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塑料注塑工藝的影響因素分析

張 健
（愛(ài)斯隆精密注塑（天津）有限公司，天津 300385）

摘 要：注塑成型工藝在塑料加工中占有很重要地位，注塑成型決定著產(chǎn)品質(zhì)量、外觀、形狀等，最主要的是該技術(shù)對(duì)產(chǎn)品性能有著極大的影響。為了更好的保障注塑成型所生產(chǎn)的制品質(zhì)量，本文分析了注塑工藝影響因素。

關(guān)鍵詞：注塑工藝；影響因素；質(zhì)量

1 塑料注塑工藝的影響因素

1.1 溫度

溫度是注塑成型技術(shù)的關(guān)鍵因素，通常，溫度偏高，會(huì)引起產(chǎn)品的洛氏硬度、彎曲模量、懸臂梁沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)應(yīng)力等變低。模具溫度、料筒溫度及噴嘴溫度是需要重點(diǎn)研究的對(duì)象。

1.1.1 模具溫度

模具溫度對(duì)注塑成型產(chǎn)品質(zhì)量有極大地影響，目前控制模具溫度的方法主要有加熱法、自然散熱發(fā)、風(fēng)冷、水冷卻等。模具溫度對(duì)結(jié)晶條件及結(jié)晶度有著決定性作用。模具溫度高，冷卻速度小以及結(jié)晶速率大時(shí)，高溫模具溫度有利于PET分子鍵的松弛，減小分子取向。一般而言，模具溫度低時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)應(yīng)力和懸臂沖擊強(qiáng)度會(huì)升高而撓曲模量和拉伸屈服強(qiáng)度會(huì)降低。

1.1.2 料筒溫度

料筒溫度對(duì)塑料的流動(dòng)性及塑化性有顯著的影響。原料在料筒中加熱熔化，在高溫條件下原料容易發(fā)生氧化，最終影響產(chǎn)品性能。比如POM、PVC等熱敏塑性材料的配備就要嚴(yán)格控制加熱溫度及加熱溫度。通常料筒溫度升高，產(chǎn)品的成型流動(dòng)性、制品表面光澤度及沖擊強(qiáng)度會(huì)增加，而取向度、收縮率、內(nèi)應(yīng)力及翹曲度會(huì)降低。

1.1.3 噴嘴溫度

噴嘴溫度直接影響了塑料袋流動(dòng)性和塑化性。噴嘴溫度對(duì)塑件的力學(xué)性能及成型條件有著顯著的影響。噴嘴溫度過(guò)高時(shí)制品光澤度增加、熔料粘度降低。然而溫度的提高會(huì)帶來(lái)熔料容易分解，從而影響了制品性能。

從整體而言，《組織學(xué)與胚胎學(xué)》的特點(diǎn)是內(nèi)容龐雜抽象，如新名詞數(shù)量繁多、生澀，顯微鏡下觀察到的局部的、平面的、靜態(tài)的結(jié)構(gòu)需要與人體實(shí)際的整體的、立體的、動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)想象聯(lián)系。這些正是學(xué)習(xí)這門(mén)課程的難點(diǎn)所在。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中往往感到比較枯燥，并且抓不住重點(diǎn)，總是在課中忙著記筆記，在課后忙著抄筆記，對(duì)知識(shí)并沒(méi)有做到充分的理解，最終的結(jié)果必然是什么也沒(méi)記住。

1.2 時(shí)間

注塑工藝中時(shí)間影響主要有：注射時(shí)間、保壓時(shí)間及冷卻時(shí)間。表1為注塑時(shí)間分析。

表1 注塑時(shí)間分析

1.3 壓力

注塑成型工藝中壓力是很重要因素。在注塑成型工藝中壓力類(lèi)型主要有：塑化壓力、注射壓力及保壓壓力。下面對(duì)這三種壓力進(jìn)行分析說(shuō)明。

1.3.1 塑化壓力

該壓力增加會(huì)增加熔體的溫度，從而減小塑化速度。塑化壓力的增加同時(shí)也能夠使熔體溫度比較均勻。塑化壓力的增加能夠提高制品結(jié)構(gòu)性能。

1.3.2 注射壓力

為了提高熔體的流動(dòng)性、改善流體沖模速度以及降低成型過(guò)程中的收縮率，需要增加注射壓力。該壓力是注塑成型中比較重要的參數(shù)。壓力大小以及保壓時(shí)間與制品的性能有直接關(guān)系，同時(shí)壓力速度也能夠影響到塑件質(zhì)量。

1.3.3 保壓壓力

為了防止樹(shù)脂在冷卻過(guò)程中不產(chǎn)生回流，需要在樹(shù)脂上加保壓壓力。保壓壓力能夠減少樹(shù)脂在冷卻過(guò)程中的收縮率，提高保壓壓力能夠時(shí)熔體更充分填充在模具中，從而制備出質(zhì)量更好的塑件。然而保壓壓力過(guò)大則會(huì)出現(xiàn)脫模比較難的問(wèn)題。因此在實(shí)際中保壓壓力要根據(jù)具體工藝去設(shè)置。

1.4 應(yīng)力

由于塑料種類(lèi)多，每種塑料之間的屬性也有所差異，一些塑料在應(yīng)力作用下會(huì)發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。為了解決這一問(wèn)題，工作人員往往是在注塑時(shí)候加入添加劑，增加塑件的抗裂性。張甲敏使用SEM技術(shù)對(duì)聚醚酰亞胺注射成型制品開(kāi)裂的微觀進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：塑件應(yīng)力與模具溫度、機(jī)筒溫度以及材料烘干溫度的選擇有關(guān)。從SEM圖像中能可以看出熔融塑料在注塑過(guò)程中的填充過(guò)程，根據(jù)流動(dòng)波紋可以判斷機(jī)筒溫度、模具溫度是否滿(mǎn)足工藝條件，還可根據(jù)SEM中微小銀紋來(lái)判斷材料機(jī)筒溫度及烘干情況是否滿(mǎn)足工藝條件。

塑料干燥過(guò)程中，若干燥度過(guò)高則塑料內(nèi)應(yīng)力會(huì)下降。提高料筒溫度，使得熔體年度下降，這樣有利于降低應(yīng)力。如果料筒溫度過(guò)高則熔體發(fā)生分解，反而使得塑件應(yīng)力增加，因此料筒溫度選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇。注射壓力增加以及時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)增加取向應(yīng)力，而收縮應(yīng)力則會(huì)下降。

1.5 收縮率

在塑料注塑成型中，熔體在注射過(guò)程中由于聚合物分子流動(dòng)方向收縮率大于垂直方向，從而造成了翹曲變形。在注塑成型中嚴(yán)重變形可能使成品成為廢品，因此需要找出變形的原因，從而保障制品質(zhì)量。影響注射制品收縮率的原因有很多，模具、設(shè)備、工藝等都影響。其中塑料注塑工藝參數(shù)是影響成品收縮率最大的因素，工藝參照主要是溫度、時(shí)間及壓力。統(tǒng)計(jì)顯示，收縮波動(dòng)及模具制造誤差帶來(lái)的誤差占制品誤差的33.3%。由于加工工藝不同，使得結(jié)晶型塑料結(jié)晶度發(fā)生改變的占道制品誤差為50%～60%。熔體溫度升高會(huì)引起收縮率的變化，主要原因是熔體溫度高會(huì)將大量熱量帶入到模腔中，由于模具溫度的升高，從而使收縮率變大。塑料的種類(lèi)對(duì)收縮率也有影響，熱塑料在澆注過(guò)程中由于結(jié)晶化原因會(huì)發(fā)生體積變化，從而導(dǎo)致形狀發(fā)生改變。

1.6 結(jié)晶性

通常將熱塑性材料在冷凝過(guò)程中是否出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象可將熱塑材料分為兩類(lèi)：非結(jié)晶性和結(jié)晶性材料。高分子在熔融狀態(tài)時(shí)分子是自由運(yùn)動(dòng)，滿(mǎn)足布朗運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有次序，一旦溫度下降運(yùn)動(dòng)中的分子將會(huì)停止下來(lái)，這樣的分子具有固定的位置，這一現(xiàn)象叫結(jié)晶現(xiàn)象。結(jié)晶材料和非結(jié)晶材料可以通過(guò)外觀來(lái)區(qū)別，結(jié)晶材料為半透明或不透明，而非結(jié)晶材料則是透明的。在注塑過(guò)程中結(jié)晶性塑料延展性差、脆性高，而滲透性、難溶性會(huì)升高。影響注塑中結(jié)晶形成的因素主要有壓力、溫度以及時(shí)間。其中溫度是最要因素，溫度升高加快了分子的運(yùn)動(dòng)，在溫度降低過(guò)程中外力的作用也增加了結(jié)晶的概率。

結(jié)論

在塑料制備過(guò)程中，注塑工藝對(duì)制品性能有極大地影響。為了制備性能良好的材料需要對(duì)注塑工藝條件進(jìn)行分析及優(yōu)化。表面質(zhì)量的影響因素主要有溫度、注射速度、注射壓力等，在注射過(guò)程中溶體需要填充到模具中，但需要注意的是不能產(chǎn)生較大的壓力，否則材料就會(huì)開(kāi)裂。影響注塑成型工藝的因素有很多，為了確保在生產(chǎn)過(guò)程中保障塑件的有良好的性能需要對(duì)影響它的因素進(jìn)行分析。本文對(duì)溫度、時(shí)間、壓力、應(yīng)力等因素進(jìn)行了分析。在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中有著重要的意義。

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中圖分類(lèi)號(hào)：TQ320

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