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1、第四章塑料的注射成型第一节概述第二节塑料注射成型机第三节塑料注射成型工艺过程第四节注射成型工艺条件的分析讨论第五节注射制品常见的缺陷第六节热固性塑料的注射成型及传递模塑第七节其它注射成型第四章塑料的注射成型第一节第一节 概述概述1.注射模塑注射模塑将粉状或粒状塑料从注射机料斗加入料筒中加热熔融塑化，在螺杆的旋转挤压作用下，物料被压缩并向前移动，通过料筒前端的喷嘴以很快的速度注射入温度较低的闭合模具内，经一定时间冷却定型后开启模具即得制品。2注射成型在塑料成型加工工业中的地位注射成型在塑料成型加工工业中的地位（1）注射制品应用广泛；（2）注射制品约占塑料制品总产量的30%，注射机产量约占成型设备
2、总产量的50%；（3）注射成型适应性强。3注射成型的特点注射成型的特点（1）成型周期短，生产效率高。（2）能一次成型形状复杂、表面光滑、带嵌件的制品。（3）自动化程度高，劳动强度低。（4）对塑料的适应性强。4塑料成型加工工业发展趋势塑料成型加工工业发展趋势（1）大型化、精密化、自动化、微型化。（2）研究开发新的注射成型技术。（3）设计新型注塑制品，扩大应用领域。第二节 注射成型机 一 注射成型机的规格型号 二 注射成型机的分类 三 注射成型机的基本结构 第二节第二节注射成型机注射成型机一、一、公称注射量及规格型号公称注射量及规格型号：1公称注射量：公称注射量：在对空注射情况下，注射螺杆（柱塞）
3、作一次最大注射行程时，所能达到的最大注射量。（1）重量法）重量法:以PS为标准，以注射的重量表示（克）。（2）容量法）容量法:以PS为标准，以注射的容量表示（cm3）。2规格规格30、60、125、250、500、1000、2000、3000、4000、8000、32000（cm3）等。3规格型号的表示规格型号的表示：XSZYx（500）:表示公称注射量为500(x)cm3的螺杆式（y）塑料（s）注射（z）成型（x）机。二、注射机的分类：二、注射机的分类：1柱塞式注射机（图柱塞式注射机（图4-6-25）（1）主主要要构构造造：注射系统（柱塞、料筒、分流梭等）、锁模装置等。（电气控制、油路控制等
4、）（2）特征特征：.结构简单，制造方便。.混合、塑化效果不良。(搅拌、剪切作用小)。.传热不良。（3）适用性）适用性：.适用于小型注射机。（60克以下）.对热敏性塑料，大、中型注射机不适用。原因原因：存料量多，一般为注射量的48倍，停留时间长。图图4-6-25卧式柱塞式注塑机结构示意卧式柱塞式注塑机结构示意1-机座机座2-电动机及油泵电动机及油泵3-注射油缸注射油缸4-加料调节装置加料调节装置5-注射料筒柱塞注射料筒柱塞6-加料筒柱塞加料筒柱塞7-料斗料斗8-料筒料筒9-分流梭分流梭10-定模板定模板11-模具模具12-动模板动模板13-锁模机构锁模机构14-锁模锁模(副副)油缸油缸15-喷嘴
5、喷嘴16-加热器加热器17-油缸油缸图图4-6-26卧式螺杆注塑机结构示意卧式螺杆注塑机结构示意1-机座机座2-电动机及油泵电动机及油泵3-注射油缸注射油缸4-齿轮箱齿轮箱5-齿轮传动电动机齿轮传动电动机6-料斗料斗7-螺杆螺杆8-加加热器热器9-料筒料筒10-喷嘴喷嘴11-定模板定模板12-模具模具13-动模板动模板14-锁模机构锁模机构15-锁模锁模(副副)油缸油缸16-螺杆传动齿轮螺杆传动齿轮17-螺杆花键槽螺杆花键槽18-油箱油箱（1）主要构造）主要构造：注射系统、锁模系统、模具。（2）特点：）特点：.螺杆塑化、注射合二为一，结构简化，制造方便，应用广泛。.混合均匀，传热、塑化良好，模
6、塑质量高。（3）适适用用性性：流动性差、热敏性塑料；大、中、小型制品均可。（流动性好、热稳定性塑料）根据外形还可以分为立式和卧式的。2移动螺杆式注射机（图移动螺杆式注射机（图4-6-26）三、注射机的基本结构三、注射机的基本结构：1注射系统：注射系统：（1）主主要要作作用用：塑料的输送、混合、压实、熔融、塑化、注射和保压等。（2）主主要要部部件件：料斗、料筒、螺杆、柱塞、分流梭、喷嘴等。.柱塞柱塞：表面硬度高，坚实光滑金属杆。A作用作用：将油压传递给熔体，注射入模腔，保压。B.理论最大注射量：Q=sA。.分流梭分流梭：装在料筒前端形状如鱼雷体的金属部件。（图4627）作用作用：A.使物料分流，
7、料层变薄。B.缩短传热导程，提高热传导和塑化质量。C.减少了料筒壁处物料的分解。D.因流道横截面，剪切速率，摩擦热，使表观粘度g降低，有利于传热和注射。图图4-6-27分流梭的结构示意分流梭的结构示意.喷嘴喷嘴：A.作用作用：a.引导熔体从料筒进入模具。b.使物料进一步混合、塑化。(孔径小，剪切速率大)c调节料流速度。B分类分类：（图4628）a.直通式直通式：特点特点：颈短，不用单独加热；压力损失小；不易分解、滞料；补料易；剪切作用小，易流涎，射程近。适用性适用性：粘度高、热敏性塑料，厚壁制品。b.延伸式延伸式：特特点点：颈长，需单独加热；压力损失较小；射程较远；补缩作用较大；有流涎现象。适
8、适用用性性：大、易分解塑料等。如ABS、PC、POM等。c自锁式：自锁式：自自锁锁作作用用：依靠弹簧的弹力作用压合喷嘴体内的阀芯，以实现自锁。特特点点：自锁效果好，防止“流涎”；但结构复杂，压力损失大，射程近，补缩作用小。适用性适用性：聚酰胺、PET等低粘度塑料。b.延伸式延伸式：特特点点：颈长，需单独加热；压力损失较小；射程远；补缩作用大；有流涎现象，小孔径时，有利于克服流涎。适适用用性性：大、易分解塑料。如ABS、PC、POM等。c自锁式：自锁式：自自锁锁作作用用：依靠弹簧的弹力作用压合喷嘴体内的阀芯，以实现自锁。特特点点：自锁效果好，防止“流涎”；但结构复杂，压力损失大，射程近，补缩作用
9、小。适用性适用性：聚酰胺、PET等低粘度塑料。图图4-6-28通用式喷嘴通用式喷嘴(a)延伸式喷嘴延伸式喷嘴(b)和弹簧针阀式喷嘴和弹簧针阀式喷嘴(c)结构示结构示意意1-喇叭口喇叭口2-电热圈电热圈3-顶针顶针4-导杆导杆5-弹簧弹簧2锁模系统：锁模系统：（1）.作用作用：锁合模具，开、闭模具，顶出制品。（2）.锁模力锁模力：F=（0.40.7）PA（3）.分类：（图分类：（图4-6-29）.机械式，机械式，A优点优点：结构简单，制造容易，维修方便。B缺点缺点：启动频繁，负荷大，噪音大，易磨损，行程短。C适用性适用性：小型机械。.液压式液压式：特点特点：A.模板行程大，运行平稳、可靠，易紧急
10、刹车。B易安装、调模。.液液压压-机机械械式式：由液压操作联杆或曲肘撑杆机构启动和闭合模具。A优点：优点：a.有自身增力作用。（联杆式曲肘）b.伸直时有自锁作用。B缺点缺点：易机械磨损，调模麻烦。C适用性适用性：多用于中、小型注射机。图图4-6-29曲臂锁模机构闭模曲臂锁模机构闭模(a)和开模和开模(b)工作原理示意工作原理示意图图3模具（图模具（图4-6-30）：）：利用本身特定形状，使塑料成型为具有一定形状和尺寸的制品的工具。（1）主流道）主流道：连接喷嘴至分流道或浇口的通道。作用：引导熔体进入分流道或浇口。作用：引导熔体进入分流道或浇口。特特点点：多为圆锥形，直径向内扩大，呈26，便于赘
11、物去除，为减少回头料，应尽量短。（2）分流道）分流道：多槽模中连接主流道与浇口的通道。要求要求：分布对称，等距，均称。图图4-6-30典型注射模具结构图典型注射模具结构图1-定位环定位环2-主流道衬套主流道衬套3-定模底板定模底板4-定模板定模板5-动模板动模板6-动模垫板动模垫板7-模座模座8-顶出板顶出板9-顶出底板顶出底板10-回程杆回程杆11-顶出杆顶出杆12-导向柱导向柱13-凸模凸模14-凹模凹模15-冷却水通道冷却水通道（3）冷料穴）冷料穴：主流道末端的空穴。作作用用：捕集喷嘴端部两次注射间的冷料。（防止分流道、浇口阻塞）（4）浇口）浇口：连接主流道（分流道）与型腔的通道。作用作
12、用：.控制料流速度。.防止倒流。（截面小，冷凝快，早凝）.提高料温，提高流动性。.便于制品脱离。（5）型腔）型腔：构成制品几何形状的部分。凹模凹模（阴模）：构成制品外形的部分。凸模凸模（阳模）：构成制品内部形状的部分。分型面分型面：分开模具，取出制品的平面。（6）排气口）排气口：常设在分型面上或模腔端部。一般深度为0.030.2mm,宽为6mm左右的浅槽。防止气体卷入熔体中，而使制品产生气泡，甚至充模不满。第三节第三节热塑性塑料注射模塑工艺过程热塑性塑料注射模塑工艺过程一.准备阶段二.注射成型工艺过程三.后处理过程1.热处理2.调湿处理第三节第三节热塑性塑料注射模塑工艺过程热塑性塑料注射模塑工
13、艺过程一、成型前的准备一、成型前的准备：1对原料性能的了解对原料性能的了解：（1）热性能：）热性能：热扩散系数热扩散系数：=k/Cp（104，cm2/秒）衡量原料热传导难易的重要参数。式中：k为导热系数，Cp为恒压热容，为密度。Tg。Tf。Tm。Td：决定了成型温度范围，一般为Tf（Tm）Td。A保证物料具有良好的加工流动性。B使物料不分解。（2）流变性能：）流变性能：剪剪切切速速率率、温度和压力等对熔体粘度的影响规律。A聚碳酸酯等，粘度对温度敏感。B聚乙烯等，粘度对剪切速率敏感。熔体流动速率熔体流动速率：要求MI较高，如PE、PP，MI一般应为29克/10分钟。（3）压缩率：）压缩率：PA6
14、6在100MPa时，4%；PS在100MPa时，7%；PP在100MPa时，8.5%。压缩率越大，制品收缩率越大，为防止凹陷和缩孔，相应要提高注射+保压压力。（4）其它工艺性能）其它工艺性能：吸湿性、细度和均匀度等。2原料的预处理原料的预处理：（1）原料的干燥）原料的干燥：对PC和PA等，一定要进行干燥，使吸水率分别小于0.03%和0.3%以下。否则，轻则制品表面出现银纹、斑纹和起泡，重则会分解，变色，使制品的表面和内在质量均降低。（2）着色：）着色：干法着色：（一般加助染剂，如白油）糊状着色剂着色。色粒着色。色母料着色。（3）嵌件预热：）嵌件预热：作作用用:减小塑料和金属间的温差,使塑料冷却
15、收缩均匀,有利于热料补缩,防止产生过大的内应力。原原因因：因两者间热性能、收缩率差别大，嵌件附近易出现裂纹，强度。预热温度预热温度：A.镀锌和镀铬嵌件：110130C。B.无镀层嵌件：150C左右。（4）脱模剂的选择）脱模剂的选择：为使制品易从模具中脱出而敷于模具内的一种助剂。.硬脂酸锌硬脂酸锌：不适用于PA。.白油白油：对PA效果好，还可防止空隙。.硅油硅油：虽效果好，但价格高，使用麻烦。二、注射过程二、注射过程1注射工艺过程（图注射工艺过程（图4-6-31）：图图4-6-31注射成型工艺过程示意图注射成型工艺过程示意图（1）合合模模：在锁模系统作用下，使动、静模严密闭合。（2）注注射射：在
16、柱塞或螺杆的强力推动下，将汇集于料筒前端的熔体以很高的速度注入到温度较低的模具中。（3）保保压压：模具中熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆，迫使浇口或喷嘴附近的熔体不断补充入模中（补缩），使模腔中塑料能形成形状完整而致密的制品。（4）塑塑化化：塑料在料筒中加热，由固体粒子转变为熔体，使物料具有良好的可塑性。（5）冷冷却却：从塑料熔体进入模腔起就在冷却定型。成型周期成型周期：按一定顺序循环的模塑作业中，由一个循环的某一特定点进至下一循环的同一点所用的时间。2工艺过程的控制：工艺过程的控制：（1）自动控制）自动控制：以上几个步骤连续的按一定顺序循环，全由机械本身控制。（2）半自动）半自动
17、：除开、闭模为手动外，其余均为自动控制。（3）手动）手动：按下每个动作按钮，可使这一动作进行并完成。（4）点动）点动：手按即动，放开即停，用于调整、抢修、试车。3塑料的塑化原理：塑料的塑化原理：（1）影响塑化质量的主要因素）影响塑化质量的主要因素：.温温度度：使塑料得以形变、熔融和塑化的必要条件。.剪切作用剪切作用：A.强化了混合和塑化过程。B.温度分布、物料组成、分子形态发生变化，均匀。C.摩擦热促进了塑料内部的塑化。（2）对塑化的总体要求）对塑化的总体要求：.充分塑化，达到规定的成型温度且均匀一致。.热分解物含量达到最小值。.提供足够的熔融塑料。图图4-6-32温度分布对加热效应的影响温度
18、分布对加热效应的影响（3）加热效率）加热效率E（图（图4-6-32）定义式定义式:E=TTo/TwTo（4-6-16）从上式可见从上式可见:T,有利于塑料的塑化。料筒长度，传热面积，受热时间，料料层层厚厚,T，E。At=VPtC/w（4617）VP为存料量，w为每次注射量，tC为注射周期。B=K/Cp（4618）K为导热系数；Cp为热容，为密度。.分流梭提供热量时的加热效率：分流梭提供热量时的加热效率：E=f（t/2）（4-6-19）.分流梭不提供热量时的加热效率分流梭不提供热量时的加热效率：E=ft/（2）2（4-6-20）.料筒对塑料的热传导方程。料筒对塑料的热传导方程。E=ft/（5-n
19、2）2（4-6-21）n为量度分流梭对塑料提供热量效果大小的系数，1n2An=1分流梭不对塑料加热。图4-6-334-6-33 Bn=2分流梭对塑料加热。图4-6-344-6-34图图4-6-33热传导方程的图形热传导方程的图形图图4-6-34料筒加热效率与料筒加热效率与注射速度的关系注射速度的关系1-聚苯乙烯聚苯乙烯2-耐冲击聚苯乙烯耐冲击聚苯乙烯3-低密度聚乙烯低密度聚乙烯4-高密度聚乙烯高密度聚乙烯（4）塑化量：）塑化量：Q=225W/tc=225Vp/t（4622）（1英两/秒=225磅/小时）若考虑料筒与塑料接触面积A，受热体积V，E，则Q为：Q=225A2/4Kr(5n2)Vp=K
20、A2/Vp（4623）Q=225Vp/tt/Kr(5n2)22=Vp2/（A/2）2=4Vp2/A2对柱塞式注射机，A必V，则有效的办法是加分流梭。（5）螺杆式注射机的摩擦热温升）螺杆式注射机的摩擦热温升：T=DN/Ch（4624）这种剪切作用和温升，会使E。4塑料熔体充模流动分析：塑料熔体充模流动分析：这阶段包括充模、保压、倒流、冷却等，同时也伴随有温度和压力的变化。（1）注射过程中模腔内压力和温度的变化）注射过程中模腔内压力和温度的变化P0压力变化PsPo：模腔内最高压力PrPs：浇口冻结时压力Pr：残余压力t0t1t2t3t4温A温度变化度BA物料温度变化。B模具温度变化。图图4-6-3
21、5注射过程中温度和压力的变化注射过程中温度和压力的变化时间（2）充模过程：从螺杆（注塞）开始向前移动至）充模过程：从螺杆（注塞）开始向前移动至模腔被充满为止模腔被充满为止。充充模模时时间间：从高聚物熔体进入模具起至模腔被充满为止的一段时间。（t0t1）一般为210秒钟。压压力力变变化化：熔体充模前，模内无压力，随充模进行直到充满模腔，压力增至最大Po。温温度度变变化化：随充模进行，物料和模具温度稍有升高。原因原因：由于高速流动，摩擦升热而引起。充模流动分析充模流动分析：A熔体以层流规律流动熔体以层流规律流动。料流初进入模腔时，熔体前端呈圆弧形。原因原因：模内两壁温度低，中心处粘度小，流动阻力小
22、，流速大。B模腔两壁充满后模腔两壁充满后，逐渐由前端圆弧形过渡为直线形。原因原因：由于料流前端与空气接触，界面上熔体冷却，前端的弧形成为粘度较高的熔体膜，流速减小，直至过渡到所有点流速都基本相等。C作为熔体主流作为熔体主流，前端呈直线形向前流动，直至充满模腔。充模过程中的射流充模过程中的射流A当浇口深度比制品厚度小的多时，如点浇口，容易出现熔体在模腔内的一股单独的连续射流。B射流使制品产生表面缺陷，质量降低。（充模不足等）C降低注射速度，提高熔体和模具温度，可防止射流。（3）保压：自熔体充满模腔起至螺杆开始后退为止。）保压：自熔体充满模腔起至螺杆开始后退为止。保压时间：保压时间：自熔体充满模腔
23、起至螺杆开始后退为止的一段时间。t1t2，20120秒，也有15分钟的。主要作用主要作用：A压实塑料压实塑料。（提高密度，提高强度）。B使塑料紧密贴模使塑料紧密贴模，制品尺寸精确。C热料补缩热料补缩。原原因因：温度，熔体冷却时产生收缩，易出现缩孔，凹陷等缺陷。在压力作用下，使熔体不断充模，进行补料。表面凹陷和内部缩孔等。D防止熔体倒流防止熔体倒流。（模内压力高于外部压力时）分子取向分子取向：是形成分子取向的主要阶段是形成分子取向的主要阶段。原原因因：由于保压期间熔体仍在流动，而温度不断降低，分子流动取向易被冻结。保压时间越长，分子取向程度越大。（浇口冻结除外）（4）倒流：自螺杆后退起，至浇口被
24、冻结为止。（）倒流：自螺杆后退起，至浇口被冻结为止。（t2t3）压力变化压力变化：由Po降至PS。物料由模腔向外流动物料由模腔向外流动。该阶段分子取向程度小该阶段分子取向程度小。（倒流波及的范围很小）倒流易使制品产生缩孔倒流易使制品产生缩孔、凹陷、收缩、尺寸不稳定。减小倒流的主要措施减小倒流的主要措施：A采用小浇口（点浇口）。对薄壁制品可以，厚制品则不宜，热料补缩差。B延长保压时间。（保证在保压时间内，使浇口冻结）（5）浇口冻结后冷却阶段：）浇口冻结后冷却阶段：指浇口处塑料完全冻结至制品取出为止。t3t4，一般为30120秒。主要作用主要作用：使制品冷却定型，防止脱模时扭曲变形。压力变化压力变
25、化：由PS降至Pr，主要是由于冷却收缩所至。残残余余压压力力：模内压力与外界压力之差称为残余压力，常用Pr表示。APr0时时，模内压力为正数，会造成脱模困难。原原因因：制品冷却收缩，必然对芯模有压力作用，因此脱模时制品易挂伤，变形。BPr=0时时，内外压力平衡，脱模顺利，制品质量高。CPrTg)Tmax,T小小,V冷冷小小缓缓冷冷结晶速度快,结晶度大,球晶大,取向度小,内应力可能小。制品刚度和硬度高,尺寸稳定性好，热性能好等;但其脆性大,冲击强度低,透明性差,容易扭曲变形,生产效率低。仅适用于结晶能力很小的塑料,如PET等。.T模模低时低时,T模模远低于远低于Tg,T大大,V冷冷大大急冷急冷结
26、晶速度和结晶度小,球晶小,取向度较大,内应力大。透明性好,但强度,刚度,硬度,热性能较差,生产率。力学性能和尺寸形状不稳定(玻璃化温度低时玻璃化温度低时).T模模Tg，冷却速率中等，冷却速率中等结晶度、球晶尺寸、取向度等均适中，结晶完善，结构稳定,制品综合性能好。(用的较多)（3）熔体粘度大，模温高）熔体粘度大，模温高。PC90120C，聚苯醚110130C，聚砜130150C。熔体粘度小，模温低。熔体粘度小，模温低。PS常水冷，CA、PE、PA40100C，PP7090C。（4）制品厚度大，模温应适当高。）制品厚度大，模温应适当高。充满模腔，冷却时间长，如模温低，易形成缩孔，内应力。（5）应
27、考虑模温对取向、）应考虑模温对取向、结晶、结晶、内应力等的影响。内应力等的影响。（6）其它工艺条件）其它工艺条件：如注射压力高、料温高，模温可低些。3模温对成型性能影响：模温对成型性能影响：（1）模温升高）模温升高，流动性，制品光洁度，冷却时间，制品密度和结晶度，模塑收缩率，制品挠曲度。（2）模温升高，）模温升高，充模压力，注射机生产率，制品内应力。图图4-6-37模温对塑料某些成型模温对塑料某些成型性能的影响性能的影响二、压力：二、压力：（一）塑化压力（背压）（一）塑化压力（背压）螺杆顶部的熔体在螺杆旋转倒退时所受到的压力。1背压的调节：背压的调节：配合螺杆旋转调速机构，调整料筒内塑料的压实
28、程度和塑化效率。2背压对性能的影响背压对性能的影响：（1）背背压压，T熔，温度均匀性，混合、混色、塑化效果提高，有利排气。（2）背压过高时）背压过高时.塑化效率降低塑化效率降低。（原因原因：延长了塑化时间）流流动动阻阻力力，料筒前端压力，倒流，漏流，流涎，再生料。物料易降解物料易降解、交联，制品性能。（PVC=0）（3）背背压压过过小小时时，螺杆后退快，带入空气多，注射时因排气而压力损失大。如转速不高，则类似柱塞，塑化效果降低。3确定背压的主要原则确定背压的主要原则：（1）热稳定性好的塑料）热稳定性好的塑料，背压可适当提高。如PE、PP、ABS等。原原因因：提高了熔体均匀性，塑化效果，但塑化效
29、率。（2）热热敏敏性性塑塑料料，背压要尽量小。如PVC，POM等。原原因因：背压，T，受热时间，易分解、烧焦，尤其h小时，更严重。（3）熔体粘度小的塑料）熔体粘度小的塑料，背压要小。如PA等。原原因因：背压，漏流，倒流，流涎严重，使注射量控制困难。（4）熔体粘度高的塑料）熔体粘度高的塑料，背压也不能太高。如PC、聚砜、聚苯醚等。原因原因：易动力过载，损害设备。（5）加有填料）加有填料、着色剂等助剂时，背压要适当高。原因原因：易混合、混色，提高熔体均匀性。（6）在满足制品质量的前提下，）在满足制品质量的前提下，背压应越低越好。（二）注射压力（二）注射压力：指注射充模时，柱塞或螺杆顶部单位横截面积
30、上对塑料熔体所施加的应力。1注射压力的计算：注射压力的计算：P注=（Do/D）2Po式中：Do为注射油缸活塞直径；D为螺杆直径；Po为表压（MPa）。2注射压力的确定原则：注射压力的确定原则：（1）设备）设备：其它条件相同时，其它条件相同时，P柱柱P螺螺。原原因因：在柱塞式注射机中流动阻力大，压力损失大。注射压力与机台规格无关注射压力与机台规格无关。但一般来说，同一模具，大机台上比小机台上质量好，A大机容量大大机容量大，受热时间长，塑化充分，色料分散好。B大机锁模力大，大机锁模力大，可将注射压力调的较高而又不飞边。可以压力偏高而获得质量高的制品。如表面光滑，光泽好，无收缩凹陷，尺寸准确。（2）
31、塑塑料料熔熔体体粘粘度度高高，摩摩擦擦系系数数大大，Tg高高，注注射射压力应高压力应高。PC（100140MPa），聚 砜、聚 苯 醚（140170MPa),高精度制品（230250MPa）但也应根据其流变性能的不同而采取不同措施。如如ABS，高，但它不象PC，对温度敏感，则应采取较高注射压力。PP、PE等等一旦达到Tm，粘度适宜，应取低压。3555MPa。（3）成型大制品）成型大制品，形状复杂、薄壁长流程、带嵌件制品，注射压力应高。原原因因：冷却快，料流方向变化大，流道截面小，流动阻力大，压力损失大。（4）加填料和增强材料时）加填料和增强材料时，压力应高。（5）加增塑剂和润滑剂时）加增塑剂和
32、润滑剂时，压力应低。（6）料温和模温高时）料温和模温高时，注射压力应低。3注射压力对性能的影响注射压力对性能的影响：（图4643）（1）注射压力提高）注射压力提高塑料流动性、充模速度、熔结强度、密度提高，取向度、结晶度等也有提高。（2）注射压力过高时注射压力过高时凝冷快，残余压力凝冷快，残余压力，强度，脱模难，光洁度，内应力，飞边，机器磨损大。图图4-6-43注射压力对塑料某些成型性能的影响注射压力对塑料某些成型性能的影响（三）保压压力（三）保压压力：保压期间，柱塞或螺杆前端的熔体所受到的压力，一般比注射压力低MPa,或不变。1作作用用：（1）压实；（2）紧密贴模；（3）防止倒流；（4）热料补
33、缩。2对结构与性能的影响对结构与性能的影响：（1）提提高高保保压压压压力力，压实补缩作用大，尺寸稳定性好，收缩率小，取向度高，结晶度，强度高，断裂伸长率。（2）保保压压压压力力太太高高时时，脱模困难，内应力增大，制品变形、翘曲并开（龟）裂，产生冷料亮斑。（3）降降低低保保压压压压力力，压实补缩作用小，出现缩孔，凹陷，收缩率，取向度，结晶度，强度，尺寸稳定性差。3确定保压压力的主要原则：确定保压压力的主要原则：（1）厚制品保压压力高，薄制品保压压力低。）厚制品保压压力高，薄制品保压压力低。（2）大制品保压压力高，）大制品保压压力高，（3）塑料压缩率大，保压压力应高。）塑料压缩率大，保压压力应高。
34、（4）P保保(柱柱)P保保(螺螺)三、时间（成型周期）三、时间（成型周期）充模时间（柱塞或螺杆前移时间）注射+保压时间保压时间（柱塞或螺杆停留在前进位置时间）成型周期闭模冷却时间：螺杆旋转后退，即予塑包括在这段时间脱模其它时间：开模，闭模，涂脱模剂，按嵌件等。1注射注射+保压时间保压时间（1）注射时间）注射时间（2）保压时间：（）保压时间：（20120秒）秒）.对性能影响对性能影响A缩短保压时间，凝封压力低，制品易出现凹陷、气泡、收缩，尺寸稳定性差，取向度，内在性能。B延长保压时间，凝封压力，取向度提高，内在性能和表面性能提高。C.保压时间过长，内应力，制品收缩过小而脱模困难。保压时间的确定保
35、压时间的确定（制品尺寸、形状，塑料性能，料温，模温，主流道，浇口等）A厚制品保压时间长，薄制品保压时间短。B料温和模温高，保压时间长。C塑料收缩率高，保压时间长。D主流道、分流道、浇口等截面尺寸大，保压时间长。3注射速度和注射速率（图注射速度和注射速率（图4-6-46）（1）注注射射速速度度：注射时，单位时间内柱塞或螺杆向前移动的距离。V注=S/t注（mm/sec）（2）注注射射速速率率：注射时，单位时间内向模腔内注射的熔体容量。Q=Q注/t注（cm3/sec）（3）注射速度对成型性能的影响图图4-6-46注射速度对某些成型性能的影响注射速度对某些成型性能的影响（4）注射速率与制品质量的关系（
36、图）注射速率与制品质量的关系（图4-6-47）.低速注射时低速注射时，熔体以层流形式注入模腔内，排气顺利，质量均匀，尺寸稳定，波动小。因剪切速率降低，所以内应力小且分布均匀，有助于克服凹陷和缩孔。注射速率太小时注射速率太小时,注射时间延长,先进入模内的熔体温度,后进入的熔体则受到较大阻力,因此需要压力高,否则易出现出模不满;因压力高，剪切速率大,分子取向,各向异性大,尺寸稳定性差，而易出现分层和熔结痕,内在性能和表面性能降低。图图4-6-47慢速注射慢速注射(a)和高速注射和高速注射(b)时熔体充模时的两种极端情况示意时熔体充模时的两种极端情况示意.高速注射时高速注射时,物料在浇注系统、模腔内
37、流速增加。由于物料受到强烈的剪切作用，T，流程，熔结强度，光泽，减小了熔结痕和分层现象，收缩凹陷减小，颜色均匀一致。充模过快时充模过快时，易出现湍流（射流），将大量空气带入模内；由于模底先被熔体充满，排气口被堵死，这种高温、高压气体会使塑料烧伤、分解，制品内应力增大，表面有裂纹，脱模困难，浇口附近出现云雾斑纹，透明制品会变得不透明。（4）注射速度（注射速率）对某些成型性能的影）注射速度（注射速率）对某些成型性能的影响响.注注射射速速度度，熔体流动长度，充模压力，熔结强度。.注射速度注射速度，表面质量，内应力。（5）注射速度的确定原则：）注射速度的确定原则：熔体粘度高熔体粘度高，Tg高的塑料，注
38、射速度应高。薄壁长流程制品薄壁长流程制品，注射速度应高。流道长，浇口小流道长，浇口小，制品形状复杂，高速高压注射。第五节第五节 注射制品主要缺陷及解决措施注射制品主要缺陷及解决措施 一一 表面凹陷和内部缩孔表面凹陷和内部缩孔 二二 制品充模不足和飞边制品充模不足和飞边 三三 翘曲变形翘曲变形 第五节第五节 注射制品主要缺陷及解决措施注射制品主要缺陷及解决措施 一、表面凹陷和内部缩孔：一、表面凹陷和内部缩孔：1 1形成过程：形成过程：由于熔体冷却，密度，体积收缩，如相应的收缩部分没有熔体充填，即形成凹陷或缩孔。（1）缩缩孔孔：如表面冷却凝固变硬，内部还在继续冷却收缩，则冷却收缩的拉应力使内层半熔
39、态物料向表层靠近而形成泡形空间。（2）凹凹陷陷：冷却收缩的拉应力使尚未硬固的表层凹陷。2主要（原因）克服措施主要（原因）克服措施（1）设备和模具：）设备和模具：模具：模具：A.壁厚均匀，冷却均匀。B浇注系统设计要合理。（浇口大小、数量）C排气顺利。设备设备：A.喷嘴孔径大小要合适。（不能太大太小）B锁模要可靠。C料筒与柱塞或螺杆磨损严重应更换。（漏流，充模压力，料量）（2）工艺条件：）工艺条件：提高注射+保压压力。延长注射+保压时间。提高料温（有利于充模、补缩）；降低料温（收缩率减小）。提高模温（有利于缩孔、补缩）；降低模温，（凹陷），加速表层固化定型。降低注射速度。（广东版，注射速度）增大加
40、料量（可以发挥保压作用）；减少加料量，（使注射压力不至于过分消耗）。二、制品不足和飞边（原因）克服措施：二、制品不足和飞边（原因）克服措施：1制品不足制品不足：（1）调节适当的料量）调节适当的料量（缺料，料多）。（2）工艺条件）工艺条件：.提高注射压力。提高注射速度。延长注射+保压时间提高料温和模温。（3）提高物料流动性）提高物料流动性。（4）模具设计：）模具设计：.筒化模具结构（太复杂，转折多）。合理确定浇口数目和形式。加大制品厚度；排气要顺利。2飞边：飞边：（1）适当减少料量。）适当减少料量。（2）工艺条件）工艺条件：.降低注射压力和注射速度。缩短注射+保压时间。降低料温和模温。（3）降低
41、物料流动性。）降低物料流动性。（4）模具与设备：）模具与设备：.提高模具分型面精度。模具设计和入料配置要合理，排气顺利，芯模位置不偏。适当加大锁模力。三、翘曲变形（原因）克服措施三、翘曲变形（原因）克服措施：1模具模具（1）使制品厚度、质量分布均匀。（2）使冷却均匀。（3）使充模顺利。（4）偏平制品应设多个浇口。2工艺：工艺：（1）料温适当提高。（强行充模，分子取向）（2）料温应适当降低。（出模后温度高，受外力或自由冷却作用而变形）（3）调整好适当模温。（浇口对面T应低，偏远处，薄壁处T应高）减小偏差，减小变形。（4）不过量充模下，注射压力，注射时间。（5）有些制品要进行后（热）处理。第六节第
42、六节 热固性塑料的注射模塑和传递模塑热固性塑料的注射模塑和传递模塑 一 注射成型 二 传递模塑第六节第六节 热固性塑料的注射模塑和传递模塑热固性塑料的注射模塑和传递模塑一一、注射模塑：、注射模塑：1特点：特点：（1）成型时必须严格控制温度）成型时必须严格控制温度。恒温水控温，温差1C。温度低，流动性很差；温度高，发生硬化（交联），流动性降低。（2）模内有交联反应，析出小分子，设备应能满足排气操作要求。（3）料筒内不能停留时间过长，否则易硬化。（4）注射压力和锁模力比热塑性塑料大。2对原料的要求对原料的要求：（1）流动性要高。拉西格法应为200mm。（2）在8095C，保持流动状态大于10分钟。
43、（3）在7580C，保持流动状态大于1小时。3注射机的特征：注射机的特征：（1）长径比1420；（偏大些好）（2）压缩比较小：0.81.4因大，易在料筒内硬化。（3）螺槽较深。原原因因：剪切作用，摩擦热，防止过早硬化。（4）螺杆头部为锥形。（减少剩料）（5）螺杆中心应有通水冷却孔。（6）要小，减少漏流。（7）螺杆光洁度要高。（大于10）（8）直通式喷嘴，孔口直径较小。（便于清理）（9）模具要能加热，淬火后的硬度能达到RC50以上。4成型工艺成型工艺：（1）温度控制是关键。）温度控制是关键。酚酚醛醛塑塑料料：3070C；7595C；喷嘴85100C；通过喷嘴100130C。（2）螺杆转速和背压要
44、小）螺杆转速和背压要小，n50转/分背压，硬化，不利于充模。（3）模温很重要。）模温很重要。一般为150220C。模温低时，硬化时间长，效率，物理机械性能。模温高时，硬化快，情况与（）相反。但也不能太高，否则硬化太快，小分子不易排出，制品疏松，起泡，颜色发暗。动模比静模高1015C。酚醛：177199；环氧树脂，177188。聚酯（填料）177185；三聚氰胺154174；脲醛：146154。（5）注射压力）注射压力：100170MPa。（6）注射速度：）注射速度：注射速度快，硬化时间，效率。注射速度过快，卷入空气，气孔，质量。（7）一一般般注注射射时时间间2-10秒秒，保压时间520秒，硬化
45、时间15100秒。成型周期45120秒。5主要优点：主要优点：（1）成型周期短）成型周期短，生产过程简化，效率提高1020倍。（2）制品后加工少）制品后加工少，劳动条件改善。（3）自动化程度高）自动化程度高。（4）质量稳定）质量稳定，可大批生产。二、传递模塑：二、传递模塑：1含含义义：将予热过的热固性塑料锭放在加热室内加热，然后在压力下使其通过浇口、分流道等而进入加热的闭合模内，经硬化后脱模即得制品。2主要方法主要方法：（1）活板式（2）链式（3）柱塞式3优点：（优点：（1）制品废料少，减少后加工量。（2）能模塑带有精细或易碎嵌件和穿孔制品，能保持嵌件与孔眼位置正确。（3）性能均匀，尺寸准确，
46、质量。（4）塑模磨损小。4缺点缺点：（1）塑模成本比压制模高。（2）塑料损耗增多。（3）压制纤维状填料时，各向异性大。（4）嵌件周围而熔接不牢而强度降低。一般温度偏低，压力要求较高，1380MPa。第七节第七节其它注射成型其它注射成型1注射吹塑成型注射吹塑成型2注射注射-拉伸拉伸-吹塑成型。吹塑成型。3排气式注射成型。排气式注射成型。4多层（多色）注射多层（多色）注射-吹塑成型。吹塑成型。5大型注射吹塑成型。大型注射吹塑成型。6反应注射成型。反应注射成型。7流动注射成型。流动注射成型。8无分流道赘物注射成型。无分流道赘物注射成型。9气体辅助注射成型气体辅助注射成型02高聚物成型工艺学第四章习题高聚物成型工艺学第四章习题1热塑性塑料注射成型时，如何确定料筒温度？2注射成型中，背压对塑料的结构和性能有什么影响？3解释注射成型制品出现下列缺陷的主要原因和克服措施？(1)表面凹陷和内部缩孔;(2)充模不足和飞边。4在塑料的注射成型中，注射压力的主要确定原则有哪些？5注射制品为什么要进行热处理？热处理的本质是什么？6保压压力对塑料的结构和性能有什么影响？7注射速率对制品质量有什么影响？8模具温度对塑料的成型性能有什么影响？9热塑性塑料注射成型时，应如何确定模具温度？