熱固性塑料的注射工藝

1、熱固性塑料的注射工藝熱固性塑料的注射工藝熱固性塑料熱固性塑料的成型是將塑料先經(jīng)加熱逐漸熔融塑化，同時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在壓力和熱的繼續(xù)作用下，充模成型并交聯(lián)固化成為制件。熱固性塑料的壓制成型、傳遞成型和注射成型等諸種成型加工方法，其成型原理均屬于此。熱固性塑料注射成型是將塑料從料斗輸送到規(guī)定溫度的料筒中，使其受熱塑化，熱量來自加熱裝置的熱傳導(dǎo)和螺桿旋轉(zhuǎn)時塑料與料筒壁、塑料與螺桿之間的磨擦熱以及被螺桿剪切和攪拌時內(nèi)部的磨擦熱。熱固性塑料塑化后的塑料在施壓螺桿的推動下流經(jīng)噴孔注射入已閉合的模具中固化成型。模具溫度遠(yuǎn)高于料筒溫度。事實(shí)上，塑化進(jìn)入模腔時已經(jīng)達(dá)到能夠固化反應(yīng)所需的溫度，所以塑料在模腔內(nèi)能迅

2、速固化。較之壓制成型生產(chǎn)周期短。熱固性塑料熱塑性塑料對熱的作用是可逆的，在注射成型過程中除可能發(fā)生某些分子斷鏈外，塑料從受熱熔融、冷卻變硬均系物理變化過程。而熱固性塑料對熱的作用是不可逆的，在受熱時其化學(xué)反應(yīng)會繼續(xù)向前推進(jìn)，塑化時只有控制在使塑料獲得的熱量僅能使塑料中樹脂分子的活動性加大，軟化熔融粘度降低，而不發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)促使粘度高的條件下，注射過程方可順利進(jìn)行。熱固性塑料在正常操作下，塑料在料筒塑化過程中反發(fā)生的反應(yīng)，其固化程度應(yīng)小于5%。也就是說，只有在塑料的固化程度小于5%，才能注射出較為理想的塑件。優(yōu)質(zhì)的熱固性塑料的獲得取決于：注射設(shè)備及模具、塑料的工藝性能及成型工藝備件。熱固性

3、塑料一）料筒溫度與模具溫度：熱固性塑料在料筒中受熱塑化時同時發(fā)生著兩個過程，其一是樹脂分子因受熱而使活動性增加，樹脂的粘度降低，其二是樹脂分子因受熱再使其化學(xué)反應(yīng)速度增大，在分子間形成交聯(lián)鍵而使粘度增大。這兩個過程以何種占優(yōu)勢制取決于溫度和受熱的時間。熱固性塑料 當(dāng)溫度過低時，塑料可能尚未完全接觸，當(dāng)然也就不具有注射所必須的流動性，塑料受熱熔融后，隨著溫度的升高或受熱時間的延長，塑料粘度將明顯地降低，粘度降至某一最低點(diǎn)后塑料將隨著溫度的繼續(xù)升高或加熱時間的繼續(xù)延長而使交聯(lián)反應(yīng)增大，故粘度又將明顯地增高，這時予塑力越過最小點(diǎn)而上升。熱固性塑料一）料筒溫度與模具溫度：為便于操作，塑料在料筒溫度下保

4、持流動態(tài)的時間應(yīng)較長，故料筒溫度應(yīng)選取力矩的最小點(diǎn)所對應(yīng)的時間為較長者的溫度為定，也就是說，料筒溫度的選擇一般是在能滿足塑料熔觸流動的前提下，取其接近于低限的溫度，以避免在注射操作過程中發(fā)生因塑料在料筒中的交聯(lián)程度超過某一范圍而使注射成型難于進(jìn)行，甚至因固化程度過高而堵死螺桿。 如酚醛塑料常在90左右而熔融，而在100120時開始自行放熱，塑料已深度軟化，在130140左右達(dá)到其最大流動性范圍，而料筒溫度一般都控制在：高溫段為8090，并決不超過95為宜，低溫加熱段則常為5060，塑料在這溫度下塑化后，流經(jīng)噴咀時因高速磨擦被再次加熱，溫度又提高至110125。 和熱塑性塑料注射成型一樣，可以采

5、用對空注射來判斷溫度設(shè)定是否正確。例如：酚醛塑料“塑11-10注黑”，從噴咀射出的料，射空速度快，射出后料的直徑稍大于噴咀直徑，色澤灰暗，斷面較疏松，且成空心，表明料溫適宜，適合注射；又如：三聚氰胺或甲醛玻璃纖維塑料，從噴咀射出的料，射空速度快，剛射出的料用手捏時有松軟的感覺，表明溫度適宜，適合注射。熱固性塑料熱固性塑料受熱時，隨溫度的升高其固化速度加大，故只有選取具有相當(dāng)高的固化度所對應(yīng)的溫度為模具溫度時，才能在較短時間內(nèi)使塑料固化成型。 模具溫度的選擇應(yīng)考慮不同種類塑料固化反應(yīng)的特點(diǎn)。如聚鄰苯二甲酸二烯丙酯，不飽和聚酯塑料，固化時系按游離基聚合反應(yīng)而交聯(lián)，放熱比較集中，當(dāng)模具溫度高時制件易

6、出現(xiàn)裂紋和白斑，模具溫度一般為150165。對于酚醛塑料而言，在150200，動模與靜模的溫度差值為1020，以利用熱膨脹的差異使制件貼在動模上，便于脫模和頂出制件。熱固性塑料二）螺桿轉(zhuǎn)速及背壓螺桿轉(zhuǎn)速是控制物料溫度的一個參數(shù)。轉(zhuǎn)速增大，塑料受到的剪切作用越大，摩擦生成的熱量增大。對于固化速度較快的塑料品種可取低的轉(zhuǎn)速。螺桿直徑增大，摩擦生成熱也會增大，因此，隨著直徑增大，相應(yīng)轉(zhuǎn)速也要降低。 酚醛塑料粉，當(dāng)螺桿直徑為4060mm左右時，轉(zhuǎn)速應(yīng)為3080轉(zhuǎn)/分。當(dāng)注射玻纖增強(qiáng)酚醛塑料時，處于減少對玻纖的磨損，所以用3040轉(zhuǎn)/分為宜。 背壓也稱反壓力。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動將塑料向前推進(jìn)和進(jìn)行塑化時，常給螺

7、桿施加一定的背壓，減低螺桿后退的速度，壓緊聚積在螺桿前端的塑料，增大其密實(shí)度，還可排出同塑料一同進(jìn)入料筒內(nèi)的空氣。背壓小達(dá)不到目的。但背壓過大，使消耗于螺桿轉(zhuǎn)動的功增大，同時由于摩擦生成的熱量增高，使料溫增高。還可能使物料在螺桿噴咀離開模具時從噴咀流出。當(dāng)背壓大于積料使螺桿后退的反作用力時，將無法進(jìn)料。一般背壓值可為注射壓力的1/1001/150（表壓約為0.30.6Mpa）。熱固性塑料三）注射壓力和注射速度：注射壓力的大小取決于塑料的流動性、固化速度和模具結(jié)構(gòu)等因素。塑料的流動性小，固化速度快、模具溫度高，模具流程長及形狀復(fù)雜時，均應(yīng)選擇較高的注射壓力。在一定范圍內(nèi)增大成型壓力可使制件的密度

8、增高，從而有利于制件強(qiáng)度的提高。注射壓力增大常使流速增大以至摩擦熱也會增大，這有利于固化時間的減少。注射壓力范圍一般為80200Mpa。常用為100140Mpa。 注射速度與注射壓力起著相輔相成的作用。調(diào)整注射速度可以消除疏松、流痕。但過高易使制件出現(xiàn)氣泡和焦跡。飛邊毛刺。一般酚醛塑料的注射速度為1.83.5米/分左右。有資料稱，在注射酚醛樹脂時，采用較高的模溫，較慢的注射速度可使制件的抗拉強(qiáng)度、拉彎強(qiáng)度增加，收縮率降低。熱固性塑料熱固性塑料四）成型周期：成型周期是指注射一模制件所用的總時間。包括塑化、注射、保壓、保溫固化、開模、取出制件及閉模等時間。制件的成型周期與其它工業(yè)參數(shù)彼此相關(guān)，如固化速度越快，所需保溫固化時間就越短，而固化速度除與樹脂性質(zhì)有關(guān)外，還與其它一切有助于升溫的工藝條件有關(guān)。在各操作步驟中，保溫固化時間所占比例最大。熱固性塑料用“塑11-10注黑”酚醛料注射一個重350克的物件，該物件壁厚45mm，凸緣部分最大厚度為8mm，成型周期為120秒，其中保溫固化時間為90秒，當(dāng)然在進(jìn)行保溫固化時，同時也進(jìn)行了保壓及加料操作，但足見其所占比例之大。欲達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，用單純縮短保溫固化時間是不行的，合理途徑是改進(jìn)塑料配方用其制造工藝，