南工大塑料成型加工竇ch6

第六章注射成型6.1概述注射成型（又稱注射模塑或注塑），是成型塑料制品是一種重要方法，幾乎所有的熱塑性塑料及多種熱固性塑料都可用此法成型?？沙尚透鞣N形狀、尺寸、精度、滿足各種要求的模制品。注塑制品約占塑料制品總量到20～30%。各種工業(yè)配件、儀器儀表零件、結(jié)構(gòu)件、殼體等。當(dāng)前第1頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)注射成型產(chǎn)品示例當(dāng)前第2頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)當(dāng)前第3頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)當(dāng)前第4頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)注射成型就是將塑料（一般為粒料）從注射機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒，經(jīng)加熱熔化呈流動狀態(tài)后，由柱塞或螺桿的推動，使其通過料筒前端的噴嘴注入閉合塑模中，充滿塑模的熔料在受壓的情況下，經(jīng)冷卻（熱塑性塑料）或加熱（熱固性塑料）固化后即可保持注塑模型腔所賦予的形樣，松開模具取得制品，完成一個(gè)模塑周期。6.1概述注塑成型的優(yōu)點(diǎn)：成型周期短；一次成型外形復(fù)雜，尺寸精確、帶有嵌件的制品；適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高；易于全自動化生產(chǎn)；經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)。當(dāng)前第5頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)注射成型原理當(dāng)前第6頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.1概述注塑機(jī)的基本作用：1.加熱塑料，使其達(dá)到熔化狀態(tài)；2.對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔；注塑機(jī)的發(fā)展史：1.柱塞式注塑機(jī)，生產(chǎn)60克以下制品；2.單螺桿定位預(yù)塑注塑機(jī)；3.移動螺桿式注塑機(jī)。當(dāng)前第7頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)注射機(jī)的分類根據(jù)塑化方式不同分類：柱塞式注射機(jī)、螺桿式注射機(jī)柱塞式注射機(jī)注射成型螺桿預(yù)塑化柱塞式注射機(jī)當(dāng)前第8頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)螺桿式注射機(jī)螺桿式注射機(jī)注射成型當(dāng)前第9頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)根據(jù)排列方式不同分類：臥式、立式、角式當(dāng)前第10頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2注射模塑設(shè)備由注射系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)和塑模三大部分組成。當(dāng)前第11頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.1注射系統(tǒng)作用：使塑料均勻地塑化并達(dá)到流動狀態(tài)，在很高的壓力和較快的速度下，通過螺桿或柱塞的推擠注射入模。系統(tǒng)包括：加料裝置、料筒、螺桿（或柱塞及分流梭）及噴嘴等部分。1.加料裝置倒圓錐或錐形，容量可供1～2小時(shí)的用料。有的配有計(jì)量裝置、加熱或干燥裝置、自動上料裝置等。當(dāng)前第12頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)當(dāng)前第13頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.1注射系統(tǒng)2.料筒加熱和加壓的容器，類似擠出機(jī)的料筒。能耐壓、耐熱、耐疲勞、抗腐蝕、傳熱性能好。柱塞式的料筒容積約為最大注射量3～5倍；螺桿式的料筒容積約為最大注射量2～3倍。外部配有加熱裝置，可分段加熱和控制，通過熱電偶顯示和恒溫控制儀表來精確控制。3.柱塞和分流梭柱塞式注射機(jī)料筒內(nèi)是重要部件。當(dāng)前第14頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.1注射系統(tǒng)（1）柱塞作用：將注射油缸的壓力傳給塑料并使熔料注射入模具。為堅(jiān)實(shí)、表面硬度很高的金屬柱。直徑20～100mm。注射容量=柱塞的沖程*柱塞截面積（2）分流梭裝在料筒前端內(nèi)腔中形狀頗似魚雷體的一種金屬部件。作用：將料筒內(nèi)流經(jīng)該處的塑料分成薄層，使塑料產(chǎn)生分流和收斂流動，以縮短傳熱導(dǎo)程，加快熱傳遞，提高塑化質(zhì)量。表面常有4～8個(gè)呈流線形的凹槽，2～10mm深，有幾條凸出筋，起定位和傳熱作用。當(dāng)前第15頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.1注射系統(tǒng)當(dāng)前第16頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)當(dāng)前第17頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)當(dāng)前第18頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.1注射系統(tǒng)4.螺桿移動螺桿式注射機(jī)的重要部件。作用：對塑料進(jìn)行輸送、壓實(shí)、塑化和施壓。螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先將料斗來的塑料卷入，并逐步將其向前推送、壓實(shí)、排氣和塑化，熔融的塑料不斷地被推送至螺桿頂部與噴嘴之間，螺桿本身受熔體的壓力而緩慢后退，當(dāng)積存的熔體達(dá)到一次注射量時(shí)，螺桿停止轉(zhuǎn)動，傳遞液壓或機(jī)械力將熔體注射入模。螺桿的結(jié)構(gòu)與擠出機(jī)螺桿基本相同。當(dāng)前第19頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)注射螺桿與擠出螺桿的不同：注射螺桿在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)有軸向運(yùn)動，有效長度是變化的。長徑比壓縮比小，只需塑化，不需提供穩(wěn)定壓力。螺槽深以提高生產(chǎn)率。加料段較長。螺桿頭部多為尖頭，有的加止逆環(huán)。當(dāng)前第20頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.1注射系統(tǒng)注射機(jī)螺桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）有軸向位移，有效長度是變化的；（2）長徑比和壓縮比較??；（3）螺槽較深，以提高生產(chǎn)率；（4）加料段較長；（5）螺桿頭部：粘度大的塑料常用錐形尖頭；粘度低的塑料常安裝止逆環(huán)。當(dāng)前第21頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)3、螺桿頭部結(jié)構(gòu)要注意防止出現(xiàn)熔融塑料積存、回流現(xiàn)象。一般η大的塑料，用錐行尖頭；η小的塑料，必須裝止逆環(huán)以防回流。當(dāng)前第22頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.1注射系統(tǒng)5.噴嘴聯(lián)結(jié)料筒和模具的橋梁。作用：注射時(shí)引導(dǎo)塑料從料筒進(jìn)入模具，并具有一定射程。噴嘴的內(nèi)徑一般都是自進(jìn)口逐漸向出口收斂的。類型：（1）直通式噴嘴呈短管狀，壓力和熱量損失小，不易產(chǎn)生滯料和分解，不用附設(shè)加熱裝置。延伸式噴嘴，需添設(shè)加熱裝置。適合加工高粘度塑料。當(dāng)前第23頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.1注射系統(tǒng)防止熔料的流涎或回縮，對噴嘴通道實(shí)行暫時(shí)封鎖。彈簧針閥式：依靠彈簧壓合噴嘴體內(nèi)的閥芯來實(shí)現(xiàn)封鎖，有效地杜絕流涎現(xiàn)象。用外在液壓系統(tǒng)通過杠桿來控制聯(lián)動機(jī)構(gòu)啟閉閥芯。（2）自鎖式噴嘴（3）杠桿針閥式噴嘴噴嘴的選擇應(yīng)根據(jù)加工的塑料性能及成型制品的特點(diǎn)來考慮。液控噴嘴彈簧針閥自鎖式噴嘴當(dāng)前第24頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.1注射系統(tǒng)當(dāng)前第25頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)自鎖式噴嘴的原理當(dāng)前第26頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.1注射系統(tǒng)6.加壓和驅(qū)動裝置加壓裝置：供給柱塞或螺桿對塑料施加的壓力，使柱塞或螺桿在注射周期中發(fā)生必要的往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行注射。類型液壓式機(jī)械式驅(qū)動裝置：使注射機(jī)螺桿轉(zhuǎn)動完成對塑料的預(yù)塑化。包括單速交流電機(jī)液壓馬達(dá)當(dāng)前第27頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.2鎖模系統(tǒng)作用：在注射過程中能鎖緊模具，而在取出制品時(shí)能打開模具。鎖模力：P：注射壓力，kg/cm2A：垂直于施壓方向的制品投影面積，cm2鎖模機(jī)構(gòu)應(yīng)保證：啟閉靈活、準(zhǔn)確、迅速而安全，避免運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生強(qiáng)烈振動；閉合時(shí)應(yīng)先快后慢，開啟時(shí)應(yīng)先慢后快再慢；模板移動距離、移動速度可調(diào)。當(dāng)前第28頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.2鎖模系統(tǒng)常用的鎖模系統(tǒng)：（1）機(jī)械式以電動機(jī)通過齒輪或蝸輪、蝸桿減速傳動曲臂或以杠桿動曲臂的機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)啟閉和鎖模作用。當(dāng)前第29頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.2鎖模系統(tǒng)（2）液壓式用油缸和柱塞依靠液壓力推動柱塞作往復(fù)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)啟閉和鎖模。充液式合模裝置單缸直壓式合模裝置雙作用液壓合模裝置a增壓式合模裝置四缸直鎖二板式鎖模裝置雙模板開式合模裝置四缸抱合二板式合模裝置當(dāng)前第30頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.2鎖模系統(tǒng)（3）液壓－機(jī)械組合式由液壓操縱連桿或曲肘撐桿機(jī)構(gòu)來達(dá)到啟閉和鎖模。曲肘撐板合模裝置四孔直式雙曲肘合模裝置外翻式雙曲肘合模裝置五孔斜式雙曲肘合模裝置液壓單曲肘合模裝置液壓雙曲肘組合合模裝置當(dāng)前第31頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.3注塑模具頂出裝置：開模時(shí)頂出模內(nèi)制品。機(jī)械式液壓式6.2.2鎖模系統(tǒng)模具：是利用本身特定形狀，使塑料（或聚合物）成型為具有一定形狀和尺寸的制品的工具。作用：在塑料的成型加工過程中，賦予塑料以形狀，給予強(qiáng)度和性能，完成成型設(shè)備所不能完成的工作，使它成為有用的型材或制品。開模頂出制品1當(dāng)前第32頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.3注塑模具基本結(jié)構(gòu)包括：澆注系統(tǒng)、成型零件、結(jié)構(gòu)零件三部分。澆注系統(tǒng)：塑料從噴嘴進(jìn)入型腔前的流道部分。包括主流道、冷料穴、分流道、澆口。成型零件：構(gòu)成制品形狀的各種零件。包括動模、定模、型腔、型芯、成型桿、排氣口。結(jié)構(gòu)零件：構(gòu)成模具結(jié)構(gòu)的各種零件。包括執(zhí)行導(dǎo)向、脫模、抽芯、分型等動作的各種零件。當(dāng)前第33頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.3注塑模具當(dāng)前第34頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)模具當(dāng)前第35頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.3注塑模具1.主流道緊接噴嘴到分流道或型腔的一段通道，與噴嘴處于同一軸心線上。特點(diǎn)：（1）開設(shè)在模具上，可加工成主流道襯套再緊配合于模板上；（2）主流道形狀呈圓錐形3～6

角，進(jìn)口端直徑應(yīng)比噴嘴孔徑大；（3）進(jìn)口端與噴嘴頭接觸處開成球面。當(dāng)前第36頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.3注塑模具2.冷料穴主流道出口端的空穴，以捕集噴嘴端部兩次注射之間所產(chǎn)生的冷料，防止阻塞分流道及澆口。冷料穴的直徑約8～10mm，深度約6mm。底部常設(shè)有脫模桿，脫模桿頂部呈曲折鉤形或下陷凹槽，以便脫模時(shí)順利的抽出主流道贅物。3.分流道多槽模中連接主流道和各個(gè)型腔的通道。在塑模上排列成對稱和等距離分布。當(dāng)前第37頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.3注塑模具常做成圓形、半圓形、梯形、矩形或橢圓形。在保證制品質(zhì)量和正常工藝條件下，分流道的截面積應(yīng)盡量小，長度盡可能短。4.澆口接通主流道（或分流道）與型腔的通道。澆口截面要小，而不致影響外觀；澆口通常開設(shè)在制品較厚部位；澆口的尺寸，根據(jù)塑料熔體的性質(zhì)來決定。截面形狀為矩形或圓形。當(dāng)前第38頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.3注塑模具作用：（1）控制料流速度（2）防止倒流（3）使熔體受到較高的剪切而升高溫度，提高流動性（4）便于制品與主流道系統(tǒng)分離當(dāng)前第39頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)5.型腔模具中成型塑料制品的空間。6.2.3注塑模具構(gòu)成型腔的組件統(tǒng)稱為成型零件。構(gòu)成制品外形的成型零件稱為凹模（或陰模）；構(gòu)成制品內(nèi)部形狀（孔、槽等）的稱為型芯或凸模（或陽模）當(dāng)前第40頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)型腔設(shè)計(jì)原則:6.2.3注塑模具（1）根據(jù)塑料的性能、制品的幾何形狀、尺寸公差、使用要求等來確定總體結(jié)構(gòu)；（2）選擇分型面，確定澆口和排氣孔的位置，脫模方式等；（3）按制品尺寸進(jìn)行各種零件的設(shè)計(jì)及各個(gè)零件間的組合方式；（4）對成型零件進(jìn)行整齊的選材、強(qiáng)度、剛度的校核；（5）考慮加工設(shè)備的操作要求。當(dāng)前第41頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.3注塑模具6.排氣口在模具中開設(shè)的一種槽形出氣口，用以排出原有的及熔料中帶入的氣體。料流的盡頭積有氣體，不及時(shí)排出，將使制品帶有氣孔、熔接不良、充模不滿、制品局部燒傷等。排氣孔一般設(shè)在型腔內(nèi)料流的盡頭或模具分型面上。也可利用頂出桿與頂出孔的配合間隙、脫模板與型芯的配合間隙排氣。排氣孔的槽深0.025～0.1mm，寬1.5～6mm。當(dāng)前第42頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.2.3注塑模具7.結(jié)構(gòu)零件導(dǎo)向零件：確保動、定模合模時(shí)準(zhǔn)確對中。脫模裝置：將制品能迅速和順利的自型腔中脫出。抽芯機(jī)構(gòu)：制品的側(cè)面帶孔或凹槽時(shí)，除少數(shù)制品可以強(qiáng)制脫模外，在模具中均應(yīng)設(shè)置側(cè)向分型或側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。8.加熱或冷卻裝置使熔料在模具內(nèi)固化定型的裝置?？勺匀焕鋮s，也可用冷卻介質(zhì)通入模具的專用管道來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前第43頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3注塑模塑工藝過程及控制因素6.3.1成型前的準(zhǔn)備1.成型前對原料的預(yù)處理對原料進(jìn)行外觀和工藝性能的檢驗(yàn)，有的粉料還需造粒、染色和干燥等。如：PC、PA、PMMA等須干燥。小批量：熱風(fēng)循環(huán)烘箱、紅外線加熱烘箱、真空烘箱。大批量：沸騰干燥、氣流干燥。常壓時(shí)通常100℃以上，注意干燥時(shí)間和之后的防潮。當(dāng)前第44頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.1成型前的準(zhǔn)備2.料筒的清洗初用某種塑料或初用注射機(jī)、生產(chǎn)中需改變產(chǎn)品、更換原料、塑料中有分解時(shí)需對注射機(jī)的料筒進(jìn)行清洗或拆換。柱塞式：拆卸清洗或用專用料筒。螺桿式：直接換料清洗。要求掌握塑料的熱穩(wěn)定性、成型溫度范圍、各種塑料之間的相容性。當(dāng)前第45頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.1成型前的準(zhǔn)備3.嵌件的預(yù)熱防止嵌件的周圍出現(xiàn)裂紋或?qū)е轮破窂?qiáng)度下降。預(yù)熱可減少熔料與嵌件的溫差，使嵌件周圍的熔料冷卻較慢，收縮均勻，產(chǎn)生熱料補(bǔ)縮作用，防止內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。預(yù)熱溫度：110～130℃。4.脫模劑的選用使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面的一種助劑。如：硬脂酸鋅（PA除外）、液體石蠟（PA常用）、硅油（較昂貴）。注意潤滑劑的用量要適中。當(dāng)前第46頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程一、注射工序一般地，注射過程要經(jīng)歷加料、塑化、充模、冷卻、脫模等步驟。1.加料注射成型是一間歇過程，保持定量加料，以保證操作穩(wěn)定，塑料塑化均勻，獲得良好制品。加料過多：受熱時(shí)間過長，容易引起物料的熱分解，注射機(jī)功率消耗增加。加料過少：料筒內(nèi)缺少傳壓物質(zhì)，模腔中塑料熔體壓力降低，難于補(bǔ)塑，易引起制品收縮、凹陷、空洞等缺陷。當(dāng)前第47頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程2.塑化加入的塑料在料筒中進(jìn)行加熱，由固體粒子變成熔體，經(jīng)過混合和塑化后，塑化好的熔體被柱塞或螺桿推擠至料筒的前端。3.充模經(jīng)過噴嘴、模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入并充滿型腔的過程。4.補(bǔ)塑在模具中熔體冷卻收縮時(shí)，繼續(xù)保持施壓狀態(tài)的柱塞或螺桿，迫使?jié)部诤蛧娮旄浇娜垠w不斷補(bǔ)充入模具中。當(dāng)前第48頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程5.保壓使模腔中的塑料能形成形狀完整而致密的制品。6.退回柱塞或螺桿，加入新料7.冷卻卸除料筒中塑料的壓力，通冷卻水、油等冷卻介質(zhì)，對模具進(jìn)一步冷卻。8.脫模冷卻到所需溫度，可用人工或機(jī)械的方式脫模。當(dāng)前第49頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)當(dāng)前第50頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程二、塑料的塑化原理1.塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到流動狀態(tài)并具有良好的可塑性的全過程。2.決定塑化質(zhì)量的因素（1）物料的受熱情況：料筒對塑料的加熱。（2）所受到的剪切作用：機(jī)械力強(qiáng)化混合和塑化，摩擦熱。當(dāng)前第51頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程3.對塑化的要求（1）塑料熔體在進(jìn)入模腔之前要充分塑化；既要達(dá)到規(guī)定的成型溫度又要使塑化料各處的溫度盡量均勻一致，使熱分解物的含量達(dá)最小值。（2）提供上述質(zhì)量的足夠的熔融塑料以保證生產(chǎn)連續(xù)而順利地進(jìn)行?？傊号c塑料的特性、工藝條件的控制、注射機(jī)塑化裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)前第52頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程4.塑料的塑化原理以柱塞式注射機(jī)的塑化為例。塑料塑化所需的溫度來自料筒壁對物料的傳熱物料內(nèi)部的摩擦熱設(shè)進(jìn)入料筒的塑料初溫為T1，料筒內(nèi)壁溫度為TW，則塑料可達(dá)到的最大溫升為TW-T1。但實(shí)際由噴嘴射出的塑料的平均溫度T2總小于TW，所以實(shí)際溫升為T2-T1。（1）加熱效率當(dāng)前第53頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程則加熱效率Eh

即：實(shí)際溫升與最大溫升之比。Eh值高，有利于塑化。（2）加熱效率的影響因素①在料筒幾何尺寸一定的情況下，塑料在料筒內(nèi)的受熱時(shí)間t與料筒中的存料量Vp，每次注射量W和注射周期tc有如下關(guān)系：則存料量多，注射周期長，都可增長受熱時(shí)間。當(dāng)前第54頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)②塑料的熱擴(kuò)散速率的影響6.3.2注射過程③料筒中料層的厚度a與料筒表面之間的溫差的影響可見：塑料的熱擴(kuò)散系數(shù)正比于熱傳導(dǎo)系數(shù)。K：熱傳導(dǎo)系數(shù)；C：塑料的比熱；：塑料的密度。

由于塑料的導(dǎo)熱性差，故隨料層厚度增大和料筒塑料間溫差減小，料筒的加熱效率會降低。當(dāng)前第55頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)④塑料中溫度分布的影響6.3.2注射過程塑料的平均溫度總是介于它的最低溫度Tm（T1<Tm<T2）與料筒溫度TW之間。溫度分布寬溫度分布窄T1物料初溫Tm最小溫度T2平均溫度TW控制溫度T1TWTmT2物料所受熱物料可獲熱溫度分布Eh=0.7Eh=0.9當(dāng)前第56頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)⑤塑料的性質(zhì)和塑料是否受到攪動的影響TW一定時(shí)，平均溫度隨溫度分布的加寬而降低，Eh低，反之則高。實(shí)踐證明：Eh值不應(yīng)小于0.8。6.3.2注射過程柱塞式注射機(jī)在料筒前端安置分流梭，以減小料層厚度的同時(shí)，還可以迫使塑料產(chǎn)生剪切和收斂流動，加強(qiáng)熱擴(kuò)散作用，另外料筒傳熱給分流梭，在傳給塑料，增大了熱接觸面積。如分流梭供熱，作為加熱器使用，則：當(dāng)前第57頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程如分流梭本身不供熱，料層厚度相當(dāng)于增加一倍，則5.塑化量單位時(shí)間內(nèi)料筒熔化塑料的重量。A：塑料的受熱面積；V：塑料的受熱體積；K：常數(shù)（當(dāng)注射機(jī)、塑料、塑料的平均溫度、加熱效率一定時(shí)）當(dāng)前第58頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程顯然：增大注射機(jī)的傳熱面積，減小加熱體積均可提高塑化量。柱塞式注射機(jī)采用分流梭來實(shí)現(xiàn)。三、流動與冷卻用柱塞或螺桿的推動將具有流動性和溫度均勻的塑料熔體注入面積開始，經(jīng)型腔注滿，熔體在控制條件下，冷固定型，到制品從模腔中脫出為止的過程。1.塑料在柱塞式注射機(jī)中所受的阻力為：①柱狀固體的流動阻力；②半固體的流動阻力；③熔融體的流動阻力。當(dāng)前第59頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程2.塑料在移動式螺桿注射機(jī)中所受阻力為：①螺桿頂部于噴嘴之間的流動阻力；②螺桿區(qū)塑料與料筒內(nèi)壁之間的阻力。移動式螺桿注射機(jī)注射時(shí)的阻力比柱塞式注射機(jī)小得多。3.注射過程中各階段溫度和壓力變化（1）柱塞空載期在時(shí)間t0～t1間，物料在料筒中加熱塑化，注射前柱塞或螺桿開始向前移動，但物料尚未進(jìn)入模腔，柱塞處于空載期，而物料在高速流經(jīng)噴嘴和澆口時(shí)，因剪切摩擦而引起溫度上升，同時(shí)，因流動阻力引起柱塞和噴嘴處壓力增加。當(dāng)前第60頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程（2）充模期時(shí)間t1時(shí)塑料熔體開始注入模腔，模具內(nèi)壓力迅速上升，至?xí)r間t2時(shí)，型腔被充滿，模腔內(nèi)壓力達(dá)最大值，同時(shí)物料溫度、柱塞和噴嘴處壓力增加。（3）保壓期在t2～t3時(shí)間內(nèi)塑料仍為熔體，柱塞需保持對塑料的壓力，使模腔中的塑料得到壓實(shí)和成型，并緩慢地向模腔中補(bǔ)壓入少量塑料，以補(bǔ)充塑料冷卻時(shí)的體積收縮。隨模腔內(nèi)料溫下降，模內(nèi)壓力也因塑料冷卻收縮而開始下降。當(dāng)前第61頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程（4）返料期（返壓期或倒流期）柱塞從t3開始逐漸后移過程中并向料筒前端輸送新料（預(yù)塑），由于料筒、噴嘴和澆口處壓力下降，而模腔內(nèi)壓力較高，尚未凍結(jié)的塑料熔體被模具內(nèi)壓返推向澆口和噴嘴，出現(xiàn)倒流現(xiàn)象。（5）凝封期在t4～t5時(shí)間內(nèi)，型腔中料溫繼續(xù)下降，至凝結(jié)硬化的溫度時(shí)，澆口凍結(jié)，倒流停止，凝封時(shí)間是t4～t5間的某一時(shí)間。當(dāng)前第62頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程（6）繼冷期是在澆口凍結(jié)后的冷卻期，實(shí)際上型腔內(nèi)塑料的冷卻是從充模結(jié)束后（時(shí)間t2）開始的。繼冷期是使型腔內(nèi)的制品繼續(xù)冷卻到塑料的玻璃化溫度附近，然后脫模。當(dāng)前第63頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程當(dāng)前第64頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.3制件的后處理為改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性，注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，需進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚怼Ｒ弧⑼嘶鹛幚硭芑痪鶆?，冷卻速度不同，均會使制品內(nèi)存在不均的結(jié)晶、定向、收縮，導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的存在，從而使制品力學(xué)性能下降、光學(xué)性能變壞、表面銀紋、變形開裂等。退火的方法：使制品在定溫的加熱液體介質(zhì)（水、礦物油、甘油、乙二醇和液體石蠟等）或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時(shí)間。當(dāng)前第65頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程處理時(shí)間決定于：塑料的品種；熱介質(zhì)溫度；制品的形狀；模塑條件。退火溫度：使用溫度以上10～20℃，或低于塑料熱變形溫度10～20℃。退火的實(shí)質(zhì)：1.使強(qiáng)迫凍結(jié)的分子鏈得到松弛，凝固的大分子鏈段轉(zhuǎn)向無規(guī)位置，消除內(nèi)應(yīng)力；2.提高結(jié)晶度、穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)、提高制品的彈性模量和硬度，降低斷裂伸長率。當(dāng)前第66頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.3.2注射過程二、調(diào)濕處理聚酰胺類塑料，高溫下與空氣接觸會變色，在空氣中存放易吸水膨脹。因此需將剛脫模的制件放在熱水中進(jìn)行處理。稱為“調(diào)濕處理”。當(dāng)前第67頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4注射模塑工藝條件的分析討論注射成型工藝的核心問題，就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到模腔中去，在控制條件下冷卻定型，使制品達(dá)到合乎要求的質(zhì)量。因此最重要的工藝條件應(yīng)該是足以影響塑化和注射充模質(zhì)量的溫度（料溫、噴嘴溫度、模具溫度）、壓力（注射壓力、模腔壓力）和相應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間（注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間）以及注射周期等。而會影響溫度、壓力變化的工藝因素（螺桿轉(zhuǎn)速、加料量及剩料等）也不應(yīng)忽視。當(dāng)前第68頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.1溫度一、料筒溫度料筒溫度關(guān)系到塑化質(zhì)量。1.塑料的性質(zhì)必須把塑料加熱到其粘流溫度Tf（或熔點(diǎn)Tm）以上，才能使其流動和進(jìn)行注射。因此，料筒末端的最高溫度應(yīng)高于Tf或Tm，但必須低于塑料分解溫度Td

即控制料筒末端溫度在Tf（或Tm）～Td之間。當(dāng)前第69頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.1溫度（1）Tf～Td間溫度較窄的熱敏性塑料，分子量較低和分子量分布較寬的塑料，料筒溫度應(yīng)選擇較低值，比Tf稍高即可；（2）Tf～Td分布較寬，分子量較高，分子分布較窄的塑料，料筒溫度可適當(dāng)選取較高值；（3）同時(shí)考慮塑料在料筒中停留的時(shí)間。一般，料筒溫度高，物料在料筒中的停留時(shí)間應(yīng)縮短，如：聚甲醛、聚三氟氯乙烯、聚氯乙烯更為重要。當(dāng)前第70頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.1溫度2.注射機(jī)類型（1）螺桿式注射機(jī)剪切作用大，有摩擦熱產(chǎn)生，料層薄，熔體粘度低，熱擴(kuò)散速率大，溫度分布均勻，加熱效率高，混合和塑化好，因此料筒溫度可低些。（2）柱塞式注射機(jī)僅靠料筒壁和分流梭表面往內(nèi)傳熱，料層厚，傳熱速率小，速率內(nèi)外層受熱不均，溫差較大，塑化不均勻，故料筒溫度應(yīng)比螺桿式注射機(jī)約高10～20℃。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)前第71頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.1溫度3.制品和模具結(jié)構(gòu)薄壁制品，塑料流動阻力大，易冷卻而失去流動能力，為順利充模，料筒溫度應(yīng)高些；厚壁制品，料筒溫度應(yīng)低一些；形狀復(fù)雜帶嵌件的制品，料筒溫度也應(yīng)高一些。4.料筒的溫度分布一般是從料斗一側(cè)（后端）起至噴嘴（前端）止，逐步升高，使塑料溫度平穩(wěn)上升，達(dá)到均勻塑化的目的。當(dāng)前第72頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.1溫度但原料濕含量偏高時(shí)，可適當(dāng)提高后端溫度。螺桿式注射機(jī)有助于塑化，前段溫度不妨略低于中段，以防止過熱分解。二、噴嘴溫度噴嘴溫度通常略低于料筒最高溫度，以防止塑料熔體的流涎現(xiàn)象。可從注射時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱得到補(bǔ)償。但不能過低，以防止熔料早凝，堵死噴嘴，影響制品性能。但溫度過高，將引起分解，某些物理機(jī)械性能下降。當(dāng)前第73頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.1溫度三、模具溫度模具溫度影響塑料熔體充模時(shí)的流動行為，并影響制品的性能。模具溫度取決于塑料的結(jié)晶性、制品的尺寸與結(jié)構(gòu)、性能的要求，以及其它工藝條件（熔料溫度、注射速度及注射壓力、模塑周期等）。模具溫度由冷卻介質(zhì)來控制。根據(jù)熔體溫度tm與冷卻介質(zhì)tc的溫度差t將冷卻速度分為緩冷、驟冷和中速冷卻。

1.模具溫度的影響當(dāng)前第74頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.1溫度tc<Tg為驟冷；tc≈Tg中速冷卻；Tc>Tg很多為緩冷。1.塑料流動性；2.充模壓力；3.注射機(jī)生產(chǎn)率；4.制品內(nèi)應(yīng)力；5.制品光潔度；6.制品冷卻時(shí)間；7.制品密度或結(jié)晶度；8.模塑收縮率；9.制品撓曲度。通常模溫提高，制品的絕大多數(shù)力學(xué)強(qiáng)度有所增加，但伸長率和沖擊強(qiáng)度則下降。當(dāng)前第75頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.1溫度2.模具溫度的確定（1）模具溫度通常低于Tg或不易引起制件變形的溫度，脫模溫度稍高于模溫。（2）粘度大（如聚碳酸酯、聚砜）宜選擇高模溫。粘度小（如PE、PA）宜選擇低模溫。（3）考慮對分子取向、結(jié)晶、制品內(nèi)應(yīng)力和各種物理機(jī)械性能的影響。模溫低，取向作用大，內(nèi)應(yīng)力高，不利于結(jié)晶；模溫高，利于結(jié)晶。當(dāng)前第76頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.2壓力壓力是塑料充滿和成型的重要因素。壓力的作用：1.推動料筒中塑料向前端移動，同時(shí)使塑料混合和塑化，柱塞（或螺桿）必須提供克服固體塑料粒子和熔體在料筒和噴嘴中流動所引起的阻力。2.充模階段注射壓力應(yīng)克服澆注系統(tǒng)和型腔對塑料的流動阻力，并使塑料獲得足夠的充模速度及流動長度，使塑料冷卻前能充滿型腔。3.保壓階段注射壓力應(yīng)能壓實(shí)模腔中的塑料，并對塑料因冷卻而產(chǎn)生的收縮進(jìn)行補(bǔ)料，使從不同的方向先后進(jìn)入模腔中的塑料熔為一體，從而使制品保持精確的形狀，獲得所需的性能。當(dāng)前第77頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.2壓力一、塑化壓力（背壓）螺桿式注射機(jī)，螺桿頂部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動后退時(shí)所受到的壓力，稱為“塑化壓力”，也稱“背壓”?？梢蕴峁┮簤合到y(tǒng)中的溢流閥來調(diào)整。大小隨螺桿的設(shè)計(jì)、制品質(zhì)量的要求及塑料種類的不同而不同，如這些情況和螺桿的轉(zhuǎn)速不變，增加塑化壓力，將增加剪切作用，提高熔體的溫度，但會減小塑化的速率，增大逆流和漏流。增加塑化壓力能使熔體的溫度均勻、色料混合均勻、排出熔體中的氣體。但會導(dǎo)致模塑周期延長，塑料降解。實(shí)際應(yīng)用中，在保證質(zhì)量的前提下塑化壓力應(yīng)越低越好，很少超過2MPa。當(dāng)前第78頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.2壓力二、注射壓力以柱塞或螺桿頂部對塑料所施加的壓力為準(zhǔn)。作用：克服塑料從料筒流向型腔的流動阻力，給予熔料充模的速率以及對熔料進(jìn)行壓實(shí)。其大小影響制品的質(zhì)與量，注射壓力的影響因素十分復(fù)雜。在注射過程中，隨注射壓力增大，塑料的充模速度加快，流動長度增加，制品中熔接強(qiáng)度提高，制品的重量可能增加，制品的大多數(shù)物理機(jī)械性能均有所提高。成型大尺寸，形狀復(fù)雜，薄壁制品，熔體粘度大，Tg高的，則宜選擇較高的注射壓力，但需退火處理，以消除高壓下產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)前第79頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.2壓力當(dāng)前第80頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.3時(shí)間（成型周期）完成一次注射過程所需的時(shí)間稱成型周期，也稱模塑周期。成型周期注射時(shí)間充模時(shí)間（柱塞或螺桿前進(jìn)時(shí)間）保壓時(shí)間（柱塞或螺桿停留在前進(jìn)位置的時(shí)間）閉模冷卻時(shí)間（包括柱塞后撤或螺桿轉(zhuǎn)動后退）的時(shí)間）其它時(shí)間（開模、脫模、涂拭脫模劑、安放嵌件、閉模）成型周期直接影響勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，生產(chǎn)中應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，盡量縮短成型周期中各時(shí)間。當(dāng)前第81頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.4.3時(shí)間（成型周期）充模時(shí)間直接反比于充模速率，一般3～5s；保壓時(shí)間：即對型腔中塑料的壓實(shí)時(shí)間，一般20～120s；冷卻時(shí)間：決定于制品厚度及塑料性能，一般30～120s。當(dāng)前第82頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6熱固性塑料的傳遞模塑和注射模塑6.6.1傳遞模塑傳遞模塑是將熱固性塑料錠（可先預(yù)熱）放在一加料室內(nèi)加熱，在加壓下使其通過澆口、分流道等進(jìn)入加熱的閉合模內(nèi)，待其硬化后，即可脫模取得制品。一、活板式傳遞模塑制品較小、嵌件大多伸出制品表面。使用壓縮模塑的壓機(jī)，只是塑模不同陰模陽?；畎迳喜垦b料室下部型腔當(dāng)前第83頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.1傳遞模塑二、罐式傳遞模塑塑模結(jié)構(gòu)不同與熱塑性塑料注射成型的差別在于引料接頭的方向相反。適合多槽模或模塑較大制品。當(dāng)前第84頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)三、柱塞式傳遞模塑與罐式的區(qū)別：主流道呈圓柱狀且不帶任何斜度壓機(jī)有兩個(gè)液壓操縱的柱塞主柱塞夾持塑模輔柱塞壓擠塑料模塑周期比罐式短6.6.1傳遞模塑當(dāng)前第85頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.1傳遞模塑當(dāng)前第86頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.1傳遞模塑四、傳遞模塑的優(yōu)點(diǎn)制品廢邊少，減少了后加工量；能模塑帶精細(xì)嵌件或易碎嵌件和穿孔的制品；能保持嵌件和孔眼位置的準(zhǔn)確；制品性能均勻、尺寸準(zhǔn)確、質(zhì)量提高；塑模的磨損較??；當(dāng)前第87頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.1傳遞模塑五、缺點(diǎn)塑模的制造成本較壓制模高；塑料損耗多；帶纖維性填料制品，填料定向會產(chǎn)生各向異性；嵌件周圍的塑料會因熔接不牢而使制品性能下降。當(dāng)前第88頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.2熱固性塑料的注射模塑60年代初出現(xiàn)的一種熱固性塑料的成型方法。熱固性塑料的注射要求：（1）嚴(yán)格控制成型溫度溫度低物料塑化不良，流動性差；溫度高，流動性變小，甚至發(fā)生硬化。（2）合模部分滿足排氣操作模具內(nèi)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)時(shí)有低分子物析出。（3）物料在料筒內(nèi)停留時(shí)間不能過長，嚴(yán)防硬化。常采用多模更替。（4）注射機(jī)的注射壓力和鎖模力應(yīng)比熱塑性塑料大。當(dāng)前第89頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.2熱固性塑料的注射模塑一、對原料的要求幾乎可以成型所有的熱固性塑料，用量最多的是酚醛塑料。要求酚醛壓塑粉具有較高大多流動性：>200mm在料筒溫度下不會過早發(fā)生硬化

80～95℃，10min75～85℃，1h以上粘度穩(wěn)定熱穩(wěn)定性良好當(dāng)前第90頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.2熱固性塑料的注射模塑二、注射機(jī)的特征基本形式螺桿式柱塞式：不飽和聚酯樹脂增強(qiáng)塑料的成型。以螺桿式注射機(jī)，酚醛塑料的成型為例，其特點(diǎn)：（1）等距等深無壓縮比螺桿螺桿不起壓縮作用，只起輸送作用，螺桿長徑比為12～16，要求具有一定的硬度并耐磨。（2）敞開式噴嘴，孔口直徑較?。?～2.5mm，便于拆卸，表面精加工。當(dāng)前第91頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.2熱固性塑料的注射模塑（3）料筒采用水或油加熱循環(huán)系統(tǒng)，以保證物料加熱穩(wěn)定，溫度均勻。其它加熱方式：電加熱、水冷卻工頻感應(yīng)加熱（4）宜用液壓馬達(dá)，以防止物料固化而扭斷螺桿。（5）鎖模機(jī)構(gòu)能滿足放氣操作，具有能迅速降低鎖模力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，常用增壓油缸。（6）具有加熱裝置和溫度控制系統(tǒng)。當(dāng)前第92頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.2熱固性塑料的注射模塑三、成型工藝1.料筒溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和螺桿背壓（1）料筒溫度太低，會外熟內(nèi)生，難以注射；過高，會過早交聯(lián)，失去流動性；要求塑料逐步受熱塑化，溫度分布逐步變化；溫度產(chǎn)生突變，熔料粘度就會突變，造成充模不良。一般：進(jìn)料端：30～70℃

料筒：75～95℃

噴嘴：85～100℃當(dāng)前第93頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.2熱固性塑料的注射模塑（2）螺桿轉(zhuǎn)速根據(jù)物料粘度變換。粘度小，轉(zhuǎn)速可高些，粘度大，應(yīng)低，以使物料充分塑化。一般40～60r/min。（3）背壓背壓高，物料停留時(shí)間長，固化程度大，粘度增高，不利于充模。應(yīng)選用較低背壓。當(dāng)前第94頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)2.注射壓力、注射速度和保壓時(shí)間（1）注射壓力作用：將料筒內(nèi)的熔料注入型腔內(nèi)，并起保壓作用。6.6.2熱固性塑料的注射模塑注射壓力增高，制品密度增大，力學(xué)強(qiáng)度、電性能好，但會引起內(nèi)應(yīng)力增大，飛邊嚴(yán)重。一般：100～170MPa。（2）注射速度隨注射壓力變化。當(dāng)前第95頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.2熱固性塑料的注射模塑速度快，熔料溫度高，可縮短固化時(shí)間；太快：低分子不易排出，出現(xiàn)缺料、氣痕、接痕，影響充模熔體流態(tài)，影響制品質(zhì)量。一般：3～5cm/s。（3）保壓時(shí)間補(bǔ)塑時(shí)間長，固化封口，塑料密度大，收縮率下降。當(dāng)前第96頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.2熱固性塑料的注射模塑3.模具溫度和固化時(shí)間（1）模具溫度提高模具溫度，縮短成型周期。模具溫度低，硬化時(shí)間長，生產(chǎn)效率低，制品物理、機(jī)械性能下降。過高，硬化太快，低分子不易排除，制品質(zhì)地疏松、起泡、顏色發(fā)暗。一般，模具溫度150—220℃，動模比定模高10—15℃。塑料品種、制品變化，相應(yīng)調(diào)整模具溫度。當(dāng)前第97頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.6.2熱固性塑料的注射模塑（2）固化時(shí)間與制件的壁厚成正比，形狀復(fù)雜，需延長固化時(shí)間。固化時(shí)間長，沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度增加、收縮率下降。固化時(shí)間過長，使生產(chǎn)周期延長。一般為3—6s。綜上，與壓縮模塑相比，注射模塑具有以下優(yōu)點(diǎn)：成型周期顯著縮短、生產(chǎn)過程簡化、生產(chǎn)效率提高、后加工量減少、勞動條件改善、自動化程度提高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、適合大批量生產(chǎn)。當(dāng)前第98頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7反應(yīng)注射模塑ReactionInjectionMoulding(RIM)是將兩種具有高化學(xué)活性的低相對分子量液體原料，在高壓下（14—20MPa）下經(jīng)過撞擊混合，然后注入密閉的模具內(nèi)，完成聚合、交聯(lián)、固化等化學(xué)反應(yīng)并形成制品的工藝過程。優(yōu)點(diǎn)：（1）聚合反應(yīng)與注射模塑結(jié)合為一體；（2）物料混合效率高、節(jié)能、產(chǎn)品性能好、成本低；（3）液體原料粘度低、流動性好，易于輸送；（4）混合均勻，原料配方靈活，充模壓力低，鎖模力低；（5）調(diào)整化學(xué)組分，可模塑性能不同的產(chǎn)品；（6）反應(yīng)速度快，生產(chǎn)周期短；（7）模具數(shù)量及夾具少，可節(jié)約設(shè)備投資；（8）生產(chǎn)過程簡化，不需造粒、熔化，耗能少，適宜大型及形狀復(fù)雜的制品。當(dāng)前第99頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.1反應(yīng)注射工藝流程及原料一、反應(yīng)注塑工藝流程：加熱A組分B組分加熱計(jì)量計(jì)量高壓下碰撞混合機(jī)械能注射充模聚合交聯(lián)固化放熱脫模后處理制件加熱當(dāng)前第100頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.1反應(yīng)注射工藝流程及原料二、原料1.氨基甲酸乙酯在汽車工業(yè)配件領(lǐng)域占優(yōu)勢，正向農(nóng)業(yè)設(shè)備、電話通訊設(shè)備、家用電器市場擴(kuò)展。生成聚氨酯，最先專業(yè)化并不斷取得新進(jìn)展。2.尼龍6尼龍6制品的熱變形溫度高，質(zhì)地堅(jiān)硬。當(dāng)前第101頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)3.苯乙烯類樹脂制品較脆，需增韌處理，收縮率大。4.環(huán)氧樹脂力學(xué)性能、電性能良好、成本高，固化時(shí)間長。6.7.1反應(yīng)注射工藝流程及原料當(dāng)前第102頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.2反應(yīng)注射模塑設(shè)備一、反應(yīng)注射模塑對設(shè)備的要求（1）能準(zhǔn)確控制原料各組分的流量及混合比率；（2）能快速加熱和冷卻原料；（3）兩組分在混合頭內(nèi)能獲得充分的混合，原料注入模腔后可自動清理；（4）兩組分應(yīng)同時(shí)進(jìn)入混合頭；（5）料流以層流形式注射入模；（6）固化速度快，要求快速的模塑循環(huán)。當(dāng)前第103頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.2反應(yīng)注射模塑設(shè)備二、RIM設(shè)備工作原理加料比例的控制兩組分均勻混合注模反應(yīng)注射成型當(dāng)前第104頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.2反應(yīng)注射模塑設(shè)備三、RIM設(shè)備的組成6.7.2反應(yīng)注射模塑設(shè)備當(dāng)前第105頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.2反應(yīng)注射模塑設(shè)備1.蓄料系統(tǒng)蓄料槽、氣體（惰性）管路2.液壓系統(tǒng)泵、閥、管件及油路系統(tǒng)和管路。使A、B兩組分物料能按比例準(zhǔn)確輸送。3.混合系統(tǒng)使A、B組分物料實(shí)現(xiàn)高速、均勻混合，并加速混合液從噴嘴注射入模?；旌项^設(shè)計(jì)符合流體力學(xué)原理，具有自動清洗作用。當(dāng)前第106頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.3反應(yīng)注射工藝要點(diǎn)1.兩組分物料的貯存加熱和計(jì)量（1）分別貯存，貯罐密封、氮?dú)獗Ｗo(hù)、恒溫。（2）液壓定量泵計(jì)量輸出，計(jì)量精度±1.5%。包括軸向柱塞高壓泵正位移徑向柱塞泵齒輪泵2.撞擊混合高壓注入，將原液的壓力能轉(zhuǎn)換為動能。出口壓力12—24MPa?；旌腺|(zhì)量與雷諾數(shù)有關(guān)，Re≥200，1Pa.s以下。當(dāng)前第107頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)當(dāng)前第108頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.3反應(yīng)注射工藝要點(diǎn)3.充模高速充模原料的粘度不能太高，也不能太低。粘度過低，不利于增強(qiáng)反應(yīng)注塑（RRIM），排氣困難，影響充模穩(wěn)定性。粘度下限。4.固化脫模（一般需涂脫模劑）固化機(jī)理：（1）化學(xué)交聯(lián)：反應(yīng)液必須具有兩個(gè)以上的官能團(tuán)，反應(yīng)溫度在Tg以下脫模。（2）相分離：聚合期間，硬化段聯(lián)結(jié)成一些區(qū)域，能結(jié)晶，類似剛性粒子，使體系粘度迅速上升至凝膠化。達(dá)到一定程度可以脫模。當(dāng)前第109頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.4聚氨酯的反應(yīng)注塑和增強(qiáng)反應(yīng)注塑（RRIM）1.聚氨酯的反應(yīng)注塑（RIM）發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)裝置年增長率25—40%，產(chǎn)品消費(fèi)年增長率20—28%，制品性能好，廣泛應(yīng)用。（1）原料組分要求粘度低，流動性好，反應(yīng)活性高。A組分：聚醚型多元醇、擴(kuò)鏈劑（交聯(lián)劑）、催化劑、發(fā)泡劑和表面活性劑。B組分：異氰酸酯（MDI）、異氰酸酯的預(yù)聚體、發(fā)泡劑、表面活性劑。當(dāng)前第110頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.4聚氨酯的反應(yīng)注塑和增強(qiáng)反應(yīng)注塑（RRIM）擴(kuò)鏈劑的作用：與異氰酸酯基反應(yīng)，將大分子連接起來。常用：脂肪系二元醇，如乙二醇、丙二醇、1、4-丁二醇。催化劑：鏈增長、擴(kuò)鏈反應(yīng)催化。常用：有機(jī)錫類，二月桂酸二丁基錫叔胺類，三乙撐二胺。物理發(fā)泡劑：鹵代烴類化合物（現(xiàn)正禁用）非鹵代烴類（2）配方及工藝條件表6-8P184，半硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料類低密度制品RIM典型配方。當(dāng)前第111頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.4聚氨酯的反應(yīng)注塑和增強(qiáng)反應(yīng)注塑（RRIM）工藝條件：反應(yīng)溫度：聚醚預(yù)熱溫度32℃

異氰酸酯溫度32℃

模具溫度60℃

注射壓力：聚醚：15.7MPa

異氰酸酯：15MPa

生產(chǎn)周期：充模：1～4S

生產(chǎn)周期32～120S當(dāng)前第112頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.7.4聚氨酯的反應(yīng)注塑和增強(qiáng)反應(yīng)注塑（RRIM）2.增強(qiáng)聚氨酯的反應(yīng)注塑（RRIM）選用增強(qiáng)材料：碳纖維、玻璃、尼龍、木質(zhì)素纖維、云母、硅灰石、碳酸鈣、滑石粉。提高制品彈性模量增加必要的輔助設(shè)備當(dāng)前第113頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)當(dāng)前第114頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.8注射模塑的發(fā)展注射技術(shù)、注射設(shè)備、注射制品的質(zhì)量均日新月異注射機(jī)向精密、自動、大型和微型方向發(fā)展。如：鎖模力120000KN/，最大注射量96Kg，注射速率700cm3/s4.8.1排氣式注塑解決吸濕材料注射制品的質(zhì)量問題1959年開始，PMMA排氣式注塑試驗(yàn)1922年以后，擴(kuò)大應(yīng)用范圍當(dāng)前第115頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)4.8.1排氣式注塑排氣式注塑機(jī)可直接成型具有親水性或單體溶劑及揮發(fā)物的熱塑性塑料，不必經(jīng)過預(yù)干燥。如：PCPAPMMA纖維素等排氣式注塑機(jī)的特點(diǎn)：①注塑機(jī)料筒中部開設(shè)有排氣口、并與真空系統(tǒng)相連接。②螺桿排氣段較長，螺槽較深，不完全充滿熔料，防止溢料。③雙階四段排氣螺桿。一段：加料區(qū)和壓縮區(qū)二段：減壓區(qū)和均壓區(qū)螺桿頂端設(shè)阻流閥新式螺桿：一端直徑大，另一端直徑小，小直徑塑化，大直徑混煉注射，利用螺桿與大料筒間隙排氣。當(dāng)前第116頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.8.2結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料：ρ：10～60Kg/m3之間的發(fā)泡材料。表面呈封閉的致密表層，芯部為多種方法。適用于成型壁厚5mm以上，具有較大重量和尺寸的塑料制品。制品抗彎曲，剛性好，可減少加強(qiáng)筋，內(nèi)應(yīng)力小，使用中不易產(chǎn)生大變形，機(jī)械加工性能好，木材的替代物。結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射單組分：低壓注塑高壓注塑雙組分：夾心注塑當(dāng)前第117頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.8.2結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑1.低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑與普通注塑的區(qū)別在于模腔壓力低。2～7MPa鎖模力較小充料量只占模腔容積的75～85％，為欠料注塑?；瘜W(xué)發(fā)泡劑熱塑性塑料料筒混合塑化發(fā)泡劑分解滲入塑料熔體與氣體混合物貯料室內(nèi)壓注射流經(jīng)噴嘴發(fā)泡劑受熱分解熔體立即膨脹推向型腔壁充滿模腔當(dāng)前第118頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.8.2結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑當(dāng)前第119頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)當(dāng)前第120頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)常用塑料：PS、PE、PP、PPO、PC、PA、PU等發(fā)泡劑：化學(xué)發(fā)泡劑0.3～0.7％缺點(diǎn)：只能產(chǎn)生較小的制品。6.8.2結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑2.高壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑料增加二次鎖模保壓裝置熔體注入一定時(shí)間后，動模板后移，使模具型腔增大，利于發(fā)泡膨脹。缺點(diǎn)：模具費(fèi)用高，二次鎖模保壓。制品易留下條紋、折痕。當(dāng)前第121頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)當(dāng)前第122頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.8.2結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑3.夾心注塑70年代投入工業(yè)化生產(chǎn)70年代中期出現(xiàn)雙流道噴嘴和三流道噴嘴。設(shè)置有兩個(gè)獨(dú)立的料筒和塑化裝置，采用特殊的噴嘴。兩個(gè)料筒的注射順序可以任意調(diào)整。工藝過程：①先注射表層材料（不含發(fā)泡劑，A）②隨后注射內(nèi)層材料（含發(fā)泡劑，B）同澆口另一流道③最后注入A使?jié)部诜忾]同時(shí)入模當(dāng)前第123頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.8.2結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑當(dāng)前第124頁\共有140頁\編于星期二\3點(diǎn)6.8.2結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑制品：閉合的連續(xù)不發(fā)泡的表層和發(fā)泡結(jié)構(gòu)的芯層制品類型：①內(nèi)層發(fā)泡、外層不發(fā)泡②外層發(fā)泡、內(nèi)層不發(fā)泡③外層采用增強(qiáng)材料、內(nèi)層為非增強(qiáng)材料④內(nèi)層為增