【正文】 ：主要著色劑。 無機(jī)顏料：對(duì)熱、光和化學(xué)藥品的穩(wěn)定性都比較高，且價(jià)格低廉，但色澤都不十分鮮艷，只能用于不透明塑料制件的著色。 粉狀或粒狀熱塑性塑料著色的工藝實(shí)現(xiàn)方法：直接法和間接法兩種。 目的：為了除去物料中過多的水分及揮發(fā)物，防止成型后制品出現(xiàn)氣泡和銀紋等缺陷，同時(shí)也可以避免注射時(shí)發(fā)生水降解。②多品種、小批量物料，也可采用循環(huán)熱風(fēng)、紅外線及遠(yuǎn)紅外線等較為簡(jiǎn)單的設(shè)備預(yù)熱干燥。④高溫下易氧化變色的塑料 (如聚酰胺等 )，可采用真空干燥法。 生產(chǎn)中如遇下列情況均應(yīng)對(duì)注射機(jī)的料筒進(jìn)行清洗：改變塑料品種、更換物料、調(diào)換顏色，或發(fā)現(xiàn)成型過程中出現(xiàn)了熱分解或降解反應(yīng)。②螺桿式機(jī)筒，可采用對(duì)空注射法清洗。 采用對(duì)空注射清洗螺桿式機(jī)筒時(shí)，應(yīng)注意下列事項(xiàng)。 ②欲換料的成型溫度低于機(jī)筒內(nèi)殘料的成型溫度時(shí)，應(yīng)將機(jī)筒和噴嘴溫度升高到欲換最高成型溫度，切斷電源，加入欲換料的回頭料后，連續(xù)對(duì)空注射，直到全部殘料除盡止。 ④殘料屬熱敏性塑料時(shí)，應(yīng)從流動(dòng)性好、熱穩(wěn)定性高的聚乙烯、聚苯乙烯等塑料中選黏度較高的品級(jí)作為過渡料對(duì)空注射。若成型前對(duì)嵌件預(yù)熱，可減小它在成型時(shí)與塑料熔體的溫差，避免或抑制嵌件周圍的塑料發(fā)生收縮應(yīng)力和裂紋。 ②分子鏈柔順性大的塑料，且嵌件較小時(shí)，可以不預(yù)熱，原因在于小嵌件容易在模內(nèi)加熱。對(duì)鋁、銅等有色金屬嵌件，預(yù)熱溫度可提高到 150℃ 。 常用的脫模劑：硬酯酸鋅、液體石蠟 (白油 )和硅油等。硬酯酸鋅（不能用于聚酰胺）多用于高溫模具，而液體石蠟多用于中低溫模具。 二、注射成型原理及其工藝過程 工藝過程分為：塑化計(jì)量 、 注射充模和冷卻定型三個(gè)階段 。 均化包含四方面的內(nèi)容： 熔體內(nèi)組分均勻、密度均勻、黏度均勻和溫度分布均勻。 影響計(jì)量準(zhǔn)確性的因素：①注射機(jī)控制系統(tǒng)的精度；②機(jī)筒 (即塑化室 )和螺桿的幾何要素及其加工質(zhì)量影響。 塑化能力：指注射機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)能夠塑化的物料質(zhì)量或體積。 ②螺桿式注射機(jī)，螺桿在機(jī)筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)物料起到強(qiáng)烈的攪拌和剪切作用，導(dǎo)致物料之間進(jìn)行劇烈摩擦，并因此而產(chǎn)生很大熱量，物料塑化時(shí)的熱量既可同時(shí)來源于a、高溫機(jī)筒和自身產(chǎn)生出的摩擦熱，也可以 b、只憑摩擦熱單獨(dú)供給。顯然，在動(dòng)力熔融條件下，強(qiáng)烈的攪拌與剪切作用不僅有利于熔體中各組分混合均化，而且還避免了波動(dòng)的機(jī)筒溫度對(duì)熔體溫度的影響，有利于熔體的黏度均化和溫度分布均化，能夠得到良好的塑化效果。也不如介于中間狀態(tài)的部分依靠機(jī)筒熱量的普通螺桿塑化。可以看出：I、 用螺桿式注射機(jī)塑化物料時(shí)，噴嘴附近熔體的徑向溫度分布要比柱塞式注射機(jī)來得均勻。 ②螺桿式注射機(jī)的理論塑化能力，用螺桿計(jì)量段對(duì)熔體的輸送能力表示，即有 bmmmmps pLDhNhDm??????12sin2cossin 2322 ??（ 45） mps—— 螺桿式注射機(jī)的塑化能力， cm3／ s； D—— 螺桿的基本直徑 ， cm； Lm—— 計(jì)量段長(zhǎng)度， cm； hm—— 計(jì)量段螺槽深度 ,cm； φ—— 螺桿的螺旋升角 ,(?)； ηm—— 熔體在計(jì)量段螺槽中的黏度， Pa 分析上兩式： ①柱塞式注射機(jī)的塑化能力與機(jī)筒結(jié)構(gòu)和物料體積有關(guān)，提高塑化能力，需增大傳熱面積 AP或減小物料的總體積 V，而增大 AP時(shí)常會(huì)使 V跟著增大， V的增大將導(dǎo)致熔體不易均化； ②螺桿式注射機(jī)塑化能力與物料體積無關(guān)，塑化能力一般都比柱塞式注射機(jī)大，這也是普通柱塞式注射機(jī)為什么只能成型小型制品的主要原因之一。 2． 注射充模 什么是注射充模 ？ 柱塞或螺桿從機(jī)筒內(nèi)的計(jì)量位置開始 ， 通過注射油缸和活塞施加高壓 ， 將塑化好的塑料熔體經(jīng)過機(jī)筒前端的噴嘴和模具中的澆注系統(tǒng)快速進(jìn)入封閉模腔的過程稱為注射充模 。 (1)流動(dòng)充模 指注射機(jī)將塑化好的熔體注射進(jìn)入模腔的過程 。為了克服這些流動(dòng)阻力 ， 注射機(jī)須通過螺桿或柱塞向熔體施加很大的注射壓力 。 ① 注射壓力的變化 注射壓力的變化可用注射成型的壓力 時(shí)間曲線描述 ，圖 4— 11。 時(shí)間 t0～ t2代表整個(gè)充模階段 ， 其中 t0～ t1稱為流動(dòng)期； t1～ t2稱為充模期 。如， t1時(shí)刻的壓力差Δpl=pi1— pg1代表熔體從機(jī)筒到噴嘴時(shí)所消耗的注射壓力而噴嘴壓力 pg1則代表熔體從噴嘴至模腔之間消耗的注射壓力。 壓力隨時(shí)間呈非線性變化，注射壓力對(duì)熔體的作用必須充分，否則，熔體流動(dòng)會(huì)因阻力過大而中斷，導(dǎo)致生產(chǎn)出現(xiàn)廢品。 ② 注射壓力與熔體溫度、熔體流速的關(guān)系 b、溫度一定時(shí)，剪切速度增大，注射壓力也要增大，完全符合流體力學(xué)壓力與流速的關(guān)系。另外，過大的剪切速率又很容易使熔體發(fā)生過度的剪切稀化，從而導(dǎo)致成型過程出現(xiàn)溢料飛邊。 注射壓力上升階段 ， 噴嘴處的熔體溫度也隨著升高 ， 圖 4— 13。 可見 ， 引起溫升的主要原因是注射壓力增大 。 熔體充模流動(dòng)形式與充模速度有關(guān)，充模速度受注射工藝條件和模具結(jié)構(gòu)的影響。 ③ 注射壓力與熔體充模特性 實(shí)際中，擴(kuò)展流動(dòng)時(shí)，料頭前沿低溫熔膜對(duì)熔體的阻滯作用較大，先進(jìn)入模腔的熔體溫度下降得很快，黏度也隨之增大，這加劇后面熔體進(jìn)模時(shí)的流動(dòng)阻力。為此，往往需提高注射壓力。在這種情況下生產(chǎn)出的制品，若在溫度變化大的環(huán)境中工作，很有可能發(fā)生與取向一致的裂紋。 (2)保壓補(bǔ)縮 保壓補(bǔ)縮階段：指從熔體充滿模腔至柱塞或螺桿在機(jī)筒中開始后撤為止 ， 圖 4— 11 t2～ t3 段 。 分析：①保壓補(bǔ)縮階段，如柱塞或螺桿停止在原位保持不動(dòng)，模腔壓力曲線會(huì)略有下降 (圖 4— 11的 EF段 )；反之，若要使模腔壓力保持不變，則需要柱塞或螺桿在保壓過程中繼續(xù)向前少許移動(dòng)，這時(shí)壓力曲線將與時(shí)間坐標(biāo)軸平行。如保壓力不足，補(bǔ)縮流動(dòng)受澆口摩擦阻力限制不易進(jìn)行，模腔壓力因補(bǔ)料不足迅速下降 (圖 4— 14)；如保壓時(shí)間不充分，模腔內(nèi)熔體倒流，也會(huì)造成模腔壓力迅速下降 (圖 4— 15)。 結(jié)論： a、 保壓力 、 保壓時(shí)間與模腔壓力間的關(guān)系 ， 對(duì)冷卻定型時(shí)的制品密度 、 收縮及表面缺陷等問題產(chǎn)生重要影響 。 (3)倒流 倒流：指柱塞或螺桿在機(jī)筒中向后倒退時(shí) (即撤除保壓力以后 )， 模腔內(nèi)熔體朝著澆口和流道進(jìn)行的反向流動(dòng) 。 保壓力、保壓時(shí)間與倒流的關(guān)系：如撤除壓力時(shí)，澆口已經(jīng)凍結(jié)或噴嘴帶有止逆閥，倒流現(xiàn)象不存在。 引起倒流的原因：主要是注射壓力撤除后，模腔壓力大于流道壓力，且熔體與大氣相通所造成的。 b、對(duì)制件內(nèi)的大分子取向也有一定影響，原因是倒流本身也是一種熔體流動(dòng)行為，從原理上講，也能提高大分子的取向能力，但實(shí)際上倒流產(chǎn)生的取向結(jié)構(gòu)在制品內(nèi)并不太多 (因倒流波及的區(qū)域不太大 )，且倒流期內(nèi)，熔體溫度還比較高，取向結(jié)構(gòu)很可能被分子熱運(yùn)動(dòng)解除。 圖4— 11,t4t5， 注射成型工藝過程的最后階段 。圖中曲線 1代表模腔壓力很低的情況 ， 曲線 2為正常工藝條件下的情況 。 從 F處撤除 從 F’處撤除保壓力時(shí)，保壓時(shí)間就會(huì)短一些。 ②保壓時(shí)間不同時(shí)，若在模腔壓力相同的條件下脫模，則保壓時(shí)間短時(shí)，脫模溫度高，制件在模內(nèi)冷卻時(shí)間短(從澆口凍結(jié)算起 )容易因剛度不足而變形；保壓時(shí)間長(zhǎng)，情況則相反。 (2)冷卻定型時(shí)的制品密度 冷卻定型階段 ， 澆口凍結(jié) ， 熔體不再向模腔內(nèi)補(bǔ)充 ， 可用聚合物狀態(tài)方程描述模腔內(nèi)的壓力 、 溫度和比體積 (或密度 )關(guān)系 。 將這種關(guān)系反映在溫度 — 壓力坐標(biāo)系中 ， 可得到許多比容不等的直線 ， 圖 4— 17中的 l、 l’、 2’四條直線 ， 它們統(tǒng)稱為等比體積線 。很明顯，四條直線的斜率均與比體積 (或密度 )有關(guān)，斜率越大比體積越大，而密度越小。 ②保壓時(shí)間一定時(shí)，若采用較高的脫模溫度，冷卻定型時(shí)模腔壓力比較大，脫模后制件會(huì)進(jìn)行較大的收縮，脫模制件密度較低，尚待在模外繼續(xù)收縮，制件會(huì)因這種模外收縮在其內(nèi)部產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，發(fā)生翹曲變形。θM模腔表壁溫度， θs固化層與熔體之間的界面溫度，模腔內(nèi)的溫度分布如 θ(y)曲線， y是模腔厚度坐標(biāo)。 其中 （ 48） 式中 ρs—— 固化層密度； tc—— 冷卻時(shí)間。 （ 4）脫模條件 聚合物狀態(tài)方程表明，冷卻定型階段有壓力、比容和溫度三個(gè)可變參數(shù)，但外部無熔體向模腔補(bǔ)給，比容只與溫度變化引起的體積收縮有關(guān)，獨(dú)立參數(shù)只有模腔壓力和溫度，它們均與脫模條件有關(guān)。 受模溫限制 ， 脫模溫度也不能太低 。 脫模壓力：模腔壓力和外界壓力的差值不要太大，應(yīng)在圖 419中 — pH～十 pH脫模壓力范圍（其值可由經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)確定）。 ①保壓時(shí)間較長(zhǎng)，模腔壓力下降慢，脫模時(shí)的殘余應(yīng)力偏向 +pH一邊，當(dāng)殘余應(yīng)力超過 +p H，則開啟模具時(shí)可能產(chǎn)生爆鳴現(xiàn)象，制件脫模時(shí)容易被刮傷或破裂； ②未進(jìn)行保壓或保壓時(shí)間較短，模腔壓力下降快，倒流嚴(yán)重，模腔壓力甚至可能下降到比外界壓力要低，這時(shí)殘余應(yīng)力偏向 — pH一邊，制品將會(huì)因此產(chǎn)生凹陷或真空泡。 三 、 制件的后處理 為什么要進(jìn)行制件的后處理 ？ 成型過程中塑料熔體在溫度和壓力作用下的變形流動(dòng)行為非常復(fù)雜 ， 再加上流動(dòng)前塑化不均及充模后冷卻速度不同 ， 制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶 、 取向和收縮 ， 導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶 、 取向和收縮應(yīng)力 ， 除引起脫模后時(shí)效變形外 ， 還使制件的力學(xué)性能 、 光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞 ， 嚴(yán)重時(shí)還會(huì)開裂 。 后處理方法：退火和調(diào)濕。 什么是退火？ 對(duì)于： ①結(jié)晶形塑料制件，利用退火對(duì)它們的結(jié)晶度大小進(jìn)行調(diào)整，或加速二次結(jié)晶和后結(jié)晶的過程；②對(duì)制品進(jìn)行解取向，降低制件硬度和提高韌度。 退火原理： 保溫時(shí)間： 與塑料品種和制件厚度有關(guān)，如無數(shù)據(jù)資料，也可按每毫米厚度約需半小時(shí)的原則估算。 退火熱源或加熱保溫介質(zhì)： 紅外線燈、鼓風(fēng)烘箱以及熱水、熱油、熱空氣和液體石蠟等。 調(diào)濕處理：一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件，它除了能在加熱和保溫條件下消除殘余應(yīng)力之外，還能促使制件在加熱介質(zhì)中達(dá)到吸濕平衡，以防它們?cè)谑褂眠^程中發(fā)生尺寸變化。 第四節(jié) 注射成型工藝條件的選擇與控制 注射成型具有三大工藝條件：溫度、壓力和時(shí)間。料溫影響塑化和注射充模，模溫則同時(shí)影響充模和冷卻定型。 料溫主要取決于機(jī)筒和噴嘴兩部分的溫度。 提高料溫：有利于塑化并降低熔體黏度、流動(dòng)阻力或注射壓力損失，熔體在模內(nèi)的流動(dòng)和充模狀況隨之改變 (流速增大、充模時(shí)間縮短 )，對(duì)制件的一些性能帶來許多好的影響。 各種塑料適用的機(jī)筒和噴嘴溫度選擇或控制原則 ① 制件注射量大于注射機(jī)額定注射量 75％ 或成型物料不預(yù)熱時(shí) ， 機(jī)筒后段溫度應(yīng)比中段 、 前段低 5— 10℃ 。 ②機(jī)筒溫度應(yīng)保持在塑料的黏流溫度 θf(θm)以上和熱分解溫度 θd以下某一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶? ③ 機(jī)筒溫度與注射機(jī)類型及制件和模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān) 。 又如 ， 薄壁制件或形狀復(fù)雜以及帶有嵌件的制品 ， 因流動(dòng)較困難或容易冷卻 ， 應(yīng)選用較高的機(jī)筒溫度；反之 ， 對(duì)于厚壁制件 、 簡(jiǎn)單制件及無嵌件制件 ， 均可選用較低的機(jī)筒溫度 。 通常 ， 機(jī)筒溫度提高以后 ， 都要適當(dāng)縮短物料或熔體在機(jī)筒中的停留時(shí)間 。 ⑥判斷料溫是否合適，可采用對(duì)空注射法觀察，或直接觀察制件質(zhì)量好壞。 2．模具溫度 模具溫度：指和制件接觸的模腔表壁溫度。 模溫選擇的意義：