【文章內(nèi)容簡介】 更有利于熔體的快速充模。 如果增大澆口截面積會導(dǎo)致流體通過時的剪切速率減小，致使流體表觀粘度增大。 大多數(shù)情況下，減小澆口的截面積，剪切速率因流速的提高而增大，同時高剪切速率下產(chǎn)生的摩擦熱會使熔體溫度明顯提高，這二者都使通過澆口的熔體粘度下降，而粘度下降又將會導(dǎo)致熔體的體積流率增大。塑料熔體大多具有假塑性流體的流變特性，其表觀粘度與剪切速率之間存在 η a=Kγ n1 (n＜ 1)的關(guān)系。熔體在模腔內(nèi)的流動v熔體的充模過程 是從聚合物進(jìn)入模腔開始到模腔被充滿時為止。v熔體充模的流動應(yīng)為層流流動， 充模時熔體前緣變化的各階段， l開始階段 2過渡階段 3主階段v起始階段，熔體流前緣呈圓弧形；v過渡階段，前緣從圓弧形逐漸過渡到直線形；v主階段，熔體主流，前緣呈直線移動，直至充滿模腔。沿圓周方向的充模流動 如果對于澆口位于制品中心且軸線垂直于圓片制品的模腔進(jìn)行充模時，熔體料流則以澆口為中心，用差不多相同的速度向周圍方向鋪展流動充模。 充填圓片狀模腔時熔體前緣前后相繼出現(xiàn)的位置 熔體遇到障礙物時的充模流動：167。流動方向一般分為兩股，繞過障礙物再匯合在一起，在匯合處常有熔接縫形成，167。熔體流過不同斷面形狀障礙物時，速度變化與流動情況不同。167。較好的斷面形狀是圓柱形，繞過圓柱形障礙的熔體質(zhì)點(diǎn)其運(yùn)動速度是逐漸升高和下降的，而且升降幅度最小 。形成一個無熔體存在的封閉三角區(qū)。塑料熔體圍繞不同形狀的障礙物流動時速度 V的變化 a）矩形 b）圓柱形 c）菱形熔體在模腔內(nèi)的流動類型 q流速過小：延長充模時間，降溫引起熔體粘度提高，流動性下降充模不全，出現(xiàn)分層和結(jié)合不好的熔接痕。q快速充模： 湍流流動易將空氣帶入成型物內(nèi)模內(nèi)空氣難于排出 制品存在較大的內(nèi)應(yīng)力。q慢速充模： 層流流動可避免以上的缺陷熔體流動的運(yùn)動機(jī)理 252。熔體在模腔內(nèi)的運(yùn)動，主要是料流中心高速運(yùn)動的熔體不斷追上并突破前緣膜，進(jìn)而轉(zhuǎn)向模壁，被迅速冷卻。252。這種進(jìn)程交替進(jìn)行著，252。充模時的這種流動方式容易使制品表面出現(xiàn)波紋。q注射制品表面有時出現(xiàn)小波紋的原因：q根據(jù)熔體流動的運(yùn)動機(jī)理，只有當(dāng)熔體的冷卻速率很高，而注射壓力、注射速度和模具溫度偏低時，才容易在制品表面上留下這種波紋。q只要適當(dāng)調(diào)節(jié)注射成型工藝，使這種波紋在冷卻定型之前被隨后到來的熔體所傳遞的壓力 “ 熨平 ” ，就不會在制品表面出現(xiàn)了。q較高的注射壓力、注射速度、模具溫度，有利于獲得光潔平整表面的制品。保壓過程及分析?熔體充滿模腔時，模內(nèi)壓力還較低，圖中 tβ 點(diǎn)的壓力值，?為達(dá)到制品質(zhì)量要求，柱塞或螺桿將繼續(xù)前進(jìn)，再注入一些熔體。使已充滿的模腔壓力迅速上升，達(dá)到了最大值，?圖中的 t2～ t3。在這期間柱塞或螺桿將慢慢地對模腔內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)料，使由于體積收縮而出現(xiàn)的空間能得以繼續(xù)充滿，?熔體的這種流動稱保壓流動。這一過程就是保壓過程。它持續(xù)到澆口凝封為止。167。當(dāng)注射成型薄壁或澆口很小的制品時，由于澆口或模腔澆道很快凝封則保壓過程不很明顯。167。對于成型厚壁且澆口較大制品時，必須有保壓過程進(jìn)行補(bǔ)料，才能獲得形狀完整而密實(shí)的制品。167。保壓的作用：167。熔體緊密貼合模腔壁，精確取得模腔型樣，167。完成不同時間、不同流向熔體的相互融合，167。使成型腔內(nèi)熔物密度增加，167。補(bǔ)充因冷卻而引起的體積收縮。影響保壓效果的因素：v澆口處的壓力 —— 決定模腔所能達(dá)到的最大壓力。v充模結(jié)束時熔體的流動性 —— 決定壓力向遠(yuǎn)離澆口處傳遞的難易。v可見： P注射 ↑ 、噴嘴及澆道處阻力 ↓ ，有利于 P澆口 ↑ ；vT熔體 ↑ T 模具 ↑ V 注射 ↑ δ 模腔 ↑ 有利于改善模腔內(nèi)的壓力傳遞。 v一是模腔充滿后，料筒前端仍有一定量的熔體，v二是從料筒到模腔的通道允許熔體通過（即澆道系統(tǒng)尚未凝封）。v影響保壓補(bǔ)料效果的主要因素是模腔內(nèi)壓力（稱保壓壓力或二次注射壓力）和保壓時間。 實(shí)現(xiàn)保壓補(bǔ)料的必要條件是：n 保壓時間 對保壓補(bǔ)料效果、凝封壓力和冷卻定型有較明顯的影響。n用柱塞式注射機(jī)和較大澆口模具成型 PS匣形制品，加工溫度為 254℃ ，注射壓力 112MPa，在其它條件不變下，改變保壓時間所得制品的質(zhì)量、收縮率、凝封壓力和模腔壓力為零時的時間數(shù)據(jù)如下表所示。167。如果在保壓期內(nèi)補(bǔ)料過量，那么當(dāng)澆口凝封時，模腔中的殘余壓力就比較大，以致使脫模困難。167。此外，制品中的取向程度也隨保壓時間延長而提高。保壓時間對模腔壓力的影響注射溫度 254℃ ；注射壓力 MPa；保壓時間 D1～ D5分別為 15s、 27s、 39s、 413s、 517s167。從圖看到，保壓終止點(diǎn)為 D1～ D5，在這些點(diǎn)之后，模腔壓力迅速下降至1’ ～ 5’ 點(diǎn)，澆口基本凝封，倒流停止，167。隨后的壓力降低是由于聚合物冷卻收縮而引起的167。1’ ～ 5’ 點(diǎn)所對應(yīng)的壓力稱為封口壓力，167。從圖看出，封口壓力隨保壓時間的變化趨勢呈現(xiàn)為一條曲線。保壓時間對模腔壓力的影響注射溫度 254℃ ；注射壓力 MPa；保壓時間 D1～D5分別為 15s、 27s、 39s、 413s、 517s倒流與冷卻定型過程及分析v熔體的倒流保壓階段結(jié)束后，螺桿或柱塞要后退，這時模腔中熔體就要倒流。 v原因：在澆口冷凝之前，就解除模腔的外壓。v過程：外壓解除 —— 模內(nèi)壓高于外壓 —— 倒流 —— 內(nèi)壓下降 —— 流速下降 —— 澆口熔體冷卻 ——— 凝封。 澆口凍結(jié)后的冷卻v曲線 2和曲線 3的區(qū)別在于前者的保壓時間為 C2D2，后者延長到C2D3。vD點(diǎn)時保壓期結(jié)束 ,柱塞或螺桿后退，隨之出現(xiàn)倒流引起模內(nèi)壓力沿 DE下降， E為凝封點(diǎn)。v凝封點(diǎn)之后模腔內(nèi)的物料量不再改變，即比容為定值，故溫度和壓力沿 EF呈直線下降。v曲線 1是在模腔壓力較低的情況下壓實(shí)而且澆口凝封發(fā)生在柱塞或螺桿后退之前，即外壓解除后無熔體倒流。v由此不難看出，制品的密度在很大程度上由凝封時模腔內(nèi)的溫度和壓力決定的。v制品的密度或質(zhì)量一般隨凝封時壓力的增大而增加。v保壓時間短，則聚合物的凝封溫度高，凝封的模腔壓力就低，所得制品的密度也就小。n 凝封壓力和溫度對制品的性能有很大的影響，n 通?？梢杂?改變保壓時間 來調(diào)節(jié)這兩個參數(shù)，以此來改善制品的性能。綜上所述 ,注射成型制品的內(nèi)應(yīng)力q在注射過程中，由于 應(yīng)力與溫度梯度 的存在，使制品在冷卻時或冷卻后，各個局部仍存在不同的應(yīng)力狀態(tài)，q使制品內(nèi)部材料分別受到伸縮或剪切作用。在成型后制品內(nèi)部分子間仍然存在的應(yīng)力就是內(nèi)應(yīng)力。q注射制品存在內(nèi)應(yīng)力是較普遍的，它影響制品的力學(xué)、使用性能，會使制品發(fā)生翹曲和在外界環(huán)境應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)作用下開裂。注射成型制品的內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生v一是 由于溫度梯度產(chǎn)生的體積溫差應(yīng)力。v二是 由于分子解取向受到阻滯而產(chǎn)生的取向應(yīng)力。v三是 結(jié)晶聚合物產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。v四是 由金屬嵌件和脫模頂出時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 v可見，由于不同的原因，形成了各種可能的內(nèi)應(yīng)力， 其中溫度應(yīng)力和取向應(yīng)力是最重要的兩種，它對制品的物理力學(xué)性能的影響最大。 在注射成型過程中，制品內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生可能來自以下幾個方面：影響內(nèi)應(yīng)力的因素216。溫度應(yīng)力產(chǎn)生于充模時熔體與模壁的巨大溫差，材料冷凝收縮先后不同，當(dāng)內(nèi)層熔料不斷冷卻時，不能自由收縮，就產(chǎn)生了拉伸應(yīng)力，而殼層處則相應(yīng)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力 。216。在澆口尚未凝封的保壓期間進(jìn)行補(bǔ)料，可使已凝固的表層受到拉伸，即在其中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。216。若拉伸應(yīng)力能與由溫度差產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力抵消，則與冷卻、冷凝有關(guān)的溫度應(yīng)力有可能消失。(a）溫度應(yīng)力的影響因素q如果模腔內(nèi)壓力較低，或者保壓時間較短，上述拉伸應(yīng)力不足以抵消壓縮應(yīng)力，那么溫度應(yīng)力就會保留在制品內(nèi)。q由此可見，注射過程中，增大模內(nèi)壓力、延長保壓時間是有助緩解成型制品的溫度應(yīng)力的。（ b）取向應(yīng)力的影響因素q① 熔體溫度：熔體溫度高、粘度低，剪切應(yīng)力降低、取向度減小。同時，由于熔體溫度高會使應(yīng)力松弛加快，解取向作用加強(qiáng)。q取向應(yīng)力產(chǎn)生于分子解取向受到阻礙 .由分子鏈取向形成的 . 影響取向應(yīng)力的因素有：③ 制品厚度： 取向應(yīng)力隨注射制品厚度增加而降低，因?yàn)楹癖谥破防鋮s緩慢，可以有比較長的解取向時間；④ 模具溫度： 模具溫度提高有利于取向應(yīng)力減少，由于塑料件內(nèi)的大分子鏈取向構(gòu)象主要集中在制品外層和澆口附近，因此，薄壁長流程制品外層和澆口附近將產(chǎn)生較大的取向應(yīng)力。②