【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)晶型塑料冷卻時間較短（冷卻速率高）。冷卻時間太長不僅會降低生產(chǎn)率，而且對復(fù)雜制件會造成脫模困難，嚴(yán)重?fù)p壞制品。第三節(jié) 熱塑性材料的注射成 一、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）ABS是樹脂的剛性與橡膠的彈性相結(jié)合的一種廣泛使用的工程塑料，它不僅具有韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能，而且耐化學(xué)藥品性好、尺寸穩(wěn)定性好、表面光澤度高，且原料豐富。廣泛用于機(jī)械、電器零件、辦公用品、日用品等各個領(lǐng)域。其品種除常用的，還有阻燃級、高抗沖級、防靜電級、電鍍級等等。（一）工藝特性① ABS屬于無定型聚合物，無明顯熔點(diǎn)。ABS熔融溫度為217237℃，分解溫度270℃。②ABS熔體粘度高，流動性較差，但是流動性比PVC,PC要好，熔體粘度比PE,PS,PA要大。熔體冷卻固化速度也較快。③ABS熱穩(wěn)定不太好，注射成型結(jié)束后應(yīng)用機(jī)筒清洗劑清理料筒。由于丁二烯含有雙鍵，所以ABS耐氣候性差，尤其是紫外線可引起ABS變色。④ABS對溫度剪切速率都比較敏感，溫度提高、注射壓力提高以后，熔體表面粘度下降，流動性增加。⑤ABS為極性大分子，有吸濕傾向。成型加工前，務(wù)必進(jìn)行干燥。%以下，一般用熱風(fēng)干燥法除去水分。樹脂顆粒層厚度為1030mm時，8090℃，干燥23小時。樹脂濕度大，制品又復(fù)雜可于7080℃，干燥1824小時，才能取得良好效果。 ⑥ABS成型收縮率較低，%%之間。（二）成型設(shè)備采用螺桿式注射機(jī)：螺桿結(jié)構(gòu)特征為單頭、全螺紋、等距、壓縮突變型，螺桿端部不帶止回環(huán)。螺桿長徑比為1820：1。噴嘴選用通用型延伸式，噴嘴孔直徑45mm或68mm.注射玻璃纖維增強(qiáng)ABS時，注射機(jī)機(jī)筒、螺桿與物料接觸部件都要加耐磨層，以提高機(jī)筒、螺桿的壽命。制品質(zhì)量一般為最大注射量的50%75%。（三）產(chǎn)品造型與模具 ①產(chǎn)品厚度 ABS的流動長度與壁厚有關(guān)。但是與PE,HIPS比較，它的流動長度對壁厚依賴性是最小的，也就是說ABS壁厚對流動性的影響小。 ，其流動極限為190：1。當(dāng)熔體溫度高、注射壓力高、模溫高、充模速度快時，極限流動長度都會增大；制品厚度小，寬度增加時，極限流動長度則會下降。 ②脫模斜度 ABS制品的脫模斜度可在10左右選取，模芯部分沿脫模方向?yàn)?5’10，模腔部分沿脫模方向?yàn)?0’1020’，對形狀較復(fù)雜的制件脫模斜度還可適當(dāng)增加。 ③主流道 主流道其錐頂角為2040的截錐體。 主流道最小直徑取決于塑料制品的重量，一般可按下列數(shù)據(jù)選用： 主流道最小直徑選用表塑料制品質(zhì)量/g主流道最小直徑/mm101020204040150150300300500500100010005000 ④澆口澆口長度應(yīng)盡量短，澆口越短，則充模壓力損失小。（四）成型工藝①原材料的準(zhǔn)備 首先對材料的熔體指數(shù)進(jìn)行測定，其加工性能通過熔體指數(shù)確定。 進(jìn)行干燥處理，%。 根據(jù)需要可采用顏料浮染或者著色母料著色。色母料的加入量為1%左右。 ②成型溫度 機(jī)筒溫度/℃ 噴嘴溫度/℃ 后 中 前 柱塞式 170190 一 200230 200 螺桿式 150170 165180 180220 200 機(jī)筒溫度提高，流動性能增加，每1℃。 ③模具溫度 模溫對提高ABS制品表面的質(zhì)量、制品收縮率增大，成型周期延長。對于表面質(zhì)量要求較高的制品，模溫可控制在6070℃范圍內(nèi)，一般制品還可低一些，而復(fù)雜制品模溫也可高一些。 ④注射壓力對于簡單、厚壁制品注射壓力可在70100MPa范圍內(nèi)選擇，而復(fù)雜、薄壁、長流程、小澆口制品，注射壓力可提高到100140MPa。保壓壓力可控制在6070 MPa。 ⑤注射速度與螺桿轉(zhuǎn)速注射速度以ABS熔體流動性有一定影響，但不太大。注射速度快，充模速度快，摩擦熱提高，容易出現(xiàn)排氣不良，表面粗糙度不好，力學(xué)性能也較低。充模速度慢，制品會產(chǎn)生熔接不良，制品表面出現(xiàn)波紋。一般情況下適宜高壓低速充模。螺桿轉(zhuǎn)速通常小于70r/min?？稍?040r/min之間選擇。 ⑥成型周期 ABS成型周期見下數(shù)據(jù)總周期/s注射時間/s高壓時間/s冷卻時間/s40120530052060 ⑦制品的后處理一般制品要求不太高時可以不作熱處理。對于要求較高的制品在循環(huán)熱風(fēng)或紅外線下處理24小時，溫度70℃。然后緩慢冷卻到室溫。熱處理終點(diǎn)的判斷：視制品的內(nèi)應(yīng)力大小，可在冰醋酸中浸漬視其開裂情況而定。515s出現(xiàn)裂紋說明制品內(nèi)應(yīng)力大，25min不出現(xiàn)裂紋，制品內(nèi)應(yīng)力小，熱處理達(dá)到終點(diǎn)。二、聚苯乙烯（PS）（一） 工藝特性①聚苯乙烯屬于無定型聚合物，無明顯熔點(diǎn)，熔融溫度范圍較寬，且熱穩(wěn)定性好。熱變形溫度70100℃，粘流溫度150204℃，300℃以上出現(xiàn)分解。 ②聚苯乙烯比熱容較小，(),加熱流動和冷卻固化快。熔體粘度適中，且流動性好，易成型。③聚苯乙烯對溫度、剪切速率都比較敏感，無論是機(jī)筒溫度或者是注射壓力提高，熔體粘度都會下降，流動性能提高，④聚苯乙烯分子中含有苯環(huán)，使分子內(nèi)旋受到障礙，分子鏈運(yùn)動不易、不柔順。因此制品容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致制品開裂，在油、溶劑等介質(zhì)中使用較差。⑤聚苯乙烯成型收縮率小，%%之間。⑥聚苯乙烯為剛性分子鏈，最好不加金屬嵌件，防止出現(xiàn)應(yīng)力開列現(xiàn)象。（二） 成型設(shè)備螺桿機(jī)，直通式噴嘴或延長式噴嘴。（三） 產(chǎn)品造型與模具 ①注射制品厚度采用最多的是13mm,大型制品可達(dá)36mm。 ，其流動極限長度與制品厚度之比為200：1。 ②聚苯乙烯太脆，造型應(yīng)盡量避免尖角、缺口，防止應(yīng)力集中。制品中的尖角應(yīng)盡可能用最大半徑作圓弧，可大大減少內(nèi)應(yīng)力。 ③通常脫模斜度不小于10（%），%1%。 ④澆口形式無特殊要求，大多數(shù)形式的澆口都可以使用。 ⑤排氣孔、。 ⑥模具溫度應(yīng)盡量均勻一致，兩片模具溫差應(yīng)小于36℃。（四） 成型工藝 ①原材料的準(zhǔn)備 聚苯乙烯透明度可達(dá)88%92%，可以浮染各種鮮艷的染色，顏料多采用有機(jī)顏料，也可用色母粒著色，用量為1%2%。 聚苯乙烯注射成型的熔體指數(shù)范圍220左右，其中：熔體指數(shù) 210 主要用于通用制品，如容具、玩具、儀表盤等 1120 主要勇于高流動性制品，薄壁制品，如食品容器聚苯乙烯吸濕性很小，%%，成型前無需干燥可投入生產(chǎn)。需要干燥處理的，可在7080℃的循環(huán)熱風(fēng)中干燥12小時。 ②成型溫度 注射溫度對注射制品的力學(xué)性能影響最大，因取向隨著注射溫度的提高而減小。 收縮率與注射溫度的關(guān)系，也是隨著注射溫度的提高而減小。 聚苯乙烯注射溫度提高，沖擊強(qiáng)度大大降低，可從表416數(shù)據(jù)中看出。從有利提高制品的角度考慮，機(jī)筒溫度應(yīng)在185215℃范圍內(nèi)選擇，噴嘴溫度比機(jī)筒最高溫度低1020℃。 ③模具溫度模具溫度對制品力學(xué)性能影響較小。通常設(shè)定為3070℃。對于一般制品模具大多用機(jī)水冷卻。④注射壓力注射壓力對聚苯乙烯的力學(xué)性能影響較小。在恒定注射溫度和模具溫度下，注射壓力對聚苯乙烯的靜彎曲強(qiáng)度極限無影響。保壓時間和澆口凝封時間決定壓力傳遞時間。澆口截面積小時保壓時間對拉伸強(qiáng)度極限幾乎無影響，而澆口尺寸大對保壓時間對拉伸極限強(qiáng)度有影響。選擇注射壓力需視具體情況而定。注射壓力可在60150MPa較寬的范圍內(nèi)選取，簡單制品、厚壁制品注射壓力可低一些約在6080MPa，而薄壁、復(fù)雜、長流程、小澆口制品注射壓力約高一些，約為100120MPa。表 416 注射溫度與沖擊強(qiáng)度的關(guān)系沖擊強(qiáng)度相對子量注射溫度/℃不同分子量聚苯乙烯的沖擊強(qiáng)度/kj/m2493006670088000960001038001651751801851901952002052151814⑤注射速度注射速度提高，會使剪切應(yīng)力增大，因而大分子流動時的取向增大，同時剪切速率的提高導(dǎo)致熔體流放熱量增大。最佳充模時間為：熔體由于流動加速所產(chǎn)生的溫升與模內(nèi)的冷卻所能抵消，從而使熔體在充模過程始、末狀態(tài)相同的時間。應(yīng)該是中速充模較好。⑥成型周期成型周期見下數(shù)據(jù)注射時間冷卻時間注射、保壓時間高壓時間1045s03s1560s注射時間延長，沖擊強(qiáng)度有改善。⑦制件后處理可在空氣中或水中進(jìn)行，處理?xiàng)l件為70℃，24小時。當(dāng)制品厚度較大時熱處理溫度、時間應(yīng)相對增加。三、有機(jī)玻璃（PMMA）（一）工藝特性①PMMA屬無定型聚合物，玻璃化溫度100℃，熔融溫度高于160℃，而分解溫度高達(dá)270℃。供成型的溫度范圍較寬。②PMMA熔體粘度較高，流動性差，提高成型溫度，熔體流動長度提高，提高注射壓力，熔體流動長度亦有改善，但不如提高溫度后變化明顯。說明PMMA熔體表觀粘度對溫度的依賴性大。③PMMA具有一定的親水性，%%。成型前應(yīng)干燥。④PMMA成型收縮率小。%%之間。(二） 成型設(shè)備 柱塞機(jī)螺桿機(jī)均可采用。噴嘴多用直通式，通常直徑為57mm，制品增大噴嘴直徑可增大至10mm。（三）產(chǎn)品造型與模具 ①壁厚 壁厚不宜太薄，通常為13mm，大型制品為36mm。 ②流道、澆口 制品重，流道直徑大，流道長度短。 澆口尺寸與制品厚度存在著一定的關(guān)系： h=式 中 h澆口深度 δ制品厚度 α與物料有關(guān)的常數(shù) PE,PS PP,PC CA,PMMA,PA PVC ③脫模斜度%%，要求模芯部分的脫模斜度為35’10，模腔部分為35’1035’之間選擇，對于稍復(fù)雜的制品脫模斜度還可大一些。④模具的冷卻和粗糙度通常是機(jī)水冷卻，也可采用加熱的方式，以減少內(nèi)應(yīng)力和充分撲縮。模具表面粗糙度應(yīng)小于（Ra≯）。表面應(yīng)鍍鉻、拋光。⑤金屬嵌件PMMA最好不設(shè)金屬嵌件。如果是非加不可的，金屬嵌件周圍最小厚度數(shù)據(jù)為：金屬嵌件直徑/mm 3 6 10 12 20 25 30 50周圍物料最小厚度/mm （四） 成型工藝 ①原材料的準(zhǔn)備 注射前應(yīng)進(jìn)行熔體指數(shù)測定。 PMMA及共聚物干燥條件品種干燥條件懸浮珠粒（均聚）613模塑珠粒37373模塑珠粒干燥溫度/℃保持溫度/℃干燥時間/h保溫時間/h料層厚度/mm708024304010010580411001058041要作到隨用隨干燥，暫時不用的干燥物料用密閉容器貯存。②成型溫度一般為160260℃。熔體每1℃，這對于復(fù)雜件尤為重要 。機(jī)筒溫度高，充模容易，制品表面質(zhì)量及透明度高。但溫度太高，制品易變色，可采用對空注射法，樣條從噴嘴射出時光亮、無氣泡、透明，這時的溫度是適宜的。 機(jī)筒溫度的選擇品種指標(biāo)懸浮PMMA613塑料37373塑料機(jī)筒溫度范圍/℃160240180180③模具溫度模具溫度提高，充模速度快，可減少熔接不良現(xiàn)象，改善制品的透明性，尤其是降低制品的內(nèi)應(yīng)力。但模溫提高，制品收縮率增加。模具溫度控制在4080℃。但多數(shù)情況下是采取通水冷卻的方法來控制模具溫度。④注射壓力注射壓力對PMMA的影響不如注射溫度、模具溫度明顯。但是提高壓力有利于充模，尤其是復(fù)雜制件和厚壁制件。同時收縮率下降。PMMA注射壓力的選擇應(yīng)與注射溫度相匹配，當(dāng)注射溫度較低時，注射壓力提高，分子取向程度增加，會使流動方向與垂直方向拉伸強(qiáng)度差別加大。當(dāng)注射溫度提高，這種差別縮小。下面列出PMMA垂直于取向方向一取向方向的強(qiáng)度比值：注射溫度/℃ 垂直于取向方向與取向方向強(qiáng)度比值 250 210