【正文】 過熱降解 ， 除應嚴格控制機筒最高溫度之外 ， 還必須控制物料或熔體在機筒內(nèi)的停留時間 ， 這對熱敏性塑料尤為重要 。 如 ， 注射同一塑料時 ， 螺桿式機筒溫度可比柱塞式低10～ 20℃ 。對于熱敏性塑料或相對分子質(zhì)量較低、分布又較寬的塑料，機筒溫度應選較低值，即只要稍高于 θf(θm)即可，以免發(fā)生熱降解。 對于含水量偏高的物料 ， 也可使機筒后段溫度偏高一些；對于螺桿式機筒 ， 為了防止熱降解 ， 可使機筒前段溫度略低于中段 。 料溫過高：很容易引起熱降解，最終反而導致制件的物理和力學性能變差。 料溫太低：不利于塑化，物料熔融后黏度也較大，故成型比較困難，成型后的制件容易出現(xiàn)熔接痕、表面無光澤和缺料等缺陷。 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，前者稱為塑化溫度，而后者稱為注射溫度。 一、溫度 注射成型溫度主要指料溫和模溫。 注意：退火冷卻時，冷卻速度不宜過快，否則還有可能重新產(chǎn)生溫度應力。 應指出 ， 并非所有塑料制件都要進行后處理 ， 通常 ，只是對于帶有金屬嵌件 、 使用溫度范圍變化較大 、 尺寸精度要求高和壁厚大的制品才有必要 。 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。 利用退火時的熱量 ， 加速塑料中大分子松弛 ， 消除或降低制件成型后的殘余應力 。 將制品加熱到 θg～ θf(θm)間某一溫度后 ， 進行一定時間保溫的熱處理過程 。 為了解決這些問題 ， 可對制件進行一些適當?shù)暮筇幚?。 ∴生產(chǎn)中應盡量調(diào)整好保壓時間，使脫模時的殘余應力接近或等于零，以保證制件具有良好質(zhì)量。否則制件脫模后內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余應力，導致使用過程中發(fā)生形狀尺寸變化或產(chǎn)生其他缺陷。 適當?shù)拿撃囟葢谒芰系臒嶙冃螠囟?θH和模具溫度 θM之間 ，圖 419， 低于熱變形溫度 。 脫模溫度：不宜太高 ，否則 ， 制件脫模后會產(chǎn)生較大的收縮 ， 容易在脫模后發(fā)生熱變形 。 csc dtdhV ?? 將式 (4— 8)代人式 (4— 7)得 ? ?Msmssc qdtdhh ???? ??（ 49） (47) 利用初始條件 tc=0時， h=0，將上式積分后可得固化層厚度與冷卻時間的關(guān)系為 ? ?Msmscsqth ???? ?? 22 (410) 上式實際上隱含熔體在模腔內(nèi)的冷卻速度，利用它可以計算冷卻時間。假設(shè)熔體密實， h增長很慢，固化層內(nèi)溫度呈直線變化，熱傳導限定在固化層范圍內(nèi)，則溫度分布曲線用下式表達 (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—— 固化層的導熱系數(shù)。 圖中， H模腔厚度， h固化層厚度，冷卻過程中 h不斷加大。 分析結(jié)論： ①保壓時間長時，澆口凍結(jié)溫度低冷卻定型開始時模腔壓力比較高，冷卻定型時的制件密度比較大。 其中 ， 1和 l’分別經(jīng)過 澆口凍結(jié)位置 G和 G’， 2和 2’分別經(jīng)過脫模位置 H和 H’。對于確定的聚合物 ， 比體積 (或密度 )一定時 ， 溫度和壓力呈直線關(guān)系 。 ③若將溫度 — 壓力曲線中因保壓時間不同而產(chǎn)生的澆口凍結(jié)位置連成曲線，則該曲線為澆口凍結(jié)曲線，在注射工藝條件正常和穩(wěn)定的條件下，凍結(jié)曲線呈直線狀。 保壓力時，保壓時間要長一些， 分析推論： ①如果保壓時間短，則保壓作用終止時模內(nèi)熔體溫度較高，澆口凍結(jié)溫度也高；開始冷卻定型時的模腔壓力低，情況相反。 F和 F’是保壓力撤除的位置； G、 G’分別是與 F、 F’對應的澆口凍結(jié)位置； H、 H’分別與 G、G’對應 ， 但模腔壓力相同時的脫模位置 。 (1) 冷卻定型時的模腔壓力 與保壓時間有很大關(guān)系 ，圖 4— 16， 溫度 — 壓力曲線 。 3． 冷卻定型 冷卻定型：從澆口凍結(jié)時間開始 ， 到制品脫模為止 。 倒流對于注射成型不利： a、使制品內(nèi)部產(chǎn)生真空泡或表面出現(xiàn)凹陷等成型缺陷。保壓時間較長，保壓力對模腔的熔體作用時間也長，倒流較小，制品的收縮情況有所減輕；而保壓時間短，情況剛好相反。整個倒流過程將從注射壓力撤出開始 ， 至澆口處熔體凍結(jié)（ 簡稱澆口凍結(jié) ） 時為止 ， 圖 4— 11,t3～ t4。 b、 保壓補縮階段熔體仍有流動 ， 且其溫度亦在不斷下降 ， 此階段是大分子取向以及熔體結(jié)晶的主要時期 ， 保壓時間的長短和冷卻速度的快慢均對取向和結(jié)晶程度有影響 。保壓時間足夠長，可使?jié)部诨蚰Ｇ粌?nèi)的熔體完全固化，倒流不易發(fā)生，模腔壓力將隨著圖 4— 15中虛線緩慢下降。 ②保壓力和保壓時間對模腔壓力的影響。 保壓 ， 指注射壓力對模腔內(nèi)的熔體繼續(xù)進行壓實的過程；補縮 ， 指保壓過程中 ， 注射機對模腔內(nèi)逐漸開始冷卻的熔體因成型收縮而出現(xiàn)的空隙進行補料動作 。 注意：在一定的模具結(jié)構(gòu)條件下 ， 只要保證充模時不發(fā)生高速噴射流動 ， 充模速度盡量取快一些 ， 這樣不僅避免使用較大的注射壓力導致制品使用性能不良 ， 而且對提高生產(chǎn)率也有好處 。而注射壓力提高后，熔體內(nèi)的剪切作用加強，流動取向效應將增大，最終可能導致制品出現(xiàn)比較明顯的各向異性并引起熱穩(wěn)定性變差。如此時的注射壓力不大，很容易使充模流動中止，導致注射成型出現(xiàn)廢品。注射成型時不希望充模期發(fā)生高速噴射流動，而希望獲得中速或低速的擴展流動，為此，需通過分析充模期的流動取向，了解注射壓力對于熔體充模特性的影響。 生產(chǎn)中應盡量避免采用過大的注射壓力 ， 否則會導致熔體熱降解 。 AC段和圖4— 11噴嘴壓力曲線上的AC段對應 。 注射壓力對流動充模時噴嘴處的熔體溫度也有影響 。反之，過大的注射壓力引起很高的剪切速率時，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。 流動充模階段，注射 a、 剪切速率一定 ，壓力 — 溫度曲線分為三段 ，左邊一段熔體熱分解區(qū) ，注射壓力隨溫度升高迅速下降 ， 不能在此區(qū)注射成型；右邊一段高彈變形流動區(qū) ， 注射壓力隨著溫度降低迅速增大 ， 也不適于注射成型；只有中間一段溫度區(qū) ， 曲線相對平緩 ，溫度和注射壓力都較適中 ，易于注射成型 ， 溫度升高有利于降低熔體黏度 ， 注射壓力可隨之減小一定幅度 .。 b、充模期內(nèi)，熔體流入模腔，模腔壓力急劇上升；注射壓力和噴嘴壓力也會隨之增加到最大值 (或最大值附近 )，然后停止變化或平緩下降，這時注射壓力對熔體起 兩方面作用，一是克服熔體在模腔內(nèi)的流動阻力，二是對熔體進行一定程度的壓實。 a、流動期內(nèi)，注射壓力和噴嘴處的壓力急劇上升，而模腔(澆口末端 )的壓力卻近似等于零，注射壓力主要用來克服熔體在模腔以外的阻力。 t0， 柱塞或螺桿開始注射熔體的時刻；t1， 熔體開始流入模腔的時刻； t2， 熔體充滿模腔的時刻 。 要掌握熔體的流動充模規(guī)律 ， 須了解注射壓力在此過程中的變化特點以及與它相關(guān)的熔體溫度 、 流速和充模特性問題 。 熔體注射過程中會遇到機筒 、 噴嘴 、 模具澆注系統(tǒng) 、模腔表壁對熔體的外摩擦 ， 及熔體內(nèi)部產(chǎn)生的黏性內(nèi)摩擦 。 分三個階段：流動充模 、 保壓補料 、 倒流 。 影響螺桿式注射機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，還與機筒結(jié)構(gòu)、筒的加熱溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿行程 (或計量段長度 )、螺桿幾何參數(shù)以及熔體對螺桿產(chǎn)生的背壓等因素有關(guān)。s； N—— 螺桿轉(zhuǎn)速 ,r/s； pb—— 塑化時熔體對螺桿產(chǎn)生的反向壓力，通常稱為背壓， Pa.。 II、不同結(jié)構(gòu)的注射機，塑化能力不相同： ①柱塞式注射機的理論塑化能力 ? ?VKm tppp ??????54 2（ 44） 式中 mpp—— 柱塞式注射機的塑化能力， kg／ h； α—— 熱擴散率， m2／ h； Ap—— 塑化物料接受的傳熱面積，與機筒內(nèi)徑和分 流錐直徑有關(guān)， m2； ρ—— 物料密度， kg／ m3； Kt—— 熱流動系數(shù)，與加熱系數(shù)有關(guān)，參見圖 410， ξ—— 常數(shù)，無分流錐時 ξ=1，有分流錐時 ξ= 2； V—— 受熱物料的總體積， m3。 實驗驗證：圖4— 9為柱塞式和普通螺桿式注射機塑化相同物料時機筒中物料和熔體的溫度分布曲線。而柱塞式注射機塑化物料時，既不能產(chǎn)生攪拌和剪切的混合作用，又受機筒溫度波動的影響，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力熔融。 塑化效果對比： a稱為普通螺桿塑化； b稱為動力熔融。 塑化效果與物料受熱方式和注射機結(jié)構(gòu)有關(guān)： ①柱塞式注射機，物料在機筒內(nèi)只能接受柱塞的推擠力，幾乎不受剪切作用，塑化所用的熱量主要從外部裝有加熱裝置的高溫機筒上取得。 (3)塑化效果和塑化能力 塑化效果：指物料轉(zhuǎn)變成熔體之后的均化程度。 (2)計量 計量：指能夠保證注射機通過柱塞或螺桿，將塑化好的熔體定溫、定壓、定量地輸出 (即注射出 )機筒所進行的準備動作，這些動作均需注射機控制柱塞或螺桿在塑化過程中完成。 (1)塑化的概念 什么是塑化？ 成型物料在注射成型機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、壓實以及混合等作用以后，由松散的粉狀或粒狀固體轉(zhuǎn)變成連續(xù)的均化熔體的過程稱為塑化。 注意；含有橡膠的軟制品或透明制品不宜采用脫模劑，否則影響制品的透明度。硅油脫模效果最好，只要對模具施用一次，即可長效脫膜，但價格很貴。 4．選擇脫模劑 目的：使成后的制件容易從模內(nèi)脫出。 嵌件預熱溫度： 一般取 110～ 130℃ ，并以不破壞嵌件表面鍍層為限。 為什么要預熱嵌件？ 3．預熱嵌件 什么情況下嵌件需預熱？ ①分子鏈剛性大的塑料 (如聚苯乙烯、聚苯醚、聚碳酸酯和聚砜等 )，一般均需預熱嵌件，因它們本身很容易產(chǎn)生應力開裂。 有嵌件的塑料制件，由于金屬與塑料兩者的收縮率不同，嵌件周圍的塑料容易出現(xiàn)收縮應力和裂紋。 ③兩種物料成型溫度相差不大時，不必變更溫度，先用回頭料，后和欲換料對空注射可。 ①欲換料的成型溫度高于機筒內(nèi)殘料的成型溫度時，應將機筒和噴嘴溫度升高到欲換料的最低成型溫度，然后加入欲換料或其回頭料，并連續(xù)對空注射，直到全部殘料除盡止。③最近研制成功了一種機筒清洗劑，是一種粒狀無色高分子熱彈性材料， 100℃ 時具有橡膠特性，但不熔融或粘結(jié)，將它通過機筒，可以像軟塞一樣把機筒內(nèi)的殘料帶出，這種清洗劑主要適用于成型溫度在 180～ 280℃ 內(nèi)的各種塑性塑