塑料注塑工艺的影响因素分析

张 健（爱斯隆精密注塑（天津）有限公司，天津 300385）



塑料注塑工艺的影响因素分析

张 健
（爱斯隆精密注塑（天津）有限公司，天津 300385）

摘 要：注塑成型工艺在塑料加工中占有很重要地位，注塑成型决定着产品质量、外观、形状等，最主要的是该技术对产品性能有着极大的影响。为了更好的保障注塑成型所生产的制品质量，本文分析了注塑工艺影响因素。

关键词：注塑工艺；影响因素；质量

1 塑料注塑工艺的影响因素

1.1 温度

温度是注塑成型技术的关键因素，通常，温度偏高，会引起产品的洛氏硬度、弯曲模量、悬臂梁冲击强度、断裂伸长应力等变低。模具温度、料筒温度及喷嘴温度是需要重点研究的对象。

1.1.1 模具温度

模具温度对注塑成型产品质量有极大地影响，目前控制模具温度的方法主要有加热法、自然散热发、风冷、水冷却等。模具温度对结晶条件及结晶度有着决定性作用。模具温度高，冷却速度小以及结晶速率大时，高温模具温度有利于PET分子键的松弛，减小分子取向。一般而言，模具温度低时，断裂伸长应力和悬臂冲击强度会升高而挠曲模量和拉伸屈服强度会降低。

1.1.2 料筒温度

料筒温度对塑料的流动性及塑化性有显著的影响。原料在料筒中加热熔化，在高温条件下原料容易发生氧化，最终影响产品性能。比如POM、PVC等热敏塑性材料的配备就要严格控制加热温度及加热温度。通常料筒温度升高，产品的成型流动性、制品表面光泽度及冲击强度会增加，而取向度、收缩率、内应力及翘曲度会降低。

1.1.3 喷嘴温度

喷嘴温度直接影响了塑料袋流动性和塑化性。喷嘴温度对塑件的力学性能及成型条件有着显著的影响。喷嘴温度过高时制品光泽度增加、熔料粘度降低。然而温度的提高会带来熔料容易分解，从而影响了制品性能。

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1.2 时间

注塑工艺中时间影响主要有：注射时间、保压时间及冷却时间。表1为注塑时间分析。

表1 注塑时间分析

1.3 压力

注塑成型工艺中压力是很重要因素。在注塑成型工艺中压力类型主要有：塑化压力、注射压力及保压压力。下面对这三种压力进行分析说明。

1.3.1 塑化压力

该压力增加会增加熔体的温度，从而减小塑化速度。塑化压力的增加同时也能够使熔体温度比较均匀。塑化压力的增加能够提高制品结构性能。

1.3.2 注射压力

为了提高熔体的流动性、改善流体冲模速度以及降低成型过程中的收缩率，需要增加注射压力。该压力是注塑成型中比较重要的参数。压力大小以及保压时间与制品的性能有直接关系，同时压力速度也能够影响到塑件质量。

1.3.3 保压压力

为了防止树脂在冷却过程中不产生回流，需要在树脂上加保压压力。保压压力能够减少树脂在冷却过程中的收缩率，提高保压压力能够时熔体更充分填充在模具中，从而制备出质量更好的塑件。然而保压压力过大则会出现脱模比较难的问题。因此在实际中保压压力要根据具体工艺去设置。

1.4 应力

由于塑料种类多，每种塑料之间的属性也有所差异，一些塑料在应力作用下会发生开裂现象。为了解决这一问题，工作人员往往是在注塑时候加入添加剂，增加塑件的抗裂性。张甲敏使用SEM技术对聚醚酰亚胺注射成型制品开裂的微观进行了研究，结果表明：塑件应力与模具温度、机筒温度以及材料烘干温度的选择有关。从SEM图像中能可以看出熔融塑料在注塑过程中的填充过程，根据流动波纹可以判断机筒温度、模具温度是否满足工艺条件，还可根据SEM中微小银纹来判断材料机筒温度及烘干情况是否满足工艺条件。

塑料干燥过程中，若干燥度过高则塑料内应力会下降。提高料筒温度，使得熔体年度下降，这样有利于降低应力。如果料筒温度过高则熔体发生分解，反而使得塑件应力增加，因此料筒温度选择应根据实际情况选择。注射压力增加以及时间延长会增加取向应力，而收缩应力则会下降。

1.5 收缩率

在塑料注塑成型中，熔体在注射过程中由于聚合物分子流动方向收缩率大于垂直方向，从而造成了翘曲变形。在注塑成型中严重变形可能使成品成为废品，因此需要找出变形的原因，从而保障制品质量。影响注射制品收缩率的原因有很多，模具、设备、工艺等都影响。其中塑料注塑工艺参数是影响成品收缩率最大的因素，工艺参照主要是温度、时间及压力。统计显示，收缩波动及模具制造误差带来的误差占制品误差的33.3%。由于加工工艺不同，使得结晶型塑料结晶度发生改变的占道制品误差为50%～60%。熔体温度升高会引起收缩率的变化，主要原因是熔体温度高会将大量热量带入到模腔中，由于模具温度的升高，从而使收缩率变大。塑料的种类对收缩率也有影响，热塑料在浇注过程中由于结晶化原因会发生体积变化，从而导致形状发生改变。

1.6 结晶性

通常将热塑性材料在冷凝过程中是否出现结晶现象可将热塑材料分为两类：非结晶性和结晶性材料。高分子在熔融状态时分子是自由运动，满足布朗运动，没有次序，一旦温度下降运动中的分子将会停止下来，这样的分子具有固定的位置，这一现象叫结晶现象。结晶材料和非结晶材料可以通过外观来区别，结晶材料为半透明或不透明，而非结晶材料则是透明的。在注塑过程中结晶性塑料延展性差、脆性高，而渗透性、难溶性会升高。影响注塑中结晶形成的因素主要有压力、温度以及时间。其中温度是最要因素，温度升高加快了分子的运动，在温度降低过程中外力的作用也增加了结晶的概率。

结论

在塑料制备过程中，注塑工艺对制品性能有极大地影响。为了制备性能良好的材料需要对注塑工艺条件进行分析及优化。表面质量的影响因素主要有温度、注射速度、注射压力等，在注射过程中溶体需要填充到模具中，但需要注意的是不能产生较大的压力，否则材料就会开裂。影响注塑成型工艺的因素有很多，为了确保在生产过程中保障塑件的有良好的性能需要对影响它的因素进行分析。本文对温度、时间、压力、应力等因素进行了分析。在企业生产过程中有着重要的意义。

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中图分类号：TQ320

文献标识码：A