【正文】 塑料的流動(dòng)性： 比較塑料成型加工難易的一項(xiàng)指標(biāo)，與黏度一樣，依賴(lài)于成型條件、聚合物的性質(zhì)。 成型收縮的大?。嚎捎盟芰现萍膶?shí)際收縮率 S實(shí) 表示，即 （ 41） 式中 a—— 成型溫度時(shí)制件尺寸； b—— 常溫時(shí)制件的尺寸 成型溫度時(shí)的制件尺寸無(wú)法測(cè)量，故常采用常溫時(shí)的型腔尺寸取代，有 (42) 式中 c—— 常溫時(shí)型腔尺寸； S計(jì) —— 塑料制件的計(jì)算收縮率。 %100??? b baS 實(shí)%100??? b bcS 計(jì) 收縮率選擇的原則： ①收縮率范圍較小的塑料品種，可按收縮率的范圍取中間值，此值稱(chēng)平均縮率。 衡量塑料流動(dòng)性的指標(biāo)： 聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線長(zhǎng)度、表觀黏度以及流動(dòng)比 (流程長(zhǎng)度 /制品壁厚 )。成型時(shí)還可通過(guò)控制溫度、模溫、注射壓力及注射速率等因素來(lái)調(diào)節(jié)注射成型過(guò)程以滿(mǎn)足對(duì)制件質(zhì)量的要求。脫模后制品內(nèi)未結(jié)晶的分子有繼續(xù)結(jié)晶的傾向，易使制品變形和翹曲。 熱性能指標(biāo)：塑料的比熱容、熱導(dǎo)率、熱變形溫度等。 推出機(jī)構(gòu)類(lèi)型：機(jī)械式和液壓式推出。這是注射機(jī)最普通、最主要的形式。同時(shí)塑料熔體分流后，在分流梭表面 流速增加，剪切速率加大，剪切發(fā)熱使料溫升高、黏度下降，塑料得到進(jìn)一步混合和塑化。 ①?lài)?guó)際上趨于用注射容量／鎖模力來(lái)表示注射機(jī)的主要特征。如果檢測(cè)中出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)解決。 有機(jī)顏料：著色特性介于染料和無(wú)機(jī)顏料之間，對(duì)熱、光和化學(xué)藥品的穩(wěn)定性一般不及無(wú)機(jī)顏料，但所著色制件色彩較鮮艷，用這種顏料的低濃度著色可得到彩色的半透明制件。⑤采用料斗干燥新工藝 (圖 48)，使干燥設(shè)備與注射機(jī)相連，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，可防止吸濕性塑料再次吸濕。 ③兩種物料成型溫度相差不大時(shí)，不必變更溫度，先用回頭料，后和欲換料對(duì)空注射可。 4．選擇脫模劑 目的：使成后的制件容易從模內(nèi)脫出。 (2)計(jì)量 計(jì)量：指能夠保證注射機(jī)通過(guò)柱塞或螺桿，將塑化好的熔體定溫、定壓、定量地輸出 (即注射出 )機(jī)筒所進(jìn)行的準(zhǔn)備動(dòng)作，這些動(dòng)作均需注射機(jī)控制柱塞或螺桿在塑化過(guò)程中完成。而柱塞式注射機(jī)塑化物料時(shí)，既不能產(chǎn)生攪拌和剪切的混合作用，又受機(jī)筒溫度波動(dòng)的影響，故熔體的組分、黏度和溫度分布的均化程度都比較低，其塑化效果既不如動(dòng)力熔融。 影響螺桿式注射機(jī)塑化效果和塑化能力的主要因素除了成型物料本身的特性之外，還與機(jī)筒結(jié)構(gòu)、筒的加熱溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿行程 (或計(jì)量段長(zhǎng)度 )、螺桿幾何參數(shù)以及熔體對(duì)螺桿產(chǎn)生的背壓等因素有關(guān)。 t0， 柱塞或螺桿開(kāi)始注射熔體的時(shí)刻；t1， 熔體開(kāi)始流入模腔的時(shí)刻； t2， 熔體充滿(mǎn)模腔的時(shí)刻 。反之，過(guò)大的注射壓力引起很高的剪切速率時(shí)，熔體內(nèi)的剪切摩擦熱也隨之增大，很可能引起熱分解或熱降解。注射成型時(shí)不希望充模期發(fā)生高速?lài)娚淞鲃?dòng)，而希望獲得中速或低速的擴(kuò)展流動(dòng)，為此，需通過(guò)分析充模期的流動(dòng)取向，了解注射壓力對(duì)于熔體充模特性的影響。 保壓 ， 指注射壓力對(duì)模腔內(nèi)的熔體繼續(xù)進(jìn)行壓實(shí)的過(guò)程；補(bǔ)縮 ， 指保壓過(guò)程中 ， 注射機(jī)對(duì)模腔內(nèi)逐漸開(kāi)始冷卻的熔體因成型收縮而出現(xiàn)的空隙進(jìn)行補(bǔ)料動(dòng)作 。整個(gè)倒流過(guò)程將從注射壓力撤出開(kāi)始 ， 至澆口處熔體凍結(jié)（ 簡(jiǎn)稱(chēng)澆口凍結(jié) ） 時(shí)為止 ， 圖 4— 11,t3～ t4。 (1) 冷卻定型時(shí)的模腔壓力 與保壓時(shí)間有很大關(guān)系 ，圖 4— 16， 溫度 — 壓力曲線 。對(duì)于確定的聚合物 ， 比體積 (或密度 )一定時(shí) ， 溫度和壓力呈直線關(guān)系 。假設(shè)熔體密實(shí)， h增長(zhǎng)很慢，固化層內(nèi)溫度呈直線變化，熱傳導(dǎo)限定在固化層范圍內(nèi)，則溫度分布曲線用下式表達(dá) (3)熔體在模腔內(nèi)的冷卻情況 yhMsM???? ???(46) 若再設(shè)熔體在固化過(guò)程中的面密度變化速度為 Vc， 則有平衡方程 ? ?Msssmc hyqV ????? ?????????????式中 qm—— 熔融潛熱； λs—— 固化層的導(dǎo)熱系數(shù)。否則制件脫模后內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致使用過(guò)程中發(fā)生形狀尺寸變化或產(chǎn)生其他缺陷。 利用退火時(shí)的熱量 ， 加速塑料中大分子松弛 ， 消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力 。 一、溫度 注射成型溫度主要指料溫和模溫。 對(duì)于含水量偏高的物料 ， 也可使機(jī)筒后段溫度偏高一些；對(duì)于螺桿式機(jī)筒 ， 為了防止熱降解 ， 可使機(jī)筒前段溫度略低于中段 。 ⑤ 為了避免流涎現(xiàn)象 ， 噴嘴溫度可略低于機(jī)筒最高溫度 ， 但不能太低 ， 否則會(huì)使熔體發(fā)生早凝 ， 其結(jié)果不是堵塞噴嘴孔 ， 便是將冷料帶人模腔 ， 最終導(dǎo)致成型缺陷 。 降低模溫：能縮短冷卻時(shí)間和提高生產(chǎn)率 ， 但溫度過(guò)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 。 a、 把模溫取得盡可能低 ， 以加快冷卻速度縮短冷卻時(shí)間 。 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。 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。 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。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。如生產(chǎn)批量較大，需要縮短成型周期，調(diào)整過(guò)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(guò)快而變差。 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。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。 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。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 。 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(guò)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(guò)載，也不宜使用較大的背壓。 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。 1．注射時(shí)間 注射時(shí)間：指注射活塞在注射油缸內(nèi)開(kāi)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。 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(kāi)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。 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。一 2186。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 )。 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。 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。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。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?；谕焕碛桑萍阅軕?yīng)與模具溫度存有密切關(guān)系。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℃ 。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(kāi)裂。 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(lái)確定成型周期，表 4— 15。 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。 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。因此，在可能的條件下，應(yīng)盡量使用較小的背壓。圖 430， 為背壓對(duì)熔體溫度影響的實(shí)驗(yàn)曲線。 (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?，容易加?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(wèn)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。 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(wú)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。曲線 3與曲線 2的情況相反，即注射時(shí)間過(guò)短，熔體不能充滿(mǎn)模腔，保壓時(shí)模腔壓力曲線的水平部分較低。其余不要采用過(guò)快的注射速度。 注射速度過(guò)大的缺點(diǎn)：與注射壓力過(guò)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。流動(dòng)比：指熔體自噴嘴出口處開(kāi)始能夠在模具中流至最遠(yuǎn)的距離與制件厚度的比值。 ③熔體溫度較低時(shí)，注射壓力應(yīng)適當(dāng)增大一些。 注射壓力選擇過(guò)低，注射成型過(guò)程中因其壓力損失過(guò)大而導(dǎo)致模腔壓力不足，熔體將很難充滿(mǎn)模腔；注射壓力選擇得過(guò)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(guò)載現(xiàn)象。 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 。 冷卻速度分：緩冷 (θM≈θcmax)、 中速冷卻 (θM≈θg)和急冷 (θM θg)三種方式 。對(duì)空注射時(shí)，如果料流均勻、光滑、無(wú)泡、色澤均勻，則說(shuō)明料溫合適；如料流毛糙、有銀絲或變色現(xiàn)象，則說(shuō)明料溫不合適。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)筒溫度應(yīng)選較低值，即只要稍高于 θf(wàn)(θm)即可，以免發(fā)生熱降解。 1．料溫 料溫：指塑化物料的溫度和從噴嘴注射出的熔體溫度，前者稱(chēng)為塑化溫度，而后者稱(chēng)為注射溫度。 退火溫度： 制件使用溫度以上 10～ 20℃ 至熱變形溫度以下10～ 20℃ 間選擇和控制。 ∴生產(chǎn)中應(yīng)盡量調(diào)整好保壓時(shí)間，使脫模時(shí)的殘余應(yīng)力接近或等于零，以保證制件具有良好質(zhì)量。 csc dtdhV ?? 將式 (4— 8)代人式 (4— 7)得 ? ?Msmssc qdtdhh ???? ??（ 49） (47) 利用初始條件 tc