【正文】 最終導(dǎo)致成型缺陷 。 模溫直接影響熔體的充模流動(dòng)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(shí)間和提高生產(chǎn)率 ， 但溫度過低 ， 熔體在模內(nèi)的流動(dòng)性能會(huì)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(dòng)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(shí)間 。 注射壓力，與注射速度相輔相成，對(duì)塑料熔體的流動(dòng)和充模具有決定性作用；保壓力，和保壓時(shí)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(dòng)壓損失，消耗在噴嘴、流道、澆口和模腔對(duì)熔體的流動(dòng)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(zhǎng)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(zhǎng)度，還可能使制件的熔接痕強(qiáng)度提高、收縮率減小。 ①對(duì)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(duì)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(shí)，注射壓力可取 70～ 100MPa。 注射速度的表示方法： 注射時(shí)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(shí)際設(shè)計(jì)的模具流動(dòng)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(shí)，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(shí)制件表層冷卻快，對(duì)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(zhǎng)、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(shí)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(shí)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(duì)結(jié)晶聚合物的比體積或密度之影響比對(duì)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(huì)迅速減小。 保壓時(shí)間對(duì)制件成型收縮率的影響： 保壓時(shí)間長(zhǎng)收縮率小。 保壓時(shí)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(duì)注射成型的影響主要體現(xiàn)在螺桿對(duì)物料的塑化效果及塑化能力方面，故有時(shí)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(yàn)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(shí)剪切摩擦熱過大引起熱降解，背壓應(yīng)盡量取小值；對(duì)于高黏度塑料 (如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等 )，若背壓大時(shí)，為了保證塑化能力，常會(huì)使螺桿傳動(dòng)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(shí)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(duì)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(huì)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(shí)間 注射時(shí)間：指注射活塞在注射油缸內(nèi)開始向前運(yùn)動(dòng)至保壓補(bǔ)縮結(jié)束 (活塞后退 )為止所經(jīng)歷的全部時(shí)間。 261 bhqGV?? ?（ 417） 2．閉模冷卻時(shí)間 閉模冷卻時(shí)間：指注射結(jié)束到開啟模具這一階段所經(jīng)歷的時(shí)間。 為了縮短冷卻時(shí)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(shí)具有一定剛度可以避免制件翹曲變形時(shí)，便可開啟模具取出制件，使制件在模外自動(dòng)冷卻，或浸浴在熱水中逐漸冷卻。用于注塑的聚苯乙烯相對(duì)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(dòng)不會(huì)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(shí)常發(fā)生后收縮現(xiàn)象，其原因是聚丙烯在這段時(shí)間內(nèi)仍在結(jié)晶。對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求較高的制件，應(yīng)進(jìn)行熱處理。 特點(diǎn)：結(jié)晶性塑料，有明顯的熔點(diǎn)，熔點(diǎn)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(dòng)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(fèi)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(shí)，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(guó)獨(dú)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(shí)呈碟狀液晶結(jié)構(gòu)，緩冷時(shí)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(shí)，料筒溫度可提高到280— 300℃ ；生產(chǎn)厚壁制件時(shí)，為了防止熔料在料筒內(nèi)停留時(shí)間過長(zhǎng)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(diǎn)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(shí)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(yàn)，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(yàn)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(shí)間的原則： 制件脫模時(shí)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(shí)間大致為 5～ 130 s，特厚制件可長(zhǎng)達(dá)10— 15min，其中主要花費(fèi)在保壓方面，流動(dòng)充模時(shí)間所占比例很小，如普通制件的流動(dòng)充模時(shí)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(shí)，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(shí)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(duì)熔體溫度影響的實(shí)驗(yàn)曲線。 具體方法： 先用較短的保壓時(shí)間成型制件，脫模后檢測(cè)制件的質(zhì)量，然后逐次延長(zhǎng)保壓時(shí)間繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，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(shí)間延長(zhǎng)而比容增大 (或增大幅度很小 )時(shí)為止，然后就以此時(shí)的保壓時(shí)間作為最佳值選取。 (3)保壓力和保壓時(shí)間的選擇與控制 保壓力大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，并與制件的形狀、壁厚有關(guān) : ②對(duì)于厚壁制件，保壓力的選擇比較復(fù)雜，因?yàn)楸毫Υ螅菀准訌?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(shí)，制件的收縮率可減小，批量產(chǎn)品中的尺寸波動(dòng)小，然而會(huì)使制件出現(xiàn)較大的應(yīng)力。 保壓時(shí)間與制件密度之間的關(guān)系： 在保壓階段初期，隨著保壓時(shí)間延長(zhǎng)，制件的體積質(zhì)量迅速增大，但是當(dāng)保壓時(shí)間達(dá)到一定數(shù)值(ts)后，制件的體積質(zhì)量就會(huì)停止增長(zhǎng)。 上兩圖的差別： ①結(jié)晶的聚乙烯從高溫到低溫變化時(shí)比體積 — 溫度曲線在 100— 150℃ 左右具有一個(gè)明顯的拐點(diǎn)，經(jīng)此拐點(diǎn)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(shí)間對(duì)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(shí)間過短，熔體不能充滿模腔，保壓時(shí)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(shí)間 什么是保壓時(shí)間？ 保壓力持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短叫做保壓時(shí)間。其余不要采用過快的注射速度。對(duì)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(diǎn)：與注射壓力過大一樣，在模腔內(nèi)引起噴射流動(dòng)，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(dòng)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(duì)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(zhǎng)、形狀復(fù)雜以及精度要求較高時(shí)，注射壓力可取140— 180MPa。 ③熔體溫度較低時(shí)，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(shí)，熔體充模流動(dòng)比較平穩(wěn)，這時(shí)因模溫比熔體溫度低，對(duì)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(zhǎng)度會(huì)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(duì)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(dòng)，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(gè)注射成型系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力，對(duì)熔體起一定程度的壓實(shí)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(duì)于厚制件 ， 因充模和冷卻時(shí)間較長(zhǎng) ， 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(dòng)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(shí)間 、 收縮率和脫模后的翹曲變形將延長(zhǎng)或增大 ， 且生產(chǎn)率也會(huì)因冷卻時(shí)間延長(zhǎng)而下降 。對(duì)空注射時(shí)，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(shí)間 ， 這對(duì)熱敏性塑料尤為重要 。對(duì)于熱敏性塑料或相對(duì)分子質(zhì)量較低、分布又較寬的塑料，機(jī)筒