【正文】 塑料成型的工藝特性 塑料的注塑成型 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 塑料及其應(yīng)用 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力條件下具有流動性，可以被模塑成型為一定的幾何形狀和尺寸，并在成型固化后保持其既得形狀不發(fā)生變化。例如，一般鋼材的拉伸比強(qiáng)度約 160MPa，而用玻璃纖維增強(qiáng)的塑料拉伸比強(qiáng)度可高達(dá) 170～ 400MPa。 一般來講 ， 塑料的柔韌性要比金屬大得多 ， 所以當(dāng)其遭到頻繁的機(jī)械沖擊和振動時(shí) ， 內(nèi)部將產(chǎn)生粘性內(nèi)耗 ， 這種內(nèi)耗可以把塑料從外部吸收進(jìn)來的機(jī)械能量轉(zhuǎn)換成內(nèi)部熱能 ， 從而也就起到了吸振和減振的作用 。 因此 ，在目前的塑料成型加工行業(yè)中 ， 塑料制品的精度 （ 即公差等級 ） 有其自己單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn) ， 一般都不套用金屬制品的精度 。 增塑劑加入聚合物后 ，還能提高塑料的伸長率 、 抗沖擊性能以及耐寒性能 ， 但其硬度 、 強(qiáng)度和彈性模量卻有所下降 。 根據(jù)發(fā)揮作用的不同可分為熱穩(wěn)定劑 、 抗氧化劑和光穩(wěn)定劑 。 可以促使制品加速硬化 。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 10 其他助劑 （ 1） 阻燃劑：添加在聚合物中可以阻止或延緩 塑料燃燒的物質(zhì) 。復(fù)雜組分的塑料，則由多種組分所組成，除樹脂外，還加入填充劑、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、促進(jìn)劑等，這一類塑料主要有聚氯乙烯 (PVC)、酚醛塑料 (PF)等。 這類塑料的成型工藝 比較麻煩 ， 不利于連續(xù)生產(chǎn)和提高生產(chǎn)率 ， 而且不能反復(fù)利用 。 一般把產(chǎn)量大的工程塑料稱為 “ 通用工程塑料 ” ， 如尼龍 、 聚碳酸酯 、聚甲醛 、 改性聚苯醚 、 聚苯并噻唑 (PBT)及其改性產(chǎn)品等 ， 通常所說的工程塑料一般指這一部分 。 塑料的流動性差 ， 就不容易充滿型腔 ， 易產(chǎn)生缺料或熔接痕等缺陷 ， 因此需要較大的成型壓力才能成型 。 如果兩種塑料不相容 ， 則混熔后塑件會出現(xiàn)分層 、脫皮等表面缺陷 。 因此 ， 在成型前必須進(jìn)行干燥處理 ， 必要時(shí)還應(yīng)在注塑機(jī)料斗內(nèi)設(shè)置紅外線加熱裝置 ， 以免干燥后的塑料進(jìn)入機(jī)筒前在料斗中再次吸濕或粘水 。 塑料中樹脂和填料的種類及含量 ， 也將直接影響收縮率的大小 。 數(shù)值大 ，則表明流動性好 。 模具成型表面光滑 ， 型腔形狀簡單 ， 采用不溢式壓縮模等有利于改善流動性；采用壓錠及預(yù)熱和提高成型壓力 ， 在低于塑料硬化溫度的條件下提高成型溫度等都能提高塑料的流動性 。 此外 ， 硬化速度還應(yīng)適合成型方法的要求 。 但是 ， 塑料中水分及揮發(fā)物的含量不足 ， 也會導(dǎo)致流動性不良 ， 成型困難 ， 同時(shí)也不利于壓錠 。 注塑成型法的優(yōu)點(diǎn)主要是可以制造各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜 、 尺寸精密或者帶有金屬嵌件的成型制件；對各種塑料的成型適應(yīng)性強(qiáng)；成型周期短 ，可多腔成型 ， 生產(chǎn)效率高 ， 易于實(shí)現(xiàn)自動化或半自動化連續(xù)生產(chǎn)等 。其成型條件如表 13所示。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 對于單純是吸濕的塑料 ， 如 SAN、 PMMA、ABS、 PVC等可用熱風(fēng)干燥器或者料斗干燥器在75～ 85℃ 時(shí)進(jìn)行干燥；對于吸水率高的聚酰胺(尼龍 )要采用真空烘箱干燥；聚碳酸酯吸水率雖然較小 ， 但只要有少許水分就會造成水解 ，水解后分子量下降 ， 使成型制件變得很脆 ， 因此應(yīng)在溫度 120℃ 時(shí)干燥 10小時(shí)以上 。 曾經(jīng)發(fā)生過由于聚甲醛分解而從噴嘴飛濺出來的現(xiàn)象 ， 所以不能采用逆止環(huán)與瓣膜式噴嘴并用的方式成型 。 但是對于熔料粘度較高的應(yīng)該采用高模溫注塑成型 ， 例如聚碳酸酯 、 聚苯醚 、 聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PETP)等 ， 由于流動性差 ，所以需要模具升溫到 80～ 130℃ 。 結(jié)晶性塑料與非結(jié)晶性塑料的注塑成型工藝條件是有區(qū)別的 。 這種流動狀態(tài)下的聚合物分子順著流動方向作平行的排列 ， 把這種排列稱為定向作用 。 由于結(jié)晶性塑料的特點(diǎn)是分子的定向排列，而影響分子定向排列的因索是多方面的，是復(fù)雜的，甚至有些是互相牽制的。 由于分子的定向作用 ， 顯然在分子順著流動方向上的機(jī)械強(qiáng)度總是大于其垂直方向上的機(jī)械強(qiáng)度 ， 即直向大于橫向上的 ， 加之收縮率也是直向大于橫向上的 ， 這兩種因素迭加起來 ， 就容易造成制件的翹曲或開裂 。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 (2)注塑后冷凝硬化時(shí)，同樣需要散發(fā)出較多的熱量 (參照表 l7)，因此，為使模具完全冷卻，一般需要較長的冷卻時(shí)間。模具溫度高冷卻速率小，結(jié)晶速率變大，有利于分子的松弛過程，分子取向效應(yīng)小。清洗注塑聚碳酸酯的螺桿應(yīng)在末涼之前進(jìn)行，否則硬料粘在螺桿上就難以清除了。如聚氯乙烯、聚甲醛、乙烯 — 醋酸乙烯共聚物都是熱敏性物料。 各種塑料的干燥方法，應(yīng)根據(jù)塑料性能和具體條件進(jìn)行選擇 (注塑成型塑料的吸水率如表 16所示 )。 這四種塑料目前約占全部注塑成型塑料的 80％ 以上 ， 其中前三種約占 70％ 。 ， 在烘箱中于 103～105℃ 干燥 30min后 ， 測其實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量差 。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 塑料中水分及揮發(fā)物的含量 ， 對塑件的物理 、 力學(xué)和介電性能都有很大的影響 。 但是 ， 比容太小 ， 則影響塑料的松散性 ， 以容積法裝料時(shí)造成塑件重量不準(zhǔn)確 。第三級的拉西格流動值為 151～ 180mm， 可用于壓制結(jié)構(gòu)復(fù)雜 、 型腔很深 、 嵌件較多的薄壁塑件或用于壓注成型 。 凡能使塑件密實(shí) 、 在成型前使低分子揮發(fā)物溢出的工藝因素 ， 都能使塑件收縮率減少 ， 如成型前對酚醛塑料的預(yù)熱 、 加壓等 。為防止熱敏性塑料在成型過程中出現(xiàn)熱分解、熱降解現(xiàn)象，應(yīng)采取相應(yīng)的措施。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校：楊占堯 4 吸濕性 吸濕性是指塑料對水分的親疏程度 。對于熱塑性塑料，常用熔融指數(shù)和螺旋線長度來表示其流動性。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 熱塑性塑料的工藝特性 1 收縮率 %100%100??????bbcSbbaSjs河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校：楊占堯 影響塑件成型收縮的因素主要有： (1) 塑料品種 (2) 塑件結(jié)構(gòu) (3) 模具結(jié)構(gòu) (4) 成型工藝條件 由于影響塑料收縮率變化的因素很多，而且相當(dāng)復(fù)雜，所以收縮率是在一定范圍內(nèi)變化的。工程塑料 ， 一般指機(jī)械強(qiáng)度高 ， 可代替金屬而用作工程材料的塑料 ， 如制作機(jī)械零件 、 電子儀器儀表 、 設(shè)備結(jié)構(gòu)件等 。而網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的合成樹脂 ， 加熱初期具有一定的可塑性 ， 軟化后可制成各種形狀的制品 ， 但是過一段時(shí)間 ， 隨著網(wǎng)狀交聯(lián)的逐漸形成 ， 便會固化而失去塑性 ， 冷卻后再加熱也不會再軟化 ，再受高熱即被分解破壞 ， 這種特性的樹脂或塑料叫做熱固性樹脂或稱熱固性塑料 。 （ 5）開口劑：添加在聚合物中防止