塑料的注塑加工工艺和条件

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随着注射成型加工精度要求的不断提高，除了正确选材和对所选塑料进行改性之外，如何正确选择成型工艺条件，合理分析制品的综合收缩率与加工工艺各参数之间的相互关系，以及收缩率产生的各种原因与加工因素对它的影响等是一项很重要的课题。
1 实验部分
+ |- m# x2 U+ Z- l& F1.1 实验原料
, H7 Y& N! v# ?" W& QPP：1390型，注射级共聚PP。
1.2 设备
- `2 r- {' u7 Q# u; g1 \# Q注射机：SZ-100／160NB；
$ G& {' g# ^1 t% Z% v$ |) r! y7 Q& b模具：钢制注射平板模具。
1.3 试样规格
200mm×100mm×4mm的平板。
/ m7 }+ L; [8 `( V1.4 工艺条件
: q2 D# h+ `# R6 c! o) L$ G表1列出PP的注射成型工艺条件。
表1 PP的注射成型工艺条件
项目 注射工艺参数
2 |0 x" _- M7 E6 {1 K6 ?2 ]0 a机筒温度/℃ 180 200 210 220
注塑压力/Mpa 60 80 100 120
) b; E, w/ N4 G4 |6 z保压压力/Mpa 40 50 60
注射温度/℃ 200 210 220 230
7 T0 P6 C2 _) X! I+ m( E注射时间/s 3 4 5 6
; T, ~; i1 p  W+ h/ M$ \9 d保压时间/s 30 40 50 60
2 n' ^  ^' z( c" k# X8 e2 u& w& h- m模具温度/℃ 50 60 70 80
冷却时间/ s 20 30 40 50
* |6 W: k0 @  `3 v* `  x2 Z6 F0 X2 结果与讨论
& n8 P( q; w- v$ n2.1 收缩过程和机理
! v' v6 i5 N1 [0 f7 Z仔细观察PP试样在表1所列各工艺条件组合下的注射情况可以发现，整个制品的收缩率为1％-3％，而这种收缩由三部分构成，即浇口凝固前的收缩、冷却收缩和脱模后的自由收缩。
7 o+ f" z4 T9 R" m. E, y2.1.1 浇口凝固前的制品收缩
: u4 c! F# g9 \$ YPP制品在浇口凝固前的收缩很大程度上取决于熔体的补偿能力。物料一进入模具内，由于此时模具温度较低，熔体温度急速下降，而熔体的密度和粘度在不断提高。熔体的补偿能力取决于保压压力的大小，以及在该压力下将熔体继续向模内传递的整个充模时间。这一过程要一直持续到浇口凝固并封闭为止。因此可以认为，保压压力和保压时间与这一阶段的收缩关系极大，若保压压力大，保压时间长，则制品的收缩率相对较低。
2.1.2 冷却过程中的制品收缩
从浇口开始凝固直至脱模的整个阶段为冷却阶段。此阶段再无其它新的熔体进入模腔，PP制品的件重和密度不再变化。冷却过程中，制品的收缩与模具温度及冷却速率、冷却时间有关，冷却速度快，制品来不及松弛，收缩率可能较小；如果模具温度高，冷却速度慢，分子有充分的松驰时间，收缩率就可能增大。
& e& I* O  B! \; B+ S3 Z# U1 H2.1.3 脱模后制品的自由收缩
脱模后的PP制品需在室温下静置一段时间，这是因为脱模后的制品还有一个自由收缩的过程。如果工艺条件设置不当，此段时间内还可能发生一些自然应力释放后的变形。
7 q9 Q1 v6 f! J2 Y5 ~( p5 o$ J因此，我们从制品测得的总收缩量是以上三部分之和。塑料材料产生收缩是正常的，但如何控制和掌握制品收缩与工艺因素的关系是一项较复杂的研究课题，必须从影响制品收缩率的工艺因素来进行分析研究。
# J5 l3 Y1 C! S, f- R7 o2.2 影赂收缩率大小的工艺因素
2.2.1 模腔平均压力对收缩率与稳定性的影响
在PP注射过程中，熔体在特定温度和压力下充入模腔并一直持续到浇口封口，这一段压力也可称作封口压力。封口压力对制品收缩起决定性作用，封口压力越高，制品收缩越小；如果注射时的工艺条件和设备不能保证稳定的封口压力，就会使制品产生收缩波动，影响制品的尺寸稳定性。
封口之前的模腔压力取决于保压压力，保压压力实际上可看作维持保压阶段的注塑压力，如果浇口冻封时间是一定的，那么提高保压压力必须使浇口的封口压力提高，保压压力对浇口封口压力的影响实际上就反映了对收缩率的影响，而保压压力实际上也是注塑压力的直接反映，图1示出注塑压力与制品收缩率的关系。
0 ^5 M0 x# p9 H& l7 a& {文章关键词： 塑料 注塑 加工工艺