整理的注塑工藝分析資料

1、整理 的 注塑工藝分析 資料三 理常用填料 注塑材料常用的填料有一般填料，金屬填料，有機(jī)填料，短纖維填料與長(zhǎng)纖維填料。加入這些填料可 降低注塑制品的成本， 提高經(jīng)濟(jì)效益可改善物理機(jī)械性能， 化學(xué)性能以及光電性能； 可改善加工性能， 流變性能，降低粘度，提高分散作用。 一般填料有石灰石，碳酸鈣，滑石粉，硅酸鈣，云母，氫氧化鋁，硫酸鈣，以及農(nóng)副產(chǎn)品等。 有機(jī)填料是目前塑料制品中的主要填料，有天然材料和合成材料，包括：木材，木粉，胡核的殼皮， 棉植纖維素等；合成材料有再生纖維素，包括：人造織物，聚丙烯腈纖維，尼龍纖維，聚酯纖維等。 加到注塑材料中的一些填料，需要用表面改性劑進(jìn)行處理，處理過程遵循界面

2、化學(xué)理論，填料與聚合 物表面的濕潤(rùn)理論酸堿的相互作用理論，以及混合理論賦予材料一些優(yōu)良性質(zhì)。 目前常用的表面改性劑有硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑，有機(jī)硅處理劑等。這些表面改性劑加上后，能 進(jìn)一步提高填料效能。第二章 塑料的物理性能 第一節(jié) 塑料的物理性能 物料的性能與注塑條件和制品質(zhì)量有密切關(guān)系。 注塑材料大部分是顆粒狀， 這些固體物料裝入料斗時(shí)， 一般要先經(jīng)過預(yù)熱，排除濕氣，然后再經(jīng)過螺桿的壓縮輸送和塑化作用，在料筒中需要經(jīng)過較長(zhǎng)的熱 歷程才被螺桿推入模腔，經(jīng)過壓力保持階段再冷卻定型。影響這個(gè)過程的主要因素是物料，溫度，料 筒溫度，充模壓力，速度。高分子物料加工的工藝性能，分子鏈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分子

3、量大小及其分布， 而且還取決高分子的外部結(jié)構(gòu)。注塑的工藝性與高分子材料的相對(duì)密度，導(dǎo)熱系數(shù)，比熱容，玻璃化 與結(jié)晶溫度，熔化，分解溫度以及加工中所表現(xiàn)的力學(xué)性能，流變性能等有密切關(guān)系。一， 一般物理性能1 總熱容量 總熱容量是指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容量。2 熔化熱 熔化熱又稱熔化潛熱， 是結(jié)晶型聚合物在形成或熔化晶體時(shí)所需要的能量。 這部分能量是用來熔化高 分子結(jié)晶結(jié)構(gòu)的，所以注塑結(jié)晶型聚合物時(shí)要比注塑非結(jié)晶型料達(dá)到指定熔化溫度下所需的能量要 多。對(duì)于非結(jié)晶型聚合物無需熔化潛熱。使 POM 達(dá)到注塑溫度需熱約 452/g（100.8cal/g）,PS 只需要 375J/g 即可熔化。

4、3 比熱容 比熱容是單位重量的物料溫度上升 1 度時(shí)所需熱量 J/kg.k 。 不同高聚物的比熱容是不同的，結(jié)晶型比非對(duì)面型要高。因?yàn)榧訜峋酆衔飼r(shí)，補(bǔ)充的熱能不僅要消耗 在溫度升上， 還要消耗在使高分子結(jié)構(gòu)的變化上， 結(jié)晶型必須補(bǔ)充熔化潛熱所需的熱淚盈眶量才能使 物料熔化。注塑過程中， 塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含量與溫差所決定的。 熱傳遞速率正比于被加熱材 料和熱源之間的溫差。一般冷卻要比熔化快，因?yàn)榇篌w上料筒與物料溫差小，熔料與模具溫差大。加熱時(shí)間取決于料筒內(nèi)壁 與料層之間的溫差和料層厚度。4 熱擴(kuò)散系數(shù)熱擴(kuò)散系數(shù)是指溫度在加熱物料中傳遞的速度， 又稱導(dǎo)熱系數(shù)其值是由單位質(zhì)量的物料溫

5、度升高 1 度 時(shí)所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱量的速度（導(dǎo)熱系數(shù)）來決定。壓力對(duì)熱擴(kuò)散系數(shù)影響小，溫度對(duì)其影響較大。5 導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)反映了材料傳播熱量的速度。 導(dǎo)熱系數(shù)愈高， 材料內(nèi)熱傳遞愈快。 由于聚合物導(dǎo)熱系數(shù)很低， 所以無論在料筒中加熱還是其熔體在模具中冷卻，均需花一定時(shí)間。為了提高加熱和冷卻效率，需采 取一些技術(shù)措施。如：加熱料筒要求有一定的厚度，這不僅是考慮強(qiáng)度，同時(shí)也是為了增加熱慣性， 保證物料能良好穩(wěn)定地傳熱，有時(shí)還利用聚合物的低導(dǎo)熱特性，采用熱流道模具等。聚合物導(dǎo)熱系數(shù) 隨溫度升高而增加。結(jié)晶型塑料的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)溫度的依賴性要比非結(jié)晶型的顯著。6 密度與比容 密度增加會(huì)使

6、制品中的氣體和溶劑滲透率減少，但是使制品的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)，剛度硬度以及軟 化溫度提高；使壓縮性，沖擊強(qiáng)度，流動(dòng)性，耐蠕變性能降低。在注塑過程中，聚合物經(jīng)歷著冷卻 加熱 冷卻反復(fù)的熱過程溫度， 梯度和聚合物形態(tài)的變化都很大， 所以密度也在不斷地發(fā)生變化，這對(duì)注塑制品質(zhì)量起著重要的影響。比容反映了單位物質(zhì)所占有的體積。 這是一個(gè)衡量在不同工藝條件下高分子結(jié)構(gòu)所占有的空間， 各種 狀態(tài)下的膨脹與壓縮，制品的尺寸收縮等方面是非常重要的參數(shù)。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)。 聚合物從高溫到低溫表現(xiàn)出比容逐漸減少的收縮 特性。聚合物比容不僅取決于溫度而且取決于壓力

7、。聚合物比容在不同溫度下都隨壓力而變化，壓力 增高比容減小而密度加大。這種性質(zhì)對(duì)于用壓力來控制制品的質(zhì)量和尺寸精度有重要意義。二 聚合物的熱物理性能二 聚合物的熱物理性能1 玻璃化溫度 聚合物的玻璃化溫度是指線型非結(jié)晶型聚合物由玻璃態(tài)向高彈態(tài)或者由后者向前者的較變溫度。 就是 大分子鏈段本身開始變形的溫度當(dāng)溫度高于玻璃化溫度時(shí)， 大分子鏈開始自由活動(dòng)， 但還不是整個(gè)分 子鏈段的運(yùn)動(dòng)。這時(shí)表現(xiàn)出高彈性的橡膠性能；當(dāng)?shù)陀诓ＡЩ瘻囟葧r(shí)，鏈段被凍結(jié)變成堅(jiān)硬的固態(tài)或 玻璃態(tài)。橡膠的玻璃化溫度低于室溫。所以橡膠在常溫下處于高彈態(tài)。而其它塑料在常溫下是處于脆 韌性的玻璃態(tài)。高聚物的自由體積理論認(rèn)為， 高聚物

8、分子結(jié)構(gòu)所占有的整個(gè)體積分成兩部分。 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。當(dāng)溫度降低時(shí)分子鏈動(dòng)能減少，自由空間減少，當(dāng)溫 度升高時(shí)，分子鏈段動(dòng)能增加，自由空間也增加：當(dāng)溫度達(dá)到玻璃化時(shí)，急劇產(chǎn)生內(nèi)聚力，聚合物膨 脹，鏈段開始旋轉(zhuǎn)，鏈段擁有的能量足以使鏈段活動(dòng)起來所以自由空間的體積突然增加。高聚物在玻璃化溫度以上的總自由體積等于玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹系數(shù)乗 以溫升之和。 在預(yù)塑化時(shí)，位于螺槽中的高分子固態(tài)物料，在升至玻璃化溫度以后，隨著溫度的升高物料自由體積 會(huì)增加，其比容也會(huì)加大，但由于螺槽容積的限制會(huì)使物料產(chǎn)生內(nèi)壓，并有加速固體床的作用。 當(dāng)高聚物的物理形

9、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(cè)定聚合物相變溫度和高聚物性質(zhì)。對(duì)于理解塑料在料筒中加熱， 塑料化過程中從加料段向壓縮段物態(tài)轉(zhuǎn)變， 溫升，溫升速率， 螺桿轉(zhuǎn)速， 背壓等工藝因素的影響將起重要作用。 這些對(duì)于控制制品脫模時(shí)的物性狀態(tài)， 頂出溫度和頂出時(shí)間是 重要的。2 熔化溫度（熔點(diǎn)） 熔化溫度是指結(jié)晶型聚合物從高分子鏈結(jié)構(gòu)的三維有序態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的粘流態(tài)時(shí)的溫度。轉(zhuǎn)變點(diǎn) （熔點(diǎn)）對(duì)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(duì)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?/p>

10、流態(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。對(duì)高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度范圍都是變相點(diǎn)。有較明顯的變化范圍，從分子結(jié)構(gòu)觀 點(diǎn)看，都是大鏈段運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。一般有增塑劑的聚合物熔點(diǎn)要比無增塑劑的要低， 共聚物的熔點(diǎn)要比組成共聚物中較高均聚物的熔點(diǎn) 要低些。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 1520 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。3 分解溫度及燃燒特性 熱分解溫度是指在氧氣存在條件下， 高聚物受熱后開始分解的溫度范圍。 依聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)式不同而 有顯著的差異，此外還與物料的形態(tài)有關(guān)。在注塑過程中，無論是在

11、預(yù)塑階段還是在注射階段，只要 聚合物局部溫度達(dá)到分解溫度， 高分子物料就會(huì)訊速生成低分子量的可燃性物質(zhì)。 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。當(dāng)聚合物達(dá)到燃點(diǎn)時(shí)就會(huì)燃燒，燃燒體系 的溫度是否會(huì)上升，產(chǎn)生的燃燒熱是否和體系進(jìn)行對(duì)流，都與熱分解溫度，比熱容以及導(dǎo)熱系數(shù)等物 理性能有密切關(guān)系。注塑時(shí)，對(duì)聚合物分解溫度的控制是十分重要的，否則分解出燃燒物質(zhì)不僅會(huì)影響制品質(zhì)量，還會(huì)腐 蝕設(shè)備，危害人體。三聚合物降解及熱穩(wěn)定性 所謂降解，是指遞解分解作用，在高分子化學(xué)中，通常是指在化學(xué)或物理作用下，聚合物分子的聚合 度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，水及光輻射等作用下往往

12、發(fā)生降解。降解過程實(shí)質(zhì)量大分子鏈 發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。如發(fā)生彈性消失，強(qiáng)度降低，粘度減少或增加等現(xiàn)象。在注塑中力，水，氧通過溫度對(duì)聚降解起重要影響，在高溫時(shí)氧和水更能使聚合物分解。剪切力的作 用會(huì)因高溫時(shí)聚合物粘度的降低而減小。 熱降解是指某些聚合物在高溫下時(shí)間過長(zhǎng)， 發(fā)黃變色， 降解， 分解等現(xiàn)象。聚合物是否容易發(fā)生降解，依其分子內(nèi)部和分子外部結(jié)構(gòu)有關(guān)；是否有分解的雜質(zhì)有關(guān)；能引起高聚 物降解的雜質(zhì)，一般都是熱降解的崔化劑，如： PVC 分解的產(chǎn)物是氯化氫， POM 分解產(chǎn)物是甲醛， 它們有著加劇高聚物降解的作用。所謂熱穩(wěn)定性是指聚合物在高溫下分子鏈抗化學(xué)分解能力及耐化學(xué)變化的溫度熱降解溫度稱為穩(wěn)

13、定 性溫度略高于分解溫度。對(duì)于某些熱穩(wěn)定較差的聚合物，其溫度范圍只有515 度。溫度的高低和變化范圍對(duì)聚合物的降解有影響外， 還有在溫度場(chǎng)中所經(jīng)歷的反復(fù)加工次數(shù)有關(guān)。 不同 的聚合物在反復(fù)加工后熱降解和融熔指數(shù)有著較大的差異。在正常溫度下PS, PC, PP, 經(jīng)數(shù)次加工后融熔指數(shù)升高的傾向。而 PE,抗沖擊PS醋酸纖維素等有下降的現(xiàn)象。 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。 實(shí)驗(yàn)證明：剪切應(yīng)力 .剪切速率越高,分子量降解速度越快,斷裂的鏈越短；當(dāng)提高加熱溫度或

14、增塑 劑含量時(shí),力的降解作用會(huì)減小。注塑中某些塑料的水解作用是經(jīng)常發(fā)生的,水解作用是由于在聚合物中存在有可以水解的化學(xué)基團(tuán)。 如：酰胺,酯,腈等,或在氧化作用下形成可被水解的基團(tuán)。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。由于某些聚合物有水解作用,因此對(duì)這些塑料的吸濕性應(yīng)加以注意。 有的塑料具有吸濕或凝集水分傾向, 因?yàn)樗鼈兒袠O性親水基團(tuán), 如 ABS, PMMA, PA, PC, PPO 等, 在注塑中都需要干燥處理,防此水解。特此聲明：此資料是網(wǎng)上轉(zhuǎn)載經(jīng)本人整理供注塑人供享。第二節(jié) 聚合物表面性能與相容性一磨擦性能在塑料中常遇到磨擦性質(zhì)的問題。如在注塑中物料在螺桿加料段的

15、磨擦機(jī)理，磨擦系數(shù)對(duì)其螺桿的輸送效率有重要影響。物料從料斗進(jìn)入螺桿之后在螺桿旋轉(zhuǎn)下，使物料沿螺槽向前輸送顆粒料首先被 壓成固體塞，在輸送過程中塑料固體塞和料筒及螺桿產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，各面承受著磨擦力的作用。這時(shí)磨擦將受到許多因素的影響，如塑料的物料性能，顆粒形狀及大小，料筒及螺桿表面的光潔度及材 質(zhì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度，塑料與金屬的接觸壓力及作用時(shí)間等等。不同的聚合物其磨擦系數(shù)是不同的。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(duì) 金屬的附著力以及剪切強(qiáng)度有關(guān)。 因此磨擦系數(shù)不僅與高聚物的物理性質(zhì)有關(guān)，而且與影響物理一機(jī)械性質(zhì)的外界壓力，速度和溫度有關(guān)。在高壓高速下塑料的熱傳導(dǎo)性能很差產(chǎn)生

16、的熱量不易散岀，使塑料發(fā)生大的變形表面破壞，因此壓力和速度對(duì)磨擦系數(shù)均有影響。一般情況下，塑料的磨擦系數(shù)隨載荷的加大而稍許降低。聚合物材料的干磨擦系數(shù)，隨著相對(duì)速度的 提高有增加的趨勢(shì)。二相容性相容性是指兩種不同品級(jí)的聚合物在熔融狀態(tài)下能否相互混溶的一種性質(zhì)。相容性不好的聚合物混熔在一起，制品會(huì)岀現(xiàn)分層現(xiàn)象。不同類型聚合物的相容性是不一樣的，這與分子結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系； 分子結(jié)構(gòu)相近者易相容；反之難容。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3050% 聚乙烯可使伸長(zhǎng)率提高 30%，沖擊強(qiáng)度提高4倍，并使熔體的粘度降低。近年來，利 用聚合物之間的相容特性，使共混料品級(jí)日益增多，

17、受到人們的普遍重視。三表觀密度大多數(shù)熱塑性塑料致密狀的相對(duì)密度為0.91.2g/cm3而粉料或顆粒料的表觀密度是0.30.6g/cm3 。如果物料的表觀密度低，使均勻加料發(fā)生困難，就易岀現(xiàn)架橋”現(xiàn)象。這樣會(huì)影響輸送效率和塑化質(zhì)量的穩(wěn)定性。為此有的在料斗中設(shè)置有攪拌器，或者采用定量的加料調(diào)節(jié)裝置，對(duì) 進(jìn)料量調(diào)節(jié)和控制，保證連續(xù)，均勻地加料。第三節(jié)聚合物的力學(xué)特性1形變與應(yīng)力關(guān)系材料的力學(xué)特性是指材料在外力的作用下，產(chǎn)生變形，流動(dòng)與破壞的性質(zhì)，反應(yīng)材料基本力學(xué)性質(zhì) 的量主要有兩類；一類是反應(yīng)材料變形情況的量如模量或柔度，泊桑比；另一類是反應(yīng)材料破壞過程 的量，如比例極限，拉伸強(qiáng)度，屈服應(yīng)力，拉伸斷

18、裂等作用。從力學(xué)觀？憧矗 牧掀蘋凳且桓齬 潭皇且桓齙??？BR> 2應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系應(yīng)力對(duì)其作用時(shí)間的依賴性， 這是聚合物材料主要特征之一。 聚合物在較高溫度下力作用時(shí)間較短 的應(yīng)力松馳行為和在溫度較低力作用時(shí)間較長(zhǎng)的應(yīng)力松馳行為是一致的。3形變與時(shí)間關(guān)系聚合物材料在一定溫度下承受恒定載荷時(shí)，將訊速地發(fā)生變形，然后在緩慢的速率下無限期地變形下去。若載荷足夠高時(shí)變形會(huì)繼續(xù)到斷裂為此。這種在溫度和載荷都是恒定的條件下，變形對(duì)時(shí)間依賴 的性質(zhì)，即稱蠕變性質(zhì)。第四節(jié)聚合物的流變性能一概述注塑中把聚合物材料加熱到熔融狀態(tài)下進(jìn)行加工。這時(shí)可把熔體看成連續(xù)介質(zhì)，在機(jī)器某些部位上， 如螺桿，料筒，噴嘴及模

19、腔流道中形成流場(chǎng)。在流場(chǎng)中熔體受到應(yīng)力，時(shí)間，溫度的聯(lián)合作用發(fā)生形 變或流動(dòng)。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。處于層流狀態(tài)下的聚合物熔體，依本身的分子結(jié)構(gòu)和加工條件可分近似牛頓型和非牛頓型流體它們的 流變特性暫不予祥細(xì)介紹。1關(guān)于流變性能(1 )剪切速率，剪切應(yīng)力對(duì)粘度的影響通常，剪切應(yīng)力隨剪切速率提高而增加，而粘度卻隨剪切速率或剪切應(yīng)力的增加而下降。剪切粘度對(duì)剪切速率的依賴性越強(qiáng)， 粘度隨剪切速率的提高而訊速降低， 這種聚合物稱作剪性聚合物， 這種剪切變稀的現(xiàn)象是聚合物固有的特征，但不同聚合物剪切變稀程度是不同的，了解這一點(diǎn)對(duì)注塑 有重要意義。(2 )離模膨

20、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)。 普遍認(rèn)為這是由聚合物的粘彈效應(yīng)所引起的膨脹效應(yīng)，粘彈效應(yīng)要影響膨脹比的大小，溫度，剪切速 率和流道幾何形狀等都能影響熔體的膨脹效應(yīng)。所以膨脹效應(yīng)是熔體流動(dòng)過程中的彈性反映，這種行為與大分子沿流動(dòng)方向的剪切應(yīng)力作用和垂直于流動(dòng)方向的法向應(yīng)力作用有關(guān)。在純剪切流動(dòng)中法向效應(yīng)是較小的。 粘彈性熔體的法向效應(yīng)越大則離模膨脹效應(yīng)越明顯。流道的影響；假如流道長(zhǎng)度很短，離模效應(yīng)將受到入口效應(yīng)的影響。這是因?yàn)檫M(jìn)入澆口段的熔體要收劍流動(dòng)，流動(dòng) 正處在速度重新分布的不穩(wěn)定時(shí)期，如果澆口段很短，熔體料流會(huì)很快地岀口，剪切應(yīng)

21、力的作用會(huì)突 然消失，速度梯度也要消除，大分子發(fā)生蜷 ？曰指矗 饣崾估肽E蛘托b泳紜H綣 韉雷愎懷S 虻 雜P淠苡兇愎壞氖奔浣 械 運(yùn)沙邸U饈庇跋燉肽E蛘托 bOI鬧饕蚴俏榷 鞫鋇募羥械院頭廠蛐b淖饔謾？BR> (3)剪切速率對(duì)不穩(wěn)定流動(dòng)的影響剪切速率有三個(gè)流變區(qū)：低剪切速率區(qū)，在低剪切速率下被破壞的高分子鏈纏結(jié)能來得及恢復(fù)，所以 表現(xiàn)出粘度不變的牛頓特性。中剪切區(qū)，隨著剪切速率的提高，高分子鏈段纏結(jié)被順開且來不及重新 恢復(fù)。這樣就助止了鏈段之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)和內(nèi)磨擦的減小。可使熔體粘度降低二至三個(gè)數(shù)量級(jí)，產(chǎn)生了 剪切稀化作用。在高剪切區(qū)，當(dāng)剪切速率很高粘度可降至最小，并且難以維持恒定，大分子

22、鏈段纏結(jié) 在高剪切下已全部被拉直，表現(xiàn)出牛頓流體的性質(zhì)。如果剪切速率再提高，出現(xiàn)不穩(wěn)定流動(dòng)，這種不 穩(wěn)定流動(dòng)形成彈性湍流熔體岀現(xiàn)波紋，破裂現(xiàn)象是熔體不穩(wěn)定的重要標(biāo)志。當(dāng)剪切速率達(dá)到彈性湍流時(shí)，熔體不僅不會(huì)繼續(xù)變稀，反而會(huì)變稠。這是因?yàn)槿垠w發(fā)生破裂。(4 )溫度對(duì)粘度的影響粘度依賴于溫度的機(jī)理是分子鏈和自由體積”與溫度之間存在著關(guān)聯(lián)。當(dāng)在玻璃化溫度以下時(shí)，自由體積保持恒定，體積隨溫度增長(zhǎng)而大分子鏈開始振動(dòng)。當(dāng)溫度超過玻璃化溫度時(shí)，大鏈段開始移動(dòng)， 鏈段之間的自由體積增加，鏈段與鏈段之間作用力減小，粘度下降。不同的聚合物粘度對(duì)溫度的敏感 性有所不同。(5 )壓力對(duì)粘度的影響聚合物熔體在注塑時(shí)，無論

23、是預(yù)塑階段，還是注射階段，熔體都要經(jīng)受內(nèi)部靜壓力和外部動(dòng)壓力的聯(lián) 合作用。保壓補(bǔ)料階段聚合物一般要經(jīng)受 15002000kgf/cm2壓力作用，精密成型可高達(dá)4000kgf/cm2,在如此高的壓力下，分子鏈段間的自由體積要受到壓縮。 由于分子鏈間自由體積減小，大分子鏈段的靠近使分子間作用力加強(qiáng)即表現(xiàn)粘度提高。在加工溫度一定時(shí)，聚合物熔體的壓縮性比一般液體的壓縮性要大，對(duì)粘度影響也較大。由于聚合物 的壓縮率不同，所以粘度對(duì)壓力的敏感性也不同；壓縮率大的敏感性大。聚合物也由于壓力提高會(huì)使粘度增加，能起到和降低熔體溫度一樣的等效作用。(6 )分子量對(duì)粘度的影響一般情況下粘度隨分子量增加而增加，由于分

24、子量增加使分子鏈段加度，分子鏈重心移動(dòng)越慢，鏈段 間的相對(duì)們移抵消？嵩蕉啵 腫恿吹娜嶁約喲蟛 岬閽齠啵 吹慕饌押突 評(píng)選J沽鞫討.齟螅 枰 氖奔浜湍芰懇蒼黽印？BR>由于分子量增加引起聚合物流動(dòng)降低，使注塑困難，因此 常在高分子量的聚合物中加入一些低分子物質(zhì)，如增塑劑等，來降低聚合物的分子量，以達(dá)到減小粘 度，改善加工性能。特此聲明：此資料是網(wǎng)上轉(zhuǎn)載經(jīng)本人整理供注塑人第三章 制品成型機(jī)理第一節(jié) 結(jié)晶效應(yīng)1 結(jié)晶概念 聚合物的超分子結(jié)構(gòu)對(duì)注塑條件及制品性能的影響非常明顯。 聚合物按其超分子結(jié)構(gòu)可分為結(jié)晶型和 非結(jié)晶型， 結(jié)晶型聚合物的分子鏈呈有規(guī)則的排列， 而非結(jié)晶態(tài)聚合物的分子鏈呈不規(guī)則

25、的無定型的 排列。不同形態(tài)表現(xiàn)出不同的工藝性質(zhì)誤物理 機(jī)械性質(zhì)。 一般結(jié)晶型聚合物具有耐熱性和較高的機(jī) 械強(qiáng)度，而非結(jié)晶型則相反。分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)稱性高的聚合物都能生成結(jié)晶，如PE 等，分子鏈節(jié)雖然大，但分子間的作用力很強(qiáng)也能生成結(jié)晶，如 POM,PA 等。分子鏈剛性大的聚合物不易生成結(jié) 晶，如 PC,PSU,PPO 等。評(píng)定聚合物結(jié)晶形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)是晶體形狀，大小及結(jié)晶度。2 聚合物結(jié)晶度對(duì)制品性能的影響（1）密度 . 結(jié)晶度高說明多數(shù)分子鏈已排列成有序而緊密的結(jié)構(gòu)，分子間作用力強(qiáng)，所以密度隨結(jié) 晶 度提高而加大， 如 70% 結(jié)晶度的 PP ，其密度為 0.896, 當(dāng)結(jié)晶度增至 95% 時(shí)則

26、密度增至 o.903 （2 ）拉伸強(qiáng)度 結(jié)晶度高，拉伸強(qiáng)度高。如結(jié)晶度 70% 的聚丙烯其拉伸強(qiáng)度為 27.5mpa ，當(dāng)結(jié)晶 度增至 95% 時(shí)，則拉伸強(qiáng)度可提高到 42mpa 。（3 ）沖擊強(qiáng)度 沖擊強(qiáng)度隨結(jié)晶度提高而減小，如 70% 結(jié)晶度的聚丙烯，其缺口沖擊強(qiáng)度 15.2kgf-cm/cm2, 當(dāng)結(jié)晶度 95% 時(shí)，沖擊強(qiáng)度減小到 4.86kgf-cm/cm2 。（4 ）熱性能 結(jié)晶度增加有助于提高軟化溫度和熱變形溫度。如結(jié)晶度為 70% 的聚丙烯，載荷下的 熱變形溫度為 125 度，而結(jié)晶度 95% 時(shí)側(cè)為 151 度。剛度是注塑制品脫模條件之一，較高的結(jié)晶 度會(huì)減少制品在模內(nèi)的冷卻

27、周期。 結(jié)晶度會(huì)給低溫帶來脆弱性， 如結(jié)晶度分別為 55% ，85% ，95% 的等規(guī)聚丙烯其脆化溫度分別為 0 度， 10 度， 20 度。（5 ）翹曲 結(jié)晶度提高會(huì)使體積減小，收縮加大，結(jié)晶型材料比非結(jié)晶型材料更易翹曲，這是因?yàn)橹?品在模內(nèi)冷卻時(shí)，由于溫度上的差異引起結(jié)晶度的差異，使密度不均，收縮不等，導(dǎo)致產(chǎn)生較高的內(nèi) 應(yīng)力而引起翹曲，并使耐應(yīng)力龜裂能力降低。（6 ）光澤度 結(jié)晶度提高會(huì)增加制品的致密性。 使制品表面光澤度提高， 但由于球晶的存在會(huì)引起光 波的散射，而使透明度降低。3 影響結(jié)晶度的因素（1 ）溫度及冷卻速度 結(jié)晶有一個(gè)熱歷程， 必然與溫度有關(guān)， 當(dāng)聚合物熔體溫度高于熔融溫度

28、時(shí)大分 子鏈的熱運(yùn)動(dòng)顯著增加，到大于分子的內(nèi)聚力時(shí)，分子就難以形成有序排列而不易結(jié)晶；當(dāng)溫度過低 時(shí)，分子鏈段動(dòng)能很低，甚至處于凍結(jié)狀態(tài)，也不易結(jié)晶。所以結(jié)晶的溫度范圍是在玻璃化溫度和熔 融溫度之間。在高溫區(qū)（接近熔融溫度），晶核不穩(wěn)定，單位時(shí)間成核數(shù)量少，而在低溫區(qū)（接近玻 璃化溫度）自由能低，結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)晶速度慢，不能為成核創(chuàng)造條件。這樣在熔融溫度和玻璃化溫 度之間存在一個(gè)最高的結(jié)晶速度和相應(yīng)的結(jié)晶溫度。溫度是聚合物結(jié)晶過程最敏感性因素， 溫度相差 1 度，則結(jié)晶速度可能相差很多倍。 聚合物從熔點(diǎn)溫 度以上降到玻璃化溫度以下， 這一過程的速度稱冷卻速度， 它是決定晶核存在或生長(zhǎng)的條件。

29、注塑時(shí)， 冷卻速度決定于熔體溫度和模具溫度之差，稱過冷度。根據(jù)過冷度可分以下三區(qū)。a 等溫冷卻區(qū)，當(dāng)模具溫度接近于最大結(jié)晶速度溫度時(shí)，這時(shí)過冷度小，冷卻速度慢，結(jié)晶幾乎在靜 態(tài)等溫條件下進(jìn)行，這時(shí)分子鏈自由能大，晶核不易生成，結(jié)晶緩慢，冷卻周期加長(zhǎng)，形成較大的球 晶。b 快速冷卻區(qū)，當(dāng)模具溫度低于結(jié)晶溫度時(shí)過冷度增大，冷卻速度很快結(jié)晶在非等溫條件下進(jìn)行，大 分子鏈段來不及折疊形成晶片，這時(shí)高分子松馳過程滯后于溫度變化的速度 ，于是分子鏈在驟冷下 形成體積松散的來不及結(jié)晶的無定型區(qū)。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

30、形成了具有微晶結(jié)構(gòu)的結(jié)晶區(qū)。c 中速成冷卻區(qū)，如果把冷卻模溫控制在熔體最大結(jié)晶速度溫度與玻璃化溫度之間，這時(shí)接近表層的 區(qū)域最早生成結(jié)晶，由于模具溫度較高，有利于制品內(nèi)部晶核生成和球晶長(zhǎng)大。結(jié)晶的也比較完整。 在這一溫度區(qū)來選擇模溫對(duì)成型制品是有利的，因?yàn)檫@時(shí)結(jié)晶速率常數(shù)大，模溫較低，制品易脫模， 具注塑周期短。例如：PETP。建議模溫控制在（140190 度），PA6, PA66，模溫控制在（70120 度）， PP 模溫控制在（ 3080 ）這有助于結(jié)晶能力提高在注塑中模溫的選擇應(yīng)能使結(jié)晶度盡可能達(dá) 到最接近于平衡位置。 過低過高都會(huì)使制品結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定， 在后期會(huì)發(fā)生結(jié)晶過程在溫度升高時(shí)而發(fā)

31、生 變化，引起制品結(jié)構(gòu)的變化。（2） 熔體應(yīng)力作用，熔體壓力的提高，剪切作用的加強(qiáng)都會(huì)加速結(jié)晶過程。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。壓力加大還會(huì)影響球晶的尺寸和形狀， 低壓下容易生成大而完整的球晶， 高壓下容易生成小而不規(guī)則 的球晶。球晶大小和形狀除與大小有關(guān)還與力的形式有關(guān)。 在均勻剪切作用下易生成均勻的微晶結(jié)構(gòu)， 在直接的壓力作用下易生成直徑小而不均勻的球晶。 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。而塞式注塑機(jī)相反。球晶的生成和

32、發(fā)展與注塑 工藝及設(shè)備條件有關(guān)。用溫度和剪切速率都能控制結(jié)晶能力。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。對(duì)結(jié)晶型聚合物來說，結(jié)晶和取向作用密切相關(guān)，因此結(jié)晶和剪切應(yīng)力也就發(fā)生聯(lián)系；剪切作用將通 過取向和結(jié)晶兩方面的途徑來影響熔體的粘度。從而也就影響了熔體在噴嘴，流道，澆口，型腔中的 流動(dòng)。根據(jù)聚合物取向作用可提前結(jié)晶的道貌岸然理， 在注塑中提高注射壓力和注射速率而降低熔體 粘度的辦法為結(jié)晶創(chuàng)造條件。當(dāng)然，應(yīng)以熔體不發(fā)生破裂為限。在注塑模具中發(fā)生結(jié)晶過程的重要特點(diǎn)是它的非等溫性。 熔體進(jìn)入模具時(shí)，

33、接近表面層先生成小球晶， 而內(nèi)層生成大的球晶；澆口附近溫度高，受熱時(shí)間長(zhǎng)結(jié)晶度高，而遠(yuǎn)離澆口處因冷卻快，結(jié)晶度低， 所以造成制品性能上的不均勻性。第二節(jié) 取向效應(yīng)1 取向機(jī)理 聚合物在加工過程中，在力的作用下，流動(dòng)的大分子鏈段一定會(huì)取向，取向的性質(zhì)和程度根據(jù)取向條 件有很大的區(qū)別。 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 拉伸作用下的 “拉伸取向 ”。按取向結(jié)構(gòu)單元的取向方向， 可分單軸和雙軸或平面取向。 按熔體溫場(chǎng)的穩(wěn)定性可分等溫和非等溫流 動(dòng)取向。也可分結(jié)晶和非結(jié)晶取向。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

34、響制品的質(zhì)量。 欲理解注塑制品在型腔中成型的機(jī)理需了解無定型聚合物的取向機(jī)理。 充模時(shí)， 無定型聚合物熔體是 沿型壁流動(dòng)， 熔體流入型腔首先同模壁接觸霰成來不及取向的凍結(jié)層外殼。 而新料沿著不斷增長(zhǎng)地凝 固層內(nèi)壁向前流動(dòng)。推動(dòng)波前峰向前移動(dòng)?？拷虒拥姆肿渔?，一端被固定凝固層上，而另一端被鄰層的分子鏈沿著流動(dòng)方向而取向。由于靠 近凝固層助力最大，速度最??；而中心外流動(dòng)助力最小，速度最大，這樣在垂直于流動(dòng)方向上形成速 度梯度；凝固層處的速度梯度最大，中心處的速度梯度最小，因此靠近凝固層的熔體流受剪切作用最 強(qiáng)，取向程度最大，而在靠近中心層剪切作用最小，取向也最小，形成小取向?qū)訁^(qū)。2 取向?qū)χ破?/p>

35、性能的影響 由于非結(jié)晶型聚合物的取向是大分子鏈在應(yīng)力作用方向上的取向， 所以在取向方向的力學(xué)性質(zhì)明顯增 加，而垂直于取向方向的力學(xué)性質(zhì)卻又明顯地降低；在取向方向的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率，隨取向度 增加而提高。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)。 雙軸取向改變了單軸取向的力學(xué) 性質(zhì)。在通常注塑條件下，注塑制品在流動(dòng)方向上的拉伸強(qiáng)度大約是垂直方向的確良12.9 倍，而 沖擊強(qiáng)度為110倍，說明垂直于流動(dòng) 方向上的沖擊強(qiáng)度降低很多。注塑制品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨取向度提高而上升。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。由于在制品中存在有一定的高彈形秋，一定

36、溫度下已取向的分子鏈段要產(chǎn)生松馳作用：非結(jié)晶型聚合物的分子鏈要重新蜷曲，結(jié)晶率與取向度成正比。所以收縮程度是取向程度的反映。線膨脹系數(shù)也將 隨取向度而變化；在垂直于流動(dòng)方向線膨脹系數(shù)比取向方向約大3倍。取向后的大分子被拉長(zhǎng)， 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。凍結(jié)取向”越大，則越容易發(fā)生應(yīng)力松馳，制品收縮也越大。所以制品收縮反映了取向的程度。3影響制品取向的因素在注塑加工中，聚合物熔體的取向過程可分兩個(gè)階段進(jìn)行。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。這一階段聚合物熔體的粘度主要是 溫度和剪切速率

37、的函數(shù)。第二階段是保壓階段。其特點(diǎn)是剪切速率低，壓力高，溫度逐漸下降。聚合物熔體的粘度主要依賴于溫度和注射壓力，但對(duì)取向影響主要是熔體加工溫度。對(duì)結(jié)晶影響主要是模具溫度。取向即與剪切或拉伸作用有關(guān)，也與大分子鏈的自由能有關(guān)。根據(jù)這種機(jī)理，控制取向的條件有以下因素。(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。因?yàn)槿垠w升高時(shí)粘度會(huì)降低。如果熔體加工溫度高它和凝固溫度之間的溫度域加寬，松馳時(shí)間加長(zhǎng)，容易解取向。非結(jié)晶型聚合物 的松馳時(shí)間是從加工溫度降至玻璃化溫度的時(shí)間，而對(duì)結(jié)晶型聚合物是加工溫度至熔化溫度的時(shí)間， 由于熔點(diǎn)溫度高于玻璃化溫度，顯然非結(jié)晶型聚合物松馳時(shí)間要長(zhǎng)于結(jié)晶型聚合物。

38、因此加工結(jié)晶型聚合物冷卻速度大，松馳過程短。容易產(chǎn)生凍結(jié)取向。而非結(jié)晶型聚合物冷卻速度慢，松馳過程長(zhǎng)容 易解取向，取向效果將減小。(2 )注射壓力增加可提高熔體的剪切自學(xué)成才 ？圖羥興俾剩 兄 詡鈾俑叻腫擁娜/蛐bAR虼耍 溲沽t氡Q寡沽奶峋叨薊崾菇峋b肴/蜃饔眉憂浚 破返拿芏冉 姹Q寡沽納 叨端僭 齔厲？BR> (3 )澆口封閉時(shí)間會(huì)影響取向效應(yīng)。如果熔體流動(dòng)停止后，大分子的熱運(yùn)動(dòng)仍較強(qiáng)烈， 會(huì)使已取向的單元又發(fā)生松馳，產(chǎn)生解取向的效應(yīng)。采用大的澆口由于冷卻得慢，封閉時(shí)間延長(zhǎng)，熔 體流動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)增加了取向效果，尤其在澆口處的取向更為明顯，所以直澆口比點(diǎn)澆口更容易維持取 向效應(yīng)。(4 )

39、模具溫度較低時(shí)，凍結(jié)取向效應(yīng)提高。而解取向作用減小。(5 )關(guān)于充模速度對(duì)制品取向的影響。快速充模會(huì)弓I起表面部位的高度取向，但內(nèi)部取向小，因?yàn)?在一定溫度條件下，快速充模會(huì)維持其制品心部在較高的溫度下冷卻，使冷卻時(shí)間加長(zhǎng)，高分子松馳 時(shí)間延長(zhǎng)使解取向能力加強(qiáng)，所以心部取向程度反而比表層的小。在注射溫度相同條件下，慢速充模 會(huì)延長(zhǎng)流動(dòng)時(shí)間，實(shí)際熔體溫度要降低，剪切力要增加。這時(shí)熔體的實(shí)際溫度與玻璃化溫度或熔點(diǎn)的 區(qū)間要比快速充模區(qū)間小，則應(yīng)力松馳時(shí)間也短，所以解取向作用??；另一方面慢速充模熔體的溫度 比快速充模時(shí)來得低些，解取向作用減小，而取向作用會(huì)增加。就制品心部的結(jié)構(gòu)形態(tài)而言，快速充 模會(huì)

40、引起較小的取向，而慢速充模反而會(huì)引起大的取向。綜上所述，影響聚合物結(jié)晶與取向的因素有以下幾個(gè)方面：1溫度：a熔體溫度。b熔體加工過程的溫度。c模具溫度。d聚合物熔點(diǎn)。e聚合物玻璃化溫度。f 熔體最大結(jié)晶速率溫度。2時(shí)間：a聚合物加熱時(shí)間。b充模時(shí)間。c保壓時(shí)間。d澆口封閉時(shí)間。e冷卻時(shí)間。3壓力：a充模壓力。b保壓壓力。4速度：a充模速度。b塑化速度。第三節(jié)內(nèi)應(yīng)力1內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生在注塑制品中，各處局部應(yīng)力狀態(tài)是不同的，制品變形程度將決定于應(yīng)力分布。如果制品在冷卻時(shí)。 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 ”。注塑制品的內(nèi)應(yīng)力包兩種：一種是注塑制品成型應(yīng)力，另一種是溫度應(yīng)力

41、。當(dāng)熔體進(jìn)入溫度較低的模 具時(shí)，靠近模腔壁的熔體訊速地冷卻而固化，于是分子鏈段被 “凍結(jié) ”。由于凝固的聚合物層，導(dǎo)熱性 很差，在制品厚度方向上產(chǎn)生較大的溫度梯度。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(duì)冷卻收縮進(jìn)行補(bǔ)料。 這樣制品內(nèi)部收縮作用與硬皮層 作用方向是相反的；心部處于靜態(tài)拉伸而表層則處于靜態(tài)壓縮。在熔體充模流動(dòng)時(shí)，除了有體積收縮效應(yīng)引起的應(yīng)力外。還有因流道，澆口出口的膨脹效應(yīng)而引起的 應(yīng)力；前一種效應(yīng)引起的應(yīng)力與熔體流動(dòng)方向有關(guān)， 后者由于出口膨脹效應(yīng)將引起在垂直于流動(dòng)方向 應(yīng)力作用。2 影響愉應(yīng)力的工藝因素 （1）向應(yīng)力的影響在

42、速冷條件下，取向會(huì)導(dǎo)致聚合物內(nèi)應(yīng)力的形成。由于聚合物熔體的粘度高，內(nèi) 應(yīng)力不能很快松馳，影響制品的物理性能和尺寸穩(wěn)定性。各參數(shù)對(duì)取向應(yīng)力的影響a 熔體溫度，熔體溫度高，粘度低，剪切應(yīng)力降低取向度減??；另一方面由于熔體溫度高會(huì)使應(yīng)力松 馳加快，促使解取向能力加強(qiáng)?？墒窃诓桓淖冏⑺軝C(jī)壓力的情況下，模腔壓力會(huì)增大，強(qiáng)剪切作用又導(dǎo)致取向應(yīng)力的提高。b 在噴嘴封閉以前，延長(zhǎng)保壓時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致取向應(yīng)力增加。c 提高注射壓力或保壓壓力，會(huì)增大取向應(yīng)力，d 模具溫度高可保證制品緩慢冷卻，起到解取向作用。e 增加制品厚度使取向應(yīng)力降低，因?yàn)楹癖谥破防鋮s時(shí)慢，粘度提高慢，應(yīng)力松馳過程的時(shí)間長(zhǎng)，所 以取向應(yīng)力小。（

43、2 ）對(duì)溫度應(yīng)力的影響如上所述由于在充模時(shí)熔體和型壁之間溫度梯度很大，先凝固 的外層熔體要助止后凝固的內(nèi)層熔體 的收縮，結(jié)果在外層產(chǎn)生壓應(yīng)力（收縮應(yīng)力），內(nèi)層產(chǎn)生拉應(yīng)力（取向應(yīng)力）。如果充模后又在保壓壓力的作用下持續(xù)較長(zhǎng)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。但在保壓時(shí)間短，模腔壓力又較低的情況下，制品內(nèi)部仍會(huì) 保持原來冷卻時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)。如果在制品冷卻初期模腔壓力不足時(shí)， 制品的外層會(huì)因凝固收縮而形成凹陷； 如果在制品已形成冷硬 層的后期模腔壓力不足時(shí)，制品的內(nèi)層會(huì)因收縮而分離，或形成空穴；如果在澆口封閉前維持模腔壓 力，有利于提高制品密度，消除

44、冷卻溫度應(yīng)力，但是在澆口附近會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。由此看來熱塑性聚合物在成型時(shí)， 模內(nèi)壓力越大保壓時(shí)間越長(zhǎng)， 有助于溫度所產(chǎn)生的收縮應(yīng)力的減小 反之會(huì)使壓縮應(yīng)力增大。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。在玻璃化溫度以下使用時(shí)，常發(fā)生不規(guī)則的變形或翹曲，還會(huì)引起制品 表面“泛白 ”，渾濁，光學(xué)性質(zhì)變壞。設(shè)法降低澆口處溫度，增加緩冷時(shí)間，有利于改善制品的應(yīng)力不均，使制品的機(jī)械性能均一。 不管對(duì)結(jié)晶型聚合物還是非結(jié)晶型聚合物， 拉伸強(qiáng)度都表現(xiàn)出各向異向的特點(diǎn)。 對(duì)非結(jié)晶型聚合物拉 伸強(qiáng)度會(huì)因

45、澆口的們置而異；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。由于熔體溫度提高導(dǎo)致解取向作用加強(qiáng)， 而取向作用減弱使拉伸強(qiáng)度降低。 澆口的方位會(huì)通過影響料 流的方向來影響取向， 又由于非結(jié)晶型聚合物比結(jié)晶型聚合物的各向異性表現(xiàn)的強(qiáng)烈， 所以在垂直于 流動(dòng)方向上的拉伸強(qiáng)度前者比后者大。 低溫注射比高溫注射有更大的力學(xué)各向異性， 如注射溫度高時(shí)， 垂直方向與流動(dòng)方向的強(qiáng)度比為 1.7，注射溫度低時(shí)為2。由此看來，熔體溫度的提高，不論對(duì)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

46、影響。第四章 成型故障及其解決方法第一節(jié)常見故障的產(chǎn)生及排除方法一欠注故障分析及排除方法1設(shè)備選型不當(dāng)。在用選設(shè)備時(shí)，注塑機(jī)的最大注射量必須大于塑件及水口總重，而注射總重不能超岀注塑機(jī)塑化量的85%.2供料不足。目前常用的控制加料的辦法是定體積加料法，其輥料量與原料的果粒經(jīng)是否均一，加料口底部有無 架橋”現(xiàn)象。若加料口處溫度過高，也會(huì)引起落料不暢。對(duì)此，應(yīng)疏通和冷卻加料口。3料流動(dòng)性差。原料流動(dòng)性差時(shí)，模具的結(jié)構(gòu)參數(shù)是影響欠注的主要原因。因此應(yīng)改善模具澆注系統(tǒng) 的滯流缺陷，如合理設(shè)置澆道位置，擴(kuò)大澆口，流道和注料口尺寸，以及采用較大的噴嘴等。同時(shí)可 在原料配方中增加適量助劑改善樹脂的流動(dòng)性能。

47、此外，還應(yīng)檢查原料中再生料是否超量，適當(dāng)減少 其用量。4潤(rùn)滑劑超量。如果原料配方中潤(rùn)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。對(duì)此，應(yīng)減少潤(rùn)滑劑用量及調(diào)整料筒與射料螺桿及止逆環(huán) 間隙，修復(fù)設(shè)備。5冷料雜質(zhì)阻塞料道。當(dāng)熔料內(nèi)的雜質(zhì)堵塞噴嘴或冷料阻塞澆口及流道時(shí)，應(yīng)將噴嘴折下清理或擴(kuò)大模具冷料穴和流道截面。6澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理。一模多腔時(shí)，往往因澆口和澆道平衡設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致塑件外觀缺陷。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，要注意澆口平衡，各型腔內(nèi)塑件的重量要與澆口大小成正比，使各型腔能同時(shí)充滿，澆口 位置要選擇在厚壁處，也可采用分流道平衡布置的設(shè)計(jì)方案。若澆口或

48、流道小，薄，長(zhǎng)，熔料的壓力 在流動(dòng)過程中沿程損失太大，流動(dòng)受阻，容易產(chǎn)生填充不良。對(duì)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。7模具排氣不良。當(dāng)模具內(nèi)因排氣不良而殘留的大量氣體受到流料擠壓，產(chǎn)生大于注射壓力的高壓時(shí)，就會(huì)阻礙熔料充滿型腔造成欠注。對(duì)此，應(yīng)檢查有無設(shè)置冷料穴或其位置是否正確，對(duì)于型腔較深的 模具，應(yīng)在欠注的部位增設(shè)排氣溝槽或排氣孔；在合模面上，可開設(shè)深度為0.020.04mm,寬度為510mm 的排氣槽，排氣孔應(yīng)設(shè)置在型腔的最終充模處。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。此時(shí)，應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行干燥及清除易揮發(fā)物。此外，在模具系統(tǒng)的

49、工藝操作方面，可通過提高模具溫度，降低注射速度，減小澆注系統(tǒng)流動(dòng)助力， 以及減小合模力，加大模具間隙等輔助措施改善排氣不良。(8) 模具溫度太低。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。因此，開機(jī) 前必須將模具預(yù)熱至工藝要求的溫度，剛開機(jī)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)節(jié)制模具內(nèi)冷卻水的通過量。若模具溫度升 不上去，應(yīng)檢查模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理，(9) 熔料溫度太低，通常，在適合成型的范圍內(nèi)，料溫與充模長(zhǎng)度接近于正比例關(guān)系，低溫熔料的 流動(dòng)性能下降，使得充模長(zhǎng)度減短。當(dāng)料溫低于工藝要求的溫度時(shí)，應(yīng)檢查料筒加料器是否完好并設(shè)法提高料筒溫度。剛開機(jī)時(shí)，料筒溫度 ？鼙攘賢布尤繞饕潛碇甘鏡奈露紉鴕恍

50、屮圍飩 賢布尤鵲揭潛砦露群蠡剮椏蛭亂歡問奔洳拍蕓H綣朔樂谷哿戲紙獠壞貌徊扇臀倫涫保 墑實(shí)毖映訣溲 肥奔洌 朔 紛i6雜諑莞聳階芑墑實(shí)碧峋吡賢睬安殼蔚奈露??？BR> (10 )噴嘴溫度太低，在注射過程中，噴嘴是與模具相接觸的，由于模具溫度一般低于噴嘴溫度，且溫差較大， 兩者頻繁接觸后會(huì)使噴嘴溫度下降，導(dǎo)致熔料在噴嘴處冷凍。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。因 此，在開模時(shí)應(yīng)使噴嘴與模具分離，減少模溫對(duì)噴嘴溫度的影響，使噴嘴處的溫度保持在工藝要求的范圍內(nèi)。如果噴嘴溫度很低且升不上去，應(yīng)檢查噴嘴加熱器是否損壞，并設(shè)法提高噴嘴溫度，否則，流料的

51、壓 力損失太大也會(huì)引起欠注。（11）注射壓力或保壓不足。注射壓力與充模長(zhǎng)度接近于正比例關(guān)系，注射壓力太小，充模長(zhǎng)度短， 型腔填充不滿。對(duì)此，可通過減慢注射前進(jìn)速度，適當(dāng)延長(zhǎng)注射時(shí)間等辦法來提高注射壓力。在注射 壓力無法進(jìn)一步提高的情況下，可通過提高料溫，降低熔料粘度，提高熔體流動(dòng)性能來補(bǔ)救。值得注 意的是若料溫太高會(huì)使熔料熱分解，影響塑件的使用性能。此外，如果保壓時(shí)間太短，也會(huì)導(dǎo)致填充不足。因此，應(yīng)將保壓時(shí)間控制在適宜的范圍內(nèi)，但需要注 意，保壓時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)引起其它故障，成型時(shí)應(yīng)根據(jù)塑件的具體情況酌情調(diào)節(jié)。（12 ）注射速度太慢。注射速度與充模速度直接相關(guān)。如果注射速度太慢，熔料充模緩慢，而低

52、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。對(duì)此，應(yīng)適當(dāng)提高注射速度。但需注意，如果注射速度太快，很容易引起其它成型故障。（13 ）塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。當(dāng)塑件厚度與長(zhǎng)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。因此，在設(shè)計(jì)塑件的形體結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注 意塑件的厚度與熔料充模時(shí)的極限流動(dòng)長(zhǎng)度有關(guān)。在注射成型中，塑件的厚度采用最多的為13mm,大型塑件為36mm, 般推薦的最小厚度為；聚乙烯0.5mm,醋酸纖維素和醋酸丁酸纖維素塑料 0.7mm,乙基纖維素塑料0.9mm,聚甲基丙烯酸甲酯0.7mm,聚酰胺0.7mm,聚苯乙烯0.75

53、mm,聚氯乙烯2.3mm。通常，塑件的厚度超過 8mm 或小于0.5mm 都對(duì)注塑成型不利，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免采用這樣的厚度。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置，適當(dāng) 調(diào)整流道布局，提高注射速度或采用快速注射。提高模具溫度或選用流動(dòng)性能較好的樹脂等。7二溢料飛邊故障分析及排除方法（1 ）合模力不足。當(dāng)注射壓力大于合模力使模具分型面密合不良時(shí)容易產(chǎn)生溢料飛邊。對(duì)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。成型壓力為模具內(nèi)的平均壓力，常規(guī)情況下以40mpa計(jì)算。生產(chǎn)箱形塑件時(shí)，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯， 及A

54、BS的成型壓力值約為30mpa;生產(chǎn)形狀較深的塑件時(shí)，成型壓力值約為36mpa;在生產(chǎn)體積小于10cm3的小型塑件時(shí)，成型壓力值約為 60mpa。如果計(jì)算結(jié)果為合模力小于塑件投影面積與 成型壓力的乘積，則表明合模力不足或注塑定位壓力太高。應(yīng)降低注射壓力或減小注料口截面積，也 可縮短保壓及增壓時(shí)間，減小注射行程，或考慮減少型腔數(shù)及改用合模噸位大的注塑機(jī)。（2 ）料溫太高。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。因此，岀現(xiàn)溢料飛邊后，應(yīng)考慮適當(dāng)降低料筒，噴嘴及模具溫度，縮短注射周期。對(duì)于聚酰胺等粘度較低的熔料，如果僅靠改變成型條件來解決溢料飛邊缺陷是很困難的。

55、應(yīng)在適當(dāng)降低料溫的同時(shí)，盡量精密加工及修研模具，減小模具間隙。（3 ）模具缺陷。模具缺陷是產(chǎn)生溢料飛邊的主要原因，在出現(xiàn)較多的溢料飛邊時(shí)必須認(rèn)真檢查模具， 應(yīng)重新驗(yàn)核分型面，使動(dòng)模與定模對(duì)中，并檢查分型面是否密著貼合，型腔及模芯部分的滑動(dòng)件磨損 間隙是否超差。分型面上有無粘附物或落入異物，模板間是否平行，有無彎曲變形，模板的開距有無 按模具厚度調(diào)節(jié)到正確位置，導(dǎo)合銷表面是否損傷，拉桿有無變形不均，排氣槽孔是否太大太深。根 據(jù)上述逐步檢？櫚慕峁雜誆奈蟛羈剎捎沒 導(dǎo)庸之姆椒蟲枰耘懦呢R> （4）工藝條件控制不當(dāng)。如果注射速度太快，注射時(shí)間過長(zhǎng)，注射壓力在模腔中分布不均，充模速率不均衡，以及加

56、料 量過多，潤(rùn)滑劑使用過量都會(huì)導(dǎo)致溢料飛邊，操作時(shí)應(yīng)針對(duì)具體情況采取相應(yīng)的措施。值得重視的是，排除溢料飛邊故障必須先從排除模具故障著手，如果因溢料飛邊而改變成型條件或原料配方，往往對(duì)其他方面產(chǎn)生不良影響，容易引發(fā)其他成型故障。三熔接痕故障分析及排除方法(1) 溫太低。低溫熔料的分流匯合性能較差，容易形成熔接痕。如果說塑件的內(nèi)外表面在同一部位 產(chǎn)生熔接細(xì)紋時(shí)，往往是由于料溫太低引起的熔接不良。對(duì)此，可適當(dāng)提高料筒及噴嘴溫度或者延長(zhǎng)注射周期，促使料溫上升。同時(shí)，應(yīng)節(jié)制模具內(nèi)冷卻水的通過量，適當(dāng)提高模具溫度。一般情況下，塑件熔接痕處的強(qiáng)度較差，如果說對(duì)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

57、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。如果由于特殊需要，必須采用低溫成型工藝時(shí)，可適當(dāng)提高注射速度極增加注射壓力，從而改善熔料 的匯合性能。也可在原料配方中適當(dāng)增用少量潤(rùn)滑劑，提高熔料的流動(dòng)性能。(2)模具缺陷。模具澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)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。因此，應(yīng)盡量采用分流少的澆口形式并合理選擇澆口位置，盡量避免充模速率不一 致及充模料流中斷。在可能的條件下，應(yīng)選用一點(diǎn)式澆口，因?yàn)檫@種澆口不產(chǎn)生多股料流，熔料不會(huì) 從兩個(gè)方向匯合，容易避免熔接痕。如果模具的澆注系統(tǒng)中，澆口太多或太小，多澆口定位不正確或澆口到流料熔接處的間距太大，

58、澆注系統(tǒng)的主流道進(jìn)口部位及分流道的流道截面太小，導(dǎo)致料流阻力太大都會(huì)引起熔接不良， 使塑件表面產(chǎn)生較明現(xiàn)的熔接痕。對(duì)此，應(yīng)盡可能減少澆口數(shù)，合理設(shè)置澆口位置，加大澆口截面，設(shè)置輔助流 道，擴(kuò)大主流道及分流道直徑。為了防止低溫熔料注入模腔產(chǎn)生熔接痕，應(yīng)在提高模具溫度的同時(shí)在模具內(nèi)設(shè)置冷料穴。 此外，塑件熔接痕的產(chǎn)生部位經(jīng)常由于高壓充模而產(chǎn)生飛邊，而且產(chǎn)生這類飛邊后熔接痕不會(huì)產(chǎn)生縮孔，因此這類飛邊往往不作為故障排除，而是在模具上產(chǎn)生飛邊的部位開一很淺的小溝槽，將塑件上 的熔接痕轉(zhuǎn)移到附加的飛邊小翼上，待塑件成型后再將小翼除去，這也是排除熔接痕故障時(shí)常用的一 種方法。(3 )模具排氣不良，當(dāng)熔料的熔接線與模具的合模線或嵌縫重合時(shí)，模腔內(nèi)多股流料趕壓的空氣能 從合?？p隙或嵌縫處排出；但當(dāng)熔接線與合模線或嵌縫不重合，且排氣孔設(shè)置不當(dāng)時(shí)，模腔內(nèi)