【正文】 在垂直于流動方向線膨脹系數(shù)比取向方向約大 3倍。其特點是剪切速率低，壓力高，溫度逐漸下降。非結(jié)晶型聚合物的松馳時間是從加工溫度降至玻璃化溫度的時間，而對結(jié)晶型聚合物是加工溫度至熔化溫度的時間，由于熔點溫度高于玻璃化溫度，顯然非結(jié)晶型聚合物松馳時間要長于結(jié)晶型聚合物。采用大的澆口由于冷卻得慢，封閉時間延長，熔體流動時間延長增加了取向效果，尤其在澆口處的取向更為明顯，所以直澆口比點澆口更容易維持取向效 應(yīng)。 綜上所述，影響聚合物結(jié)晶與取向的因素有以下幾個方面： 1 溫度： a 熔體溫度。 c 保壓時間。如果制品在冷卻時。還有因流道，澆口出口的膨脹效應(yīng)而引起的應(yīng)力；前一種效應(yīng)引起的應(yīng)力與熔體流動方向有關(guān)，后者由于出口膨脹效應(yīng)將引起在垂直于流動方向應(yīng)力作用。 （ 2）對溫度應(yīng)力的影響 如上所述由于在充模時熔體和型壁之間溫度梯度很大，先凝固 的外層熔體要助止后凝固的內(nèi)層熔體 的收縮，結(jié)果在外層產(chǎn)生壓應(yīng)力（收縮應(yīng)力），內(nèi)層產(chǎn)生拉應(yīng)力（取向應(yīng)力）。 不管對結(jié)晶型聚合物還是非結(jié)晶型聚合物，拉 伸強度都表現(xiàn)出各向異向的特點。目前常用的控制加料的辦法是定體積加料法，其輥料量與原料的果粒經(jīng)是否均一，加料口底部有無 “架橋 ”現(xiàn)象。 4 潤滑劑超量。若澆口或流道小，薄，長，熔料的壓力在流動過程中沿程損失太大，流動受阻，容易產(chǎn)生填充不良。 （ 8）模具溫度太低。 （ 10）噴嘴溫度太低，在注射過程中，噴嘴是與模具相接觸的，由于模具溫度一般低于噴嘴溫度，且溫差較大，兩者頻繁接觸后會使噴嘴溫度下降，導(dǎo)致熔料在噴嘴處冷凍。值得注意的是若料溫太高會使熔料熱分解，影響塑件的使用性能。 （ 13）塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。當(dāng)注射壓力大于合模力使模具分型面密合不良時容易產(chǎn)生溢料飛邊。 （ 2）料溫太高。根據(jù)上述逐步檢查的結(jié)果，對于產(chǎn)生的誤差可采用機械加工的方法予以排除。同時，應(yīng)節(jié)制模具內(nèi)冷卻水的通過量，適當(dāng)提高模具溫度。 如果模具的澆注系統(tǒng)中，澆口太多或太小，多澆口定位不正確或澆口到流料熔接處的間距太大，澆注系統(tǒng)的主流道進(jìn)口部位及分流道的流道截面太小，導(dǎo)致料流阻力太大都會引起熔接不良，使塑件表面產(chǎn)生較明現(xiàn)的熔接痕。如果阻塞物清除后仍出現(xiàn)碳化點，應(yīng)在模具匯料點處增加排氣孔。又如硅油甲苯溶液可用于各種塑料，而且涂刷一次可使用很久，但其涂刷后需加熱烘干，用法比較復(fù)雜。對此，在操作過程中，應(yīng)針對不同情況，分別采取原料預(yù)干燥，定期清理模具，改變模具冷卻水道設(shè)臵，控制冷卻水的流量，提高嵌件溫度，換用較大孔徑的噴嘴，改用較大規(guī)格的注塑機等措施予以解決。但是，如果在塑件的薄弱區(qū)域設(shè)臵澆口，應(yīng)采用正方形截面。 此外，應(yīng)節(jié)制模具內(nèi)冷卻水的流量，使模具保持較高的溫度。例如，在熔體指數(shù)較小的低密度聚乙烯塑件上，其表面徑?？梢钥吹矫靼到惶娴臈l形區(qū)域，其產(chǎn)生的部位一般離澆口有一定距離，并遍布整個表面，尤其是薄壁塑件最容易產(chǎn)生這類故障，這主要是由于 熔料在充填小熔腔尚未結(jié)束前受到較大的壓力，導(dǎo)致熔體破裂，形成表面缺陷。 對于排除這類故障，在工藝操作方面，應(yīng)適當(dāng)提高模具，料筒及噴嘴溫度，降低注射時螺桿 的前進(jìn)速度。 此外，當(dāng)塑件的壁厚不均勻，熔料的冷卻速度不一致時，由于厚薄部位的收縮量不同，前者受后者的拉伸，也會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。如果塑件表面產(chǎn)生的裂紋四周發(fā)黑，即表明注射壓力太高或加料量太少，應(yīng)適當(dāng)降低注射壓 力或增加供料量。頂桿設(shè)臵在脫模阻力最大的部位，如凸出，加強筋等處。例如，采用鋅，鋁等輕金屬材料制作嵌件優(yōu)于鋼材。塑件形體結(jié)構(gòu)中的尖角及缺口處最容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致塑件表面產(chǎn)生裂紋及破裂。 此外，當(dāng)注塑料機由于生產(chǎn)需要更換原料品種時，必須把料斗上料器和干燥器中的余料清理干凈，并排清料筒中的余 料。這樣，對于金屬嵌件應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，特別是當(dāng)塑件表面 的裂紋發(fā)生在剛開機時，大部分是由于嵌件溫度太低造成的。 一般情況下，這類故障總是發(fā)生在頂桿的周圍。此外，在澆口周圍合理采用環(huán)狀 加強筋也可減少澆口處的裂紋。同時，熔料在冷模內(nèi)因溫差較大，很快由粘流態(tài)變化為玻璃態(tài)，已取向的大分子來不及恢復(fù)初始的穩(wěn)定狀態(tài)就被凍結(jié)，也使塑件表面殘余了一部分內(nèi)應(yīng)力。有時，少量冷料會沿著模腔表面移動，使表面混濁及斑紋產(chǎn)生在離澆口較遠(yuǎn)的部位。熔體注入型腔后先在模具腔壁上形成一層薄的表殼，當(dāng)這層表殼在充模過程中受到后續(xù)熔料的擠壓時，就會導(dǎo)致熔體破裂。模具的澆口應(yīng)設(shè)臵在厚壁部位或直接在壁側(cè)設(shè)臵澆口，澆口形式最好采用柄式，扇形或膜片式。還可適當(dāng)擴大澆口和流道截面積。 （ 6）其他原因。 對于各種脫模劑的選用，必須根據(jù)成型條件，塑件外 形以及原料品種等條件來確定。產(chǎn)生這類斑點的主要原因是 由于模具排氣不良，它是熔料高溫分解后形成的碳化點。因此，應(yīng)盡量采用分流 少的澆口形式并合理選擇澆口位臵，盡量避免充模速率不一致及充模料流中斷。如果說塑件的內(nèi)外表面在同一部位產(chǎn)生熔接細(xì)紋時，往往是由于料溫太低引起的熔接不良。模具缺陷是產(chǎn)生溢料飛邊的主要原因，在出現(xiàn)較多的溢料飛邊時必須認(rèn)真檢查模具，應(yīng)重新驗核分型面，使動模與定模對中，并檢查分型面是否密著貼合，型腔及模芯部分的滑動件磨損間隙是否超差。如果計算結(jié)果為合模力小于塑件投影面積與成型壓力的乘積，則表明合模 力不足或注塑定位壓力太高。提高模具溫度或選用流動性能較好的樹脂等。 對此，應(yīng)適當(dāng)提高注射速度。對此，可通過減慢注射前進(jìn)速度，適當(dāng)延長注射時間等辦法來提高注射壓力。如果為了防止熔料分解不得不采取低溫注射時，可適當(dāng)延長注射循環(huán)時間，克服欠注。此時，應(yīng)對原料進(jìn)行干燥及清除易揮發(fā)物。一模多腔時，往往因澆口和澆道平衡設(shè)計不合理導(dǎo)致塑件外觀缺陷。同時可在原料配方中增加適量助劑改善樹脂的流動性能。 第四章 成型故障及其解決方法 第一節(jié)常見故障的產(chǎn)生及排除方法 一欠注 故障分析及排除方法 1 設(shè)備選型不當(dāng)。在玻璃化溫度以下使用時，常發(fā)生不規(guī)則的變形或翹曲，還會引起制品表面 “泛白 ”，渾濁，光學(xué)性質(zhì)變壞。 c提高注射壓力或保壓壓力，會增大取向應(yīng)力， d模具溫度高可保證制品緩慢冷卻，起到解取向作用。這樣制品內(nèi)部收縮作用與硬皮層 作用方向是相反的；心部處于靜態(tài)拉伸而表層則處于靜態(tài)壓縮。 b塑化速度。 2 時間： a 聚合物加熱時間。這時熔體的實際溫度與玻璃化溫度或熔點的區(qū)間要比快速充模區(qū)間小，則應(yīng)力松馳時間也短，所以解取向作用??；另一方面慢速充模熔體的溫 度比快速充模時來得低些，解取向作用減小，而取向作用會增加。 （ 3）澆口封閉時間會影響取向效應(yīng)。因為熔體升高時粘度會降低。這一階段聚合物熔體的粘度主要是溫度和剪切速率的函數(shù)。 由于在制品中存在有一定的高彈形秋，一定溫度下已取向的分子鏈段要產(chǎn)生松馳作用：非結(jié)晶型聚合物的分子鏈要重新蜷曲，結(jié)晶率與取向度成正比。 靠近凝固層的分子鏈，一端被固定凝固層上，而另一端被鄰層的分子鏈沿著流動方向而取向。 按取向結(jié)構(gòu)單元的取向方向，可分單軸和雙軸或平面取向。 對結(jié)晶型聚合物來說，結(jié)晶和取向作用密切相關(guān)，因此結(jié)晶和剪切應(yīng)力也就發(fā)生聯(lián)系；剪切作用將通過取向和結(jié)晶兩方面的途徑來影響熔體的粘度。 壓力加大還會影響球晶的尺寸和形狀，低壓下容易生成大而完整的球晶，高壓下容易生成小而不規(guī)則的球晶。 c 中速成冷卻區(qū)，如果把冷卻模溫控制在熔體最大結(jié)晶速度溫度與玻璃化溫度之間，這時接近表層的區(qū)域最早生成結(jié)晶，由于模具溫度較高，有利于制品內(nèi)部晶核生成和球晶長大。 （ 4）溫度對粘度的影響 粘度依賴于溫度的機理是分子鏈和 “自由體積 ”與溫度之間存在著關(guān)聯(lián)。 （ 3）剪切速率對不穩(wěn)定流動的影響 剪切速率有三個流變區(qū)：低剪切速率區(qū)，在低剪切速率下被破壞的高分子鏈纏結(jié)能來得及恢復(fù)，所以表現(xiàn)出粘度不變的牛頓特性。 普遍認(rèn)為這是由聚合物的粘彈效應(yīng)所引起的膨脹效應(yīng)，粘彈效應(yīng)要影響膨脹比的大小，溫度，剪切速率和流道幾何形狀等都能影響 熔體的膨脹效應(yīng)。 第四節(jié) 一概述 注塑中把聚合物材料加熱到熔融狀態(tài)下進(jìn)行加工。為此有的在料斗中設(shè)臵有攪拌器，或者采用定量的加料調(diào)節(jié)裝臵，對進(jìn)料量調(diào)節(jié)和控制，保證連續(xù)，均勻地加料。 二 相容性 相容性是指兩種不同品級的聚合物在熔融狀態(tài)下能否相互混溶的一種性質(zhì)。物料從料斗進(jìn)入螺桿之后在螺桿旋轉(zhuǎn)下，使物料沿螺槽向前輸送顆粒料首先被壓成固體塞，在輸送過程中塑料固體塞和料筒及螺桿 產(chǎn)生相對運動，各面承受著磨擦力的作用。 實驗證明：剪切應(yīng)力 .剪切速率越高，分子量降解速度越快，斷裂的鏈越短；當(dāng)提高加熱溫度或增塑劑含量時，力的降解作用會減小。 聚合物是否容易發(fā)生降解，依其分子內(nèi)部和分子外部結(jié)構(gòu)有關(guān)；是否有分解的雜質(zhì)有關(guān)；能引起高聚物降解的雜質(zhì)，一般都是熱降解 的崔化劑，如： PVC 分解的產(chǎn)物是氯化氫， POM分解產(chǎn)物是甲醛，它們有著加劇高聚物降解的作用。當(dāng)聚合物達(dá)到燃點時就會燃燒，燃燒體系的溫度是否會上升，產(chǎn)生的燃燒熱是否和體系進(jìn)行對流，都與熱分解溫度，比熱容以及導(dǎo)熱系數(shù)等物理性能有密切關(guān)系。 對 高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度范圍都是變相點。當(dāng)溫度降低時分子鏈動能減少，自由空間減少，當(dāng)溫度升高時，分子鏈段動能增加，自由空間也增加：當(dāng)溫度達(dá)到玻璃化時，急劇產(chǎn)生內(nèi)聚力，聚 合物膨脹，鏈段開始旋轉(zhuǎn)，鏈段擁有的能量足以使鏈段活動起來所以自由空間的體積突然增加。 二 聚合物的熱物理性能 1玻璃化溫度 聚合物的玻璃化溫度是指線型非結(jié)晶型聚合物由玻璃態(tài)向高彈態(tài)或者由后者向前者的較變溫度。 在注塑過程中，聚合物經(jīng)歷著冷卻 —加熱 —冷卻反復(fù)的熱過程溫度，梯度和聚合物形態(tài)的變化都很大，所以密度也在不斷地發(fā)生變化，這對注塑制品質(zhì)量起著重要的影響。 5導(dǎo)熱系數(shù) 導(dǎo)熱系數(shù)反映了材料傳播熱量的速度。 不同高聚物的比熱容是不同的，結(jié)晶型比非對面型要高。高分子物料加工的工藝性能，分子鏈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分子量大小及其分布，而且還取決高分子的外部結(jié)構(gòu)。 聚砜（ PSF），雙酚 A 聚砜屬線性熱塑性聚合物，雖然有正規(guī)結(jié)構(gòu)，但仍然是無定型結(jié)構(gòu)形態(tài)。 （ 7）氟塑料 . 氟塑料品種有：聚四乙烯（ PTFE），聚四乙烯與六氟丙烯酸共聚物（ FEP），三氟乙烯（ PCTFE），聚 偏氟乙烯（ PVDF）聚氟乙烯（ PVF）等。 （ 6）線性聚脂類 .在聚合物鏈節(jié)中含有脂鏈或醚鏈，而無支鏈和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的樹脂統(tǒng)稱為線性聚脂或線性聚醚。近年來為改善其脆性和耐熱溫度低的缺點，采用與橡膠等共混和接枝的方法發(fā)展一系列改性品種。這一可逆過程，可以反復(fù)多次。 樹脂都屬高聚物，這些高聚物有獨特的分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)與分子外部結(jié)構(gòu)。 測試表明：注塑的殘余應(yīng)力與應(yīng)變對制品質(zhì)量有著重要影響，一般注塑制品有三種殘余應(yīng)變形式； A伴隨熱應(yīng)力而產(chǎn)生的應(yīng)變， B與分子凍結(jié)取向相關(guān)的殘余應(yīng)變， C 形體應(yīng)變，對一般塑料而言注射壓力的增加會增加制品中的殘余應(yīng)力，而對 ABS不十分明顯。 注塑時，首先遇到的是注塑的可成型性，這是衡量塑料能否快速和容易地成型出合乎質(zhì)量要求的 品。 綜上所述，如何能把這些理論應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中去，改善工藝過程中的控制以減少材料，勞動量，達(dá)到縮短周期和減少廢品的目的。所以塑料也有無定型和結(jié)晶型之分。 （ 2）氯乙烯（ PVC）注塑用聚氯乙烯是懸