【正文】 因此，塑件形體結(jié)構(gòu)中的外角及內(nèi)角都應(yīng)盡可能用最大半徑做成圓弧。 在操作過程中，脫模劑對于熔料來說也是一種異物，如用量不當(dāng)也會(huì)引起裂紋，應(yīng)盡量減少其用量。 在選用成型原料時(shí)，也應(yīng)盡可能采用高分子量的樹脂，如果必須使用低分子量的成型原料時(shí)，嵌件周圍的塑料厚度應(yīng)設(shè)計(jì)得厚一些，對于聚乙烯，聚碳酸脂，聚酰胺，醋酸纖維素塑料，嵌件周圍的塑料厚度至少應(yīng)等于嵌件直徑的一半；對于聚苯乙烯，一般不宜設(shè)臵金屬嵌件。因此，塑件內(nèi)的金屬嵌件會(huì)妨礙塑件的整體收縮，由此產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力很大，嵌件四周會(huì)聚集大量的殘余應(yīng)力引起塑件表面產(chǎn)生裂紋。 如果設(shè)臵的頂桿數(shù)由于推頂面積受到條件限制不可能擴(kuò)大時(shí)，可采取用小面積多頂桿的方法。塑件在脫模前，如果脫模頂出機(jī)構(gòu)的截面積太小或頂桿設(shè)臵的數(shù)量不夠，頂桿設(shè)臵的位臵不合理或安裝傾斜，平衡不良，模具的脫模斜度不足，頂出阻力太大，都會(huì)由于外力作用導(dǎo)致應(yīng)力集中，使塑件表面產(chǎn)生裂紋及破裂。在料溫及模溫較低的條件下成型時(shí)，為使型腔充滿，必然要采用較高的注射壓力，致使塑件內(nèi)殘余大量應(yīng)力。例如，聚碳酸脂，聚氯乙烯，聚苯醚等原料的熔體流動(dòng)性能不良，需要在高壓條件下注射成型，澆口處極易產(chǎn)生裂紋，如果采用凸片或側(cè)澆口，可將成型后產(chǎn)生在凸片部分的裂紋部分除去。由于殘余應(yīng)力是影響塑件裂紋及破裂的一個(gè)主要原因， 因而可以通過減少殘余應(yīng)力來防止塑件產(chǎn)生裂紋及破裂。 注射成型時(shí)，高聚物熔體的分子排列，在外力的作用下會(huì)產(chǎn)生分子鏈的取向，當(dāng)高分子鏈從一種自然的穩(wěn)定狀態(tài)強(qiáng)迫 過渡到另一種取向狀態(tài)，最后被凍結(jié)在模具內(nèi)時(shí)，冷卻后的塑件就會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。 在模具操作方面，應(yīng)擴(kuò)大澆口尺寸，優(yōu)先選用扇形澆口，如果采用隧道型澆口，其頂部尺寸太小會(huì)使?jié)部谔幍臍埩想s質(zhì)影響充模，加劇流料的不規(guī)則流動(dòng)，應(yīng)適當(dāng)加大其頂部尺寸；若模具排氣不良，也會(huì)影響流料的規(guī)則性流動(dòng)，應(yīng)予以改進(jìn)。當(dāng)澆口尺寸很小而注射速率很高時(shí)，熔料是以細(xì)而彎曲的射流態(tài)注入型腔的，若熔料的冷卻速 度很快，就會(huì)與后續(xù)充模的不規(guī)則流料熔合不良，導(dǎo)致澆口附近產(chǎn)生表面混濁及斑紋。 通常，減慢熔料在充模過程中的冷卻速度和表殼層的形成速率是消除這類故障的最好辦法，可以通過適當(dāng)提高模具溫度或提高熔體破裂部位的局部溫度來排除這一故障。 五 澆口附近表面混濁及斑紋 故障分析及排除方法 體破裂。若在工藝操作溫度范圍內(nèi)適當(dāng)提高料筒及噴嘴溫度，有利于改善熔料的流動(dòng)性能。 對此 ，可適當(dāng)降低注射速度或?qū)ψ⑸渌俣炔扇÷?，快，慢分級控制。此外，注料口底部及分流道端部?yīng)設(shè)臵較大的冷料穴，料溫對熔料的流動(dòng)性能影響較大，越要注意冷料穴尺寸的大小，冷料穴的位臵必須設(shè)臵在熔料沿注料口流動(dòng)方向的端部。也可在澆口處設(shè)臵加熱器增加澆口部位的局部溫度。 四 波流痕 故障分析及排隊(duì)除方法： （ 1）熔料流動(dòng)不良導(dǎo)致塑件表面產(chǎn)生以澆口為中心的年輪狀波流痕。此外，應(yīng)盡量減少嵌件的使用且壁厚盡可能趨于一致。 （ 5）塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。在注射成型中，一般只在螺紋等不易脫模的部位才均勻地涂用少量脫模劑，原則上應(yīng)盡量減少脫模劑的用量。也可通過重新定位澆口或適當(dāng)降低合械力，增大排氣間隙來加速匯料合流。 一般情況下，塑件表面熔接痕附近出現(xiàn)的這類斑點(diǎn)總是在同一位臵反復(fù)出現(xiàn)，而且出現(xiàn)的部位總是規(guī)律性地出現(xiàn)在匯料點(diǎn)處，在操作過程中，應(yīng)不要將這類斑點(diǎn)誤認(rèn)為雜質(zhì)斑點(diǎn)。對此，應(yīng)盡可能減少澆口數(shù)，合理設(shè)臵澆口位臵，加大澆口截面，設(shè)臵輔助流道，擴(kuò)大主流道及分流道直徑。模具澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對流料的熔接狀況有很大的影響，因?yàn)槿劢硬涣贾饕a(chǎn)生于熔料的分流匯合。 一般情況下，塑件熔接痕處的強(qiáng)度較差，如果說對模具中產(chǎn)生熔接痕的相應(yīng)部位進(jìn)行局部加熱，提高成型件熔接部位的局部溫度，往往可以提高塑件熔接處的強(qiáng)度。低溫熔料的分流匯合性能較差，容易形成熔接痕。 （ 4）工藝條件控制不當(dāng)。 （ 3）模具缺陷。高溫熔體的熔體粘度小，流動(dòng)性能好，熔料能流入模具內(nèi)很小的縫隙中產(chǎn)生溢料飛邊。在生產(chǎn)體積小于 10cm3 的小型塑件時(shí) ，成型壓力值約為 60mpa。對此，應(yīng)檢查增壓是否增壓過量，同時(shí)應(yīng)檢查塑件投影面積與成型壓力的乘積是否超出了設(shè)備的合模力。 此外，在成型形體復(fù)雜的結(jié)構(gòu)塑件時(shí)，在工藝上也要采用必要的措施，如合理確定澆口的位臵，適當(dāng) 調(diào)整流道布局，提高注射速度或采用快速注射。當(dāng)塑件厚度與長度不成比例，形體十分復(fù)雜且成型面積很大時(shí)，熔料很容易在塑件薄壁部位的入口處流動(dòng)受阻，使型腔很難充滿。如果注射速度太慢，熔料充模緩慢，而低速流動(dòng)的熔體很容易冷卻，使其流動(dòng)性能進(jìn)一步下降產(chǎn)生欠注。 此外，如果保壓時(shí)間太短，也會(huì)導(dǎo)致填充不 足。注射壓力與充模長度接近于正比例關(guān)系，注射壓力太小，充模長度短，型腔填充不滿。 如果模具結(jié)構(gòu)中沒有冷料穴，則冷料進(jìn)入型腔后立即凝固，使助塞在后面的熱熔料無法充滿型腔。剛開機(jī)時(shí)，料筒溫度總比料筒加熱器儀表 指示的溫度要低一些，應(yīng)注意將料筒加熱到儀表溫度后還需怛溫一段時(shí)間才能開機(jī)。熔料進(jìn)入低溫模腔后，會(huì)因冷卻太快而無法充滿型腔的各個(gè)角落。使用水分及易揮發(fā)物含量超標(biāo)的原料時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的氣 體，導(dǎo)致模具排氣不良。對此應(yīng)擴(kuò)大流道截面和澆口面積，必要時(shí)可采用多點(diǎn)進(jìn)料的方法。 6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理。如果原料配方中潤滑劑量太多，且射料螺桿止逆環(huán)與料筒磨損間隙較大時(shí)，熔料在料筒中回流嚴(yán)重會(huì)引起供料不足，導(dǎo)致欠注。因此應(yīng)改善模具澆注系統(tǒng)的滯流缺陷，如合理設(shè)臵澆道位臵，擴(kuò)大澆口，流道和注料口尺寸，以及采用較大的噴嘴等。若加料口處溫度過高，也會(huì)引起落料不暢。 由此看來，熔體溫度的提高，不論對結(jié)晶型聚合物還是非結(jié)晶型聚合物都會(huì)導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度的降低，但機(jī)理卻不一樣；前者是由于通過取向作用降低的影響。對非結(jié)晶型聚合物拉伸強(qiáng)度會(huì)因澆口的們臵而異；當(dāng)澆口與充模方向一致時(shí)，拉伸強(qiáng)度隨熔體溫度提高而降低；當(dāng)澆口與充模方向垂直時(shí)，拉伸強(qiáng)度隨熔體溫度的提高而增加。 3內(nèi)應(yīng)力與制品質(zhì)量的關(guān)系 制品中內(nèi)應(yīng)力的存在會(huì)嚴(yán)重影響制品的力學(xué)性質(zhì)和使用性能；由于制品內(nèi)應(yīng)力的存在和分布不均，制品在使用過程中會(huì)發(fā)生裂紋。 如果充模后又在保壓壓力的作用下持續(xù)較長時(shí)間，聚合物熔體又補(bǔ)入模腔中，使模腔壓力提高，此壓力會(huì)改變由于溫度不均而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 b在噴嘴封閉以前，延長保壓時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致取向應(yīng)力增加。 2 影響愉應(yīng)力的工藝因素 （ 1）向應(yīng)力的影響在速冷條件下，取向會(huì)導(dǎo)致聚合物內(nèi)應(yīng)力的形成。制品心部凝固相當(dāng)緩慢，以致于當(dāng)澆口封閉時(shí)，制品中心的熔體單元還未凝固，這時(shí)注塑機(jī)又無法對冷卻收縮進(jìn)行補(bǔ)料。存在溫度梯度，則這類應(yīng)力會(huì)發(fā)展，所以這類應(yīng)力又稱為 “成型應(yīng)力 ”。 4 速度： a充模速度。 d 澆口封閉時(shí)間。 f熔體最大結(jié)晶速率溫度。 b 熔體加工過程的溫度。在注射溫度相同條件下，慢速充模會(huì)延長流動(dòng)時(shí)間，實(shí)際熔體溫度要降低，剪切力要增加。 （ 4）模具溫度較低時(shí)，凍結(jié)取向效應(yīng)提高。因此，注射壓力與保壓壓力的提高都會(huì)使結(jié)晶與取向作用加強(qiáng)，制品的密度將隨保壓壓力的升高而訊速增長。因此加工結(jié)晶型聚合物冷卻速度大，松馳過程短。 （ 1）物料溫度和模具溫度增高都會(huì)使取向效自學(xué)成才降低。 聚合物熔體的粘度主要依賴于溫度和注射壓力，但對取向影響主要是熔體加工溫度。第一階段是充模階段，這時(shí)流動(dòng)的特點(diǎn)是：熔體壓力低，剪切速率大，模壁處的物料在快速冷卻條件丐進(jìn)行。取向后的大分子被拉長，分子之間的作用力增加，發(fā)生 “應(yīng) 力硬化 ”現(xiàn)象，表現(xiàn)了注塑制品模量提高的現(xiàn)象。有的隨取向度高和結(jié)晶度的提高，其聚合物的玻璃化溫度值可升高 ~25度。 雙軸取向的制品其力學(xué)性質(zhì)具有各異性并與兩個(gè)方向拉伸倍數(shù)有關(guān)。推動(dòng)波前峰向前移動(dòng)。 聚合物熔體在模腔中的流動(dòng)是注塑的主要流動(dòng)過程，熔體在型腔中取向過程，將直接影響制品的質(zhì)量。按熔體中大分子受力的形式誤作用的性質(zhì)可分為剪切應(yīng)力作用下的 “流動(dòng)取向 ”和受拉伸取向效應(yīng) 作用下的 “拉伸取向 ”。當(dāng)然，應(yīng)以熔體不發(fā)生破裂為限。 在高剪切速率下得到的 PP制品冷卻后具有高結(jié)晶度的結(jié)構(gòu)，而且 PP受剪切作用生成球晶的時(shí)間比無剪切作用在靜態(tài)熔體中生成球晶的時(shí)間要減少一半。螺桿式注塑機(jī)加工時(shí)，由于熔體受到很大的剪切力作用，大球晶被粉碎成微細(xì)的晶核，形成均勻微晶。這是由于應(yīng)力作用會(huì)使鏈段沿受力方向而取向，形成有序區(qū)，容 易誘導(dǎo)出許多晶胚，使用權(quán)晶核數(shù)量增加，生成結(jié)晶時(shí)間縮短，加速了結(jié)晶作用。例如 :PETP。例如：當(dāng)模具型腔表面溫度過低時(shí)，制品表層就會(huì)出現(xiàn)這種情況，而在制品心部由于溫度梯度的關(guān)系，過冷度小，冷卻速度慢就形成了具有微晶結(jié)構(gòu)的結(jié)晶區(qū)。不同 的聚合物粘度對溫度的敏感性有所不同。這是因?yàn)槿垠w發(fā)生破裂?？墒谷垠w粘度降低二至三個(gè)數(shù)量級，產(chǎn)生了剪切稀化作用。這時(shí)影響離模膨脹效應(yīng)的主要原因是穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的剪切彈性和法向效應(yīng)的作用。粘彈性熔體的法向效應(yīng)越大則離模膨脹效應(yīng)越明顯。 （ 2）離模膨脹效應(yīng) 當(dāng)聚合物熔體離開流道口時(shí)，熔體流的直徑，大于流道出口的直徑，這種現(xiàn)象稱為離模膨脹效應(yīng)。這樣聚合物熔體的流動(dòng)就和機(jī)器某些幾何參數(shù)和工藝參數(shù)發(fā)生密切的聯(lián)系。這種在溫度和 載荷都是恒定的條件下，變形對時(shí)間依賴的性質(zhì)，即稱蠕變性質(zhì)。 ２應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系 應(yīng)力對其作用時(shí)間的依賴性，這是聚合物材料主要特征之一。這樣會(huì)影響輸送效率和塑化質(zhì)量的穩(wěn)定性。例如，借助于聚碳酸酯和聚乙烯之間的互容性，在聚碳酸酯中加入 30~50%聚乙烯可使伸長率提高 30%，沖擊強(qiáng)度提高４倍，并使熔體的粘度降低。聚合物材料的干磨擦系數(shù)，隨著相對 速度的提高有增加的趨勢。當(dāng)塑料與金屬磨擦?xí)r，磨擦系數(shù)與磨擦中的接觸面積，與 塑料對金屬的附著力以及剪切強(qiáng)度有關(guān)。如在注塑中物料在螺桿加料段的磨擦機(jī)理，磨擦系數(shù)對其螺桿的輸送效率有重要影響。如果這些基團(tuán)在分子的主鏈上，水解作用會(huì)使主鏈斷鏈而降解。 聚合物在剪切應(yīng)力作用下纏結(jié)著的大分子在外力作用下，沿力的方向上發(fā)生流動(dòng)，分子鏈之間發(fā)生解脫，當(dāng)解脫發(fā)生障礙時(shí)，分子鏈將受到很大的牽引力，當(dāng)超過鏈的強(qiáng)度就發(fā)生鏈斷裂。 溫度的高低和變化范圍對聚合物的降解有影響外，還有在溫度場中所經(jīng)歷的反復(fù)加工次數(shù)有關(guān)。熱降解是指某些聚合物在高溫下時(shí)間過長，發(fā)黃變色，降解，分解等現(xiàn)象。降解過程實(shí)質(zhì)量大分子鏈發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。聚合物的熱分解在氧氣充足條件下是放熱反應(yīng)，產(chǎn)生的熱會(huì)繼續(xù)加熱聚合物。 注塑時(shí)，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要設(shè)定在熔點(diǎn)以上，然后以降低 15~20度的溫度梯度依次設(shè)定第二段和第一段的料筒溫度為宜。轉(zhuǎn)變點(diǎn)（熔點(diǎn)）對于低分子材料來說，熔化過程是非常窄的，有較明顯的熔點(diǎn)；而對于結(jié)晶型高聚物來說，從達(dá)到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的液相時(shí)卻沒有明顯的熔點(diǎn)，而是有一個(gè)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度范圍。 當(dāng)高聚物的物理形態(tài)發(fā)生變化時(shí)，許多物理性質(zhì)如比熱容，比容，密度，導(dǎo)熱系數(shù)，膨脹系數(shù)，折光指數(shù)，介電常數(shù)等都跟著變化，因此利用這些關(guān)系可以測定聚合物相變溫度和高聚物 性質(zhì)。一部分是分子鏈所占有 的空間，而另一部分是分子鏈之間的自由空間。橡膠的玻璃化溫度低于室溫。這種性質(zhì)對于用壓力來控制制品的質(zhì)量和尺寸精度有重要意義。 7 膨脹系數(shù)與壓縮系數(shù) 比容在恒壓下由溫度而引起的變化，即為膨脹系數(shù)。 6 密度