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引言

塑料制品在如今的工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，越來(lái)越多的替代了金屬材料制品，金屬制品所承受的功能逐漸被塑料制品所替代，因此塑料制品的強(qiáng)度好壞變得尤為重要，所以識(shí)別注塑過(guò)程中影響制品強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，并加以控制十分必要。

1 溫度對(duì)強(qiáng)度的影響

注塑溫度是影響塑料制品成型的關(guān)鍵因素，主要由熔料溫度和模具溫度兩方面組成。其中熔料溫度又主要取決于料筒和噴嘴兩部分的溫度。熔料溫度高有利于減低熔料的粘度，增強(qiáng)熔料的流動(dòng)性，注塑時(shí)熔料的壓力小，注塑出的制品表面光澤度較好。從總體上看，熔料溫度高有利于改善充模狀況以及熔料在模腔內(nèi)的傳遞，降低取向性等，有利于制品的綜合性能的提高。但過(guò)高的溫度也是不可取的，當(dāng)熔料溫度接近或達(dá)到原料物性溫度的上限值時(shí)，外界的熱能大于高分子的鍵能，造成分子的鏈結(jié)構(gòu)被破壞，即常說(shuō)的熔料熱降解，由此會(huì)導(dǎo)致成型后的塑膠制品的力學(xué)性能變差，強(qiáng)度降低。模具溫度是指在成型過(guò)程中的模具內(nèi)腔表面的溫度。成型時(shí)熔料的充模流動(dòng)，充模后制品的冷卻速度，以及成型后的制品性能等均受到模具溫度影響。一般來(lái)講，模具溫度高，熔料的冷卻速率小，結(jié)晶速率大，有利于分子的松弛過(guò)程，分子的取向效應(yīng)小，可以使制品的冷卻速率均勻一致，制品的張力強(qiáng)度大，可以防止裂紋等成型缺陷的產(chǎn)生。

所以在產(chǎn)品生產(chǎn)前，首先要了解產(chǎn)品原料的熔點(diǎn)、分解溫度以及性能特性，這是設(shè)定注塑溫度的前提。需結(jié)合原料的物性特點(diǎn)充分評(píng)估驗(yàn)證工藝條件，設(shè)定合理的注塑溫度。以長(zhǎng)春PBT4130為例，其熔點(diǎn)為225℃，熱分解溫度為280℃，所以在實(shí)際生產(chǎn)中注塑溫度控制在240-260℃之間即可，不宜過(guò)高。

2 熔接痕對(duì)強(qiáng)度的影響

熔接痕是注塑制品常見(jiàn)缺陷，也是影響制品強(qiáng)度的重要因素。所謂熔接痕，是指在充模過(guò)程中兩股熔料相匯合時(shí)形成的線狀痕跡。研究和大量實(shí)例表明，制品上熔接痕區(qū)域的力學(xué)性能明顯要低于其他區(qū)域。而對(duì)于大多數(shù)塑膠制品而言，熔接痕卻又是比較難以避免的，但從注塑工藝，如壓力、速度、時(shí)間等以及模具結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行改進(jìn)和控制，是可以消除或降低熔接痕對(duì)制品強(qiáng)度的影響的。如提高注射壓力可以克服流道中的阻力，把壓力傳遞到熔料前鋒，使熔料在熔接處以高壓熔合，可以使熔接痕處的密度增加，從而使熔接強(qiáng)度得到提高。而提升保壓壓力不僅可以給熔料分子鏈的運(yùn)動(dòng)提供更多的動(dòng)能，而且能夠促進(jìn)兩股熔料的相互結(jié)合，同樣會(huì)提高熔接區(qū)域的密度和熔接痕強(qiáng)度。此外縮短注射時(shí)間和提高注射速度可使熔料充模壓力提高，減少前鋒匯合前的流動(dòng)時(shí)間，降低熱損耗，并加強(qiáng)剪切生熱，使熔料粘度下降，流動(dòng)性增加，從而提高熔接痕強(qiáng)度。

模具方面，如果條件允許，盡可能使用一個(gè)澆口，這樣可避免從不同澆口進(jìn)膠所產(chǎn)生的熔料冷熔接痕。對(duì)于那種因排氣不暢導(dǎo)致兩股料流之間產(chǎn)生夾層氣體，最終阻礙料流的融合的熔接痕，可以通過(guò)在模具上加開(kāi)排氣槽或是真空引氣的方式減輕或消除。模具上亦可在熔接痕出現(xiàn)的部位設(shè)計(jì)冷料穴，使熔料前鋒在冷料穴部位進(jìn)行匯合。此外，模具在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就可以通過(guò)模流仿真分析，提前偵知熔接痕出現(xiàn)的位置，從而對(duì)模具和工藝進(jìn)行調(diào)整，可使熔接痕位置避開(kāi)制品使用時(shí)的受力點(diǎn)。

3 內(nèi)應(yīng)力對(duì)強(qiáng)度的影響

塑膠制品內(nèi)應(yīng)力是塑料粒子在熔融成型過(guò)程中，由于受注塑工藝參數(shù)(如注塑壓力、注塑溫度、保壓時(shí)間、模具溫度、等)以及所選用塑料材料本身特性等多種原因影響而產(chǎn)生。當(dāng)塑膠制品存在嚴(yán)重內(nèi)應(yīng)力時(shí)，零件容易出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。常見(jiàn)的主要內(nèi)應(yīng)力有三種：第一種：注塑過(guò)程中熔料在注塑壓力作用下使分子鏈沿注塑流動(dòng)方向定向排列后被凍結(jié)而產(chǎn)生取向應(yīng)力；第二種：在注塑完成后冷卻時(shí)，由于模具各位置的冷卻溫度不一致導(dǎo)致制品產(chǎn)生冷卻應(yīng)力；第三種：塑膠制品在成型后由于模具的頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不均勻造成頂出零件時(shí)出現(xiàn)變形、泛白等現(xiàn)象而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

注塑過(guò)程中的內(nèi)應(yīng)力或多或少會(huì)存在，不可能完全消除，但是可以采取有效措施降低內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，從而將其對(duì)強(qiáng)度的影響降到最低。如可以在熔料不分解的前提下，采用較高的料筒溫度，從而降低熔料的流動(dòng)粘度，減小塑料制品中的取向應(yīng)力；適當(dāng)提升模具溫度，可以避免熔料在充模過(guò)程中遇到較低模溫而急速冷卻，產(chǎn)生不均勻收縮從而形成冷卻應(yīng)力。此外在模具設(shè)計(jì)上可根據(jù)塑料制品形狀進(jìn)行合理的澆口和流道設(shè)計(jì)，以利于成型過(guò)程中的補(bǔ)料，使制品得以順利成型以減少應(yīng)力的形成。對(duì)于材料剛性比較大或玻璃化溫度較高的塑膠制品，可以通過(guò)熱處理的方式進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的消除，比如我們常用見(jiàn)尼龍制品的水煮的即是使用的熱處理方式去除應(yīng)力。

4 材料對(duì)強(qiáng)度的影響

除上述三種原因外，原材料的性能對(duì)塑膠制品強(qiáng)度的影響也是至關(guān)重要的。如今市場(chǎng)上塑料粒子魚(yú)龍混雜，大量劣質(zhì)假冒材料充斥其間，如不慎誤用，將嚴(yán)重影響塑膠制品的性能質(zhì)量。要保證原材料的合規(guī)性就必須規(guī)范采購(gòu)渠道，從正規(guī)途經(jīng)購(gòu)買(mǎi)，有條件的可以直接從原料廠家進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，無(wú)法直接從原廠進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)的，必須從有代理資質(zhì)的代理廠家處進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，以確保原材料的正宗性。同時(shí)亦可以使用檢測(cè)設(shè)備對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè)，如現(xiàn)在的紅外光譜分析的方法即可以對(duì)塑料成分進(jìn)行鑒定。此外，回次料的使用對(duì)制品強(qiáng)度影響較大，添加比例必須嚴(yán)格控制，對(duì)于力學(xué)要求較高的塑膠制品，必須使用全新料生產(chǎn)，堅(jiān)決不能添加回收料。

5 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合原料物性制定合理的注塑參數(shù)，同時(shí)根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)繼續(xù)進(jìn)行合理的模具設(shè)計(jì)，并使用優(yōu)良的材料，在這幾者的共同作用下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)塑膠制品強(qiáng)度的有效控制和提高。