑化能力方面，故有時也叫做塑化壓力 。表壓與背壓的關(guān)系為 注射油缸的截面積螺桿截面積背壓表壓 ?? (413) 由經(jīng)驗得，背壓的使用范圍約為 3． 4～ 27． 5 MPa，下限值適用于大多數(shù)塑料，尤其是熱敏性塑料。 ②熱敏性塑料 (如硬聚氯乙烯、聚甲醛等 )，為防止塑化時剪切摩擦熱過大引起熱降解，背壓應(yīng)盡量取小值；對于高黏度塑料 (如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等 )，若背壓大時，為了保證塑化能力，常會使螺桿傳動系統(tǒng)過載，也不宜使用較大的背壓。 （ 3）螺桿轉(zhuǎn)速 螺桿轉(zhuǎn)速： 指螺桿塑化成型物料時的旋轉(zhuǎn)速度。 ②塑化能力與螺桿轉(zhuǎn)速的關(guān)系（圖 431）：螺桿轉(zhuǎn)速增大，注射機(jī)對各種塑料的塑化能力均隨著提高。 螺桿轉(zhuǎn)速增大后，由于物料受剪切作用增大，注射機(jī)耗散在黏性摩擦方面的能量也隨著增大，剪切產(chǎn)生的摩擦熱量會增多，于是所需的加熱能量就可以減少，至于熔體溫度曲線上出現(xiàn)的下凹現(xiàn)象，是由于減少加熱能量造成的結(jié)果。 1．注射時間 注射時間：指注射活塞在注射油缸內(nèi)開始向前運動至保壓補(bǔ)縮結(jié)束 (活塞后退 )為止所經(jīng)歷的全部時間。 261 bhqGV?? ?（ 417） 2．閉模冷卻時間 閉模冷卻時間：指注射結(jié)束到開啟模具這一階段所經(jīng)歷的時間。 為了縮短冷卻時間，生產(chǎn)中采用這樣一種方法，即不待制件全部冷卻到脫模溫度，而只要制件從表層向內(nèi)有一定厚度冷卻到脫模溫度并同時具有一定剛度可以避免制件翹曲變形時，便可開啟模具取出制件，使制件在模外自動冷卻，或浸浴在熱水中逐漸冷卻。用于注塑的聚苯乙烯相對分子質(zhì)量約為 7萬一 20萬，成型溫度范圍較寬，在黏流態(tài)下溫度的少許波動不會影響注射模塑過程。 成型工藝： ①料筒溫度可控制在 140～ 260℃ 之間，噴嘴溫度為170～ 190℃ ，注射壓力為 60— 150MPa。 后置處理： 聚苯乙烯分子鏈剛硬，成型中容易產(chǎn)生分子定向和內(nèi)應(yīng)力。一 2186。 前置處理：聚丙烯吸水率很低，約為 0． 03％～ 0． 04％。一般注射壓力控制在 70～ 120MPa(柱塞式注射壓力偏高，螺桿式注射壓力偏低 )。如模溫過低，冷卻速度太快，澆口過早冷凝，不僅結(jié)晶度低，密度小，而且制品內(nèi)應(yīng)力較大，甚至引起充模不滿和制件缺料的現(xiàn)象。 后置處理：由于聚丙烯的玻璃化溫度低于室溫，當(dāng)制件在室溫下存放時常發(fā)生后收縮現(xiàn)象，其原因是聚丙烯在這段時間內(nèi)仍在結(jié)晶。對尺寸穩(wěn)定性要求較高的制件，應(yīng)進(jìn)行熱處理。 特點：結(jié)晶性塑料，有明顯的熔點，熔點較高 (160—290℃ 視品種不同而異 )，熔融范圍較窄 (約 10℃ 左右 )，熔體的流動性大，熔體的熱穩(wěn)定性差而且容易降解，成型收率較大。為防止噴嘴處熔體的流涎現(xiàn)象而浪費原料，無論哪一種。由于熔化溫度范圍較窄，融化前后體積變化較大，選用螺桿式注射機(jī)時，應(yīng)采用高壓縮比螺桿。其中尼龍 — 尼龍 — 6尼龍 — 610，尼龍 — 612以及我國獨創(chuàng)品種尼龍 — 1010等均已在工業(yè)上廣泛使用。后收縮總量的 90％約在制品脫模后6h內(nèi)完成，剩余 10％約發(fā)生在隨后的 10天內(nèi)，所以制件在脫模 24h后基本可以定型。急冷時呈碟狀液晶結(jié)構(gòu)，緩冷時呈球晶結(jié)構(gòu)?；谕焕碛桑萍阅軕?yīng)與模具溫度存有密切關(guān)系。 成型工藝： ①一般料筒溫度控制在 210— 280℃ ，噴嘴溫度可比料筒溫度低 10～ 30℃ ；生產(chǎn)薄壁制品時，料筒溫度可提高到280— 300℃ ；生產(chǎn)厚壁制件時，為了防止熔料在料筒內(nèi)停留時間過長而分解，料筒溫度應(yīng)適當(dāng)降低至 200～ 230℃ ，料筒溫度過低，大分子定向程度增加，制品容易產(chǎn)生翹曲變形。熔點為 160～ 175℃ ，分解溫度為 350℃ ，所以成型溫度范圍較寬，約為 205～ 315℃ ，其最大結(jié)晶速度的溫度為 120～ 130℃ 。 物理力學(xué)性能：聚苯乙烯因性脆，力學(xué)強(qiáng)度差，熱膨脹系數(shù)大，制件不宜帶金屬嵌件，否則容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。生產(chǎn)厚壁制件時常因模具冷卻不均勻而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，甚至發(fā)生開裂。 前置處理：聚苯乙烯塑料本身吸水率很小，成型前不一定要進(jìn)行干燥。 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注射成型周期與制件平均壁厚有關(guān)，所以有些工廠積累了一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)用來確定成型周期，表 4— 15。（一般制件約取 30 ～ 120s） 確定閉模冷卻時間的原則： 制件脫模時具有一定剛度，不得因溫度過高翹曲和變形。 普通制件注射時間大致為 5～ 130 s，特厚制件可長達(dá)10— 15min，其中主要花費在保壓方面，流動充模時間所占比例很小，如普通制件的流動充模時間約 2～ 10s。 (3) 根據(jù)物料在機(jī)筒中允許使用的極限剪切速率確定螺桿轉(zhuǎn)速。 ④熔體溫度、背壓與螺桿轉(zhuǎn)速的關(guān)系（圖 433）：背壓和螺桿轉(zhuǎn)速增大，均能使熔體溫度提高，這是兩者加強(qiáng)物料內(nèi)剪切作用的必然結(jié)果。 ①螺桿轉(zhuǎn)速與背壓密切相關(guān)，增大背壓提高塑化效果時，如果塑化能力降低，則必須依靠提高螺桿轉(zhuǎn)速的方法進(jìn)行補(bǔ)償。因此，在可能的條件下，應(yīng)盡量使用較小的背壓。背壓和塑化能力的關(guān)系，可參考式 (4— 5)進(jìn)行分析，實際中經(jīng)常需把背壓的大小與螺桿轉(zhuǎn)速綜合考慮。圖 430， 為背壓對熔體溫度影響的實驗曲線。 具體方法： 先用較短的保壓時間成型制件，脫模后檢測制件的質(zhì)量，然后逐次延長保壓時間繼續(xù)進(jìn)行試驗，直到發(fā)現(xiàn)制件質(zhì)量達(dá)到制件的使用要求或不再隨保壓時間延長而比容增大 (或增大幅度很小 )時為止，然后就以此時的保壓時間作為最佳值選取。 (3)保壓力和保壓時間的選擇與控制 保壓力大小取決于模具對熔體的靜水壓力，并與制件的形狀、壁厚有關(guān) : ②對于厚壁制件，保壓力的選擇比較復(fù)雜，因為保壓力大，容易加強(qiáng)大分子取向，制件出現(xiàn)較為明顯的各向異性，只能根據(jù)制件使用要求靈活處理保壓力的選擇與控制問題，大致規(guī)律是保壓力與注射壓力相等時，制件的收縮率可減小，批量產(chǎn)品中的尺寸波動小，然而會使制件出現(xiàn)較大的應(yīng)力。 保壓時間與制件密度之間的關(guān)系： 在保壓階段初期，隨著保壓時間延長，制件的體積質(zhì)量迅速增大，但是當(dāng)保壓時間達(dá)到一定數(shù)值(ts)后，制件的體積質(zhì)量就會停止增長。 上兩圖的差別： ①結(jié)晶的聚乙烯從高溫到低溫變化時比體積 — 溫度曲線在 100— 150℃ 左右具有一個明顯的拐點，經(jīng)此拐點之后，比體積在 100一 150℃ 左右急劇減小 (聚苯乙烯無此現(xiàn)象 )； ②在相同的保壓力和溫度范圍下，聚乙烯的比體積變化幅度要比聚苯乙烯大得多。 (2)保壓力、保壓時間對制件密度和收縮的影響 非結(jié)晶聚合物比體積、溫度、保壓力之間關(guān)系分析： ①在較高的保壓力或較低的溫度條件下，可以使制件得到較小的比體積，即較大的密度，其中溫度的影響可認(rèn)為是塑料在低溫下體積膨脹較小的結(jié)果。曲線 3與曲線 2的情況相反，即注射時間過短，熔體不能充滿模腔，保壓時模腔壓力曲線的水平部分較低。 什么是保壓力？ 2．保壓力和保壓時間 什么是保壓時間？ 保壓力持續(xù)的時間長短叫做保壓時間。其余不要采用過快的注射速度。對于厚度和尺寸都很大的制件， vi可用 8～12cm／ s。 注射速度過大的缺點：與注射壓力過大一樣，在模腔內(nèi)引起噴射流動，導(dǎo)致制件質(zhì)量變差。 22 4DqDqv vvi ?? ? (412) 式中 D—— 螺桿的基本直徑。流動比：指熔體自噴嘴出口處開始能夠在模具中流至最遠(yuǎn)的距離與制件厚度的比值。對于高黏度塑料(如聚甲基丙烯酯甲酯、聚苯醚、聚砜等 )且其制件壁厚小、流程長、形狀復(fù)雜以及精度要求較高時，注射壓力可取140— 180MPa。 ③熔體溫度較低時，注射壓力應(yīng)適當(dāng)增大一些。 ①注射壓力不太高且澆口尺寸又較大時，熔體充模流動比較平穩(wěn)，這時因模溫比熔體溫度低，對熔體有冷卻作用，容易使熔體在澆口附近的模腔處形成堆積，料流長度會因此而減短，導(dǎo)致模腔難于充滿。 注射壓力選擇過低，注射成型過程中因其壓力損失過大而導(dǎo)致模腔壓力不足，熔體將很難充滿模腔；注射壓力選擇得過大，雖可使壓力損失相對減小，但卻可能出現(xiàn)漲模、溢料等不良現(xiàn)象，引起較大的壓力波動，生產(chǎn)操作難于穩(wěn)定控制，還容易使機(jī)器出現(xiàn)過載現(xiàn)象。 注射壓力作用： 在注射成型過程中主要用來克服熔體在整個注射成型系統(tǒng)中的流動阻力，對熔體起一定程度的壓實作用。 具體采用何種方法 ，需要根據(jù)塑料品種和制件的復(fù)雜程度確定 。 ③ 對于厚制件 ， 因充模和冷卻時間較長 ， 若模溫過低 ，易使制件內(nèi)部產(chǎn)生真空泡和較大的應(yīng)力 ， 不宜采用較低的模具溫度 。 冷卻速度分：緩冷 (θM≈θcmax)、 中速冷卻 (θM≈θg)和急冷 (θM θg)三種方式 。 提高模溫：可改善熔體在模內(nèi)的流動性 、 增強(qiáng)制件的密度和結(jié)晶度及減小充模壓力和制件中的壓力；但制件的冷卻時間 、 收縮率和脫模后的翹曲變形將延長或增大 ， 且生產(chǎn)率也會因冷卻時間延長而下降 。對空注射時，如果料流均勻、光滑、無泡、色澤均勻，則說明料溫合適；如料流毛糙、有銀絲或變色現(xiàn)象，則說明料溫不合適。 ④ 為了避免成型物料在機(jī)筒中過熱降解 ， 除應(yīng)嚴(yán)格控制機(jī)筒最高溫度之外 ， 還必須控制物料或熔體在機(jī)筒內(nèi)的停留時間 ， 這對熱敏性塑料尤為重要 。對于熱敏性塑料或相對分子質(zhì)量較低、分布又較寬的塑料，機(jī)筒