塑料的注塑成型工藝?第一節 注射成型的進展近年來無論在注塑理論和實踐方面，還是在注塑工藝和成型設備方面都有較深的研究和進展，下面我們就來聊聊關于塑料的注塑成型工藝?接下來我們就一起去了解一下吧!

塑料的注塑成型工藝

第一節 注射成型的進展

近年來無論在注塑理論和實踐方面，還是在注塑工藝和成型設備方面都有較深的研究和進展。

注塑時，首先遇到的是注塑的可成型性，這是衡量塑料能否快速和容易地成型出合乎質量要求的制品。并希望能在滿足質量要求的前提下，以最短注塑周期進行高效率生産。

不同的高分子材料對其加工的工藝條件及設備的感性差别很大，材料特性和工藝條件将最終影響塑料制品的機械性能，因此全面了解注塑周期内的工作程序，搞清可成型性和成型工藝條件及各種因素的相互作用和影響，對注塑加工有重要意義。

在對充模壓力的影響實驗表明：高聚物的非牛頓特性越強，則需要的壓越低；結晶型比非結晶型高聚物制品有更大的收收縮，在相變中比容變化較大。

在對注塑過程中大分子取向的機理研究證明聚合物熔體受剪切變形時，大分子由無規卷曲狀态解開，并向流動方向延伸和有規則的排列，如果熔體很快冷卻到相變溫度以下，則大分子沒有足夠的時間松 和恢複到它原來的無規則卷曲的構象程度，這時的聚合物就要處于凍結取向狀态，這種凍結取向使注塑制品在雙折射熱傳導以及力學性質方面顯示出各向導性。由于流變學和聚合物凝固過程的形變原因，制品取向可能在一個方向占優勢形成單軸取向，也可能在兩個方向上占優勢，形成雙軸取向。雙軸取向會使制品得到綜合的機械特性，所以在注塑制品中總希望得到雙軸取向制品。而在纖維抽絲過程中卻希望得到單軸取向。

對于取向分布的試驗表明：取向最大是發生在距離制件表面20%的厚度處，發現取向程度随熔體溫度與模溫減小而增加，而提高注射壓力或延長注射時間會增加制品的取向程度。

對聚苯乙烯試樣表明：拉伸強度在平行取向方向上随取向度增加而提高，在垂直方向上則下降。

對聚甲醛的觀察表明：注射時間的加長會使過渡晶區的厚度增加，注射壓力的提高會使制品斷裂伸長加大。

測試表明：注塑的殘餘應力與應變對制品質量有着重要影響，一般注塑制品有三種殘餘應變形式；A伴随熱應力而産生的應變，B與分子凍結取向相關的殘餘應變，C形體應變，對一般塑料而言注射壓力的增加會增加制品中的殘餘應力，而對ABS不十分明顯。

對于制件拉伸特點的分布研究表明：一般聚合物的密度增加會提高拉伸強度，斷裂伸長率和硬度，使沖擊強度降低。

粘彈性：注塑過程中在靠近澆口處由于高地形變速率和運動學不穩定性，可能産生足夠大的粘彈效應，在前緣附近聚合物熔體受到切向拉伸，這種變形型式可稱為噴泉效應，對薄模腔的高彈性聚合物熔體流動的前緣，在模腔厚度，寬度發生階梯變化的地方，以及澆口附近應該着重考慮粘彈效應。

綜上所述，如何能把這些理論應用到生産實踐中去，改善工藝過程中的控制以減少材料，勞動量，達到縮短周期和減少廢品的目的。

第二節 常用塑料

一．塑料簡述.

塑料它可以是純的樹脂，也可以是加有各種添加劑的混合物，樹脂起粘結劑作用。所加添加料的目的是用來改善純樹脂的物理機械性能，改善加工性能或者為了節約樹脂。

因此，塑料最基本的物理化學性質是由樹脂的性質所決定的。樹脂可分天然樹脂和人造樹脂，後者又稱合成樹脂。

樹脂都屬高聚物，這些高聚物有獨特的分子内部結構與分子外部結構。高分子内部結構決定了高聚物最基本的物理化學性質；而高分子外部結構則決定高聚物的加工性能和物理機械性能。

聚合物按鍊之間在凝固後的結構形态可分非結晶型（無定型），半結晶型和結晶型。所以塑料也有無定型和結晶型之分。

結晶型塑料在凝固時，由晶核到晶粒的生成過程，形成一定的體态。如PE，PP，PA，POM，等均屬結晶型。

無定型塑料在凝固時，沒有晶核與晶粒的生長過程隻是自由的大分子鍊的“凍結”如PS，PVC，PMMA，PC等。

又按其塑料對熱作用的反映，可分熱塑性塑料與熱固性塑料兩類：熱塑性塑料的特點是加熱可以軟化，冷卻時又重返固态。這一可逆過程，可以反複多次。如：PS，PVC，PA，PP，POM等；而熱固性塑料特點是在某一溫度下能轉變成可塑性熔體，但如果繼續提高溫度，延長加熱時間高分子内部将産生交聯作用而固化。再不能用加熱方法使其軟化到原始狀态，不能反複加工。如：環氧，呋喃，氨基，酚醛等。

二．常用塑料

（1）聚烯烴，聚烯烴是烯烴高聚物的總稱，一般是指乙烯，丙烯，丁烯的均聚物與共聚物。主要品種有：低密度聚乙烯（LDPE）,線型低密度聚乙烯（LLDPE），中密度聚乙烯（MDPE），高密度聚乙烯（HDPE），超高分子量聚乙烯（UHMPE），氯化聚乙烯（CPE）；乙烯-丙烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）；聚丙烯（PP），氯化聚丙烯（PPC），增強聚丙烯（RPP）聚丁烯（PB）等。

（2）氯乙烯（PVC）注塑用聚氯乙烯是懸浮聚合産品，按其顆粒形态有緊密型和疏松型。

聚氯乙烯的改性品種有：氯化聚氯乙烯（CPVC），氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，氯乙烯-偏氯乙烯共聚物（PVDC），氯乙烯-乙丙橡膠接枝共聚物，耐寒PVC即氯乙烯與馬來酸酐的共聚物。

注塑用PVC有兩類：一種是濕混造粒，即把各種添加劑．穩定劑．加工助劑．潤滑劑．沖擊改性劑．複合穩定劑等混合後擠出造粒。另一種是幹混料不造粒的粉狀聚氯乙烯。

（3）苯乙烯系樹脂.苯乙烯系樹脂是指苯乙烯的均聚物與共聚物樹脂的總稱。近年來為改善其脆性和耐熱溫度低的缺點，采用與橡膠等共混和接枝的方法發展一系列改性品種。如與丙烯腈，丁二烯，a-甲基苯乙烯，甲基丙烯酸甲脂，馬來酸酐等二元共聚物可改善耐熱性和脆性；與丙烯腈丁二烯的共聚物ABS是沖擊韌性和加工性能很好的工程塑料。

目前苯乙烯系塑料有通用級，發泡級，沖擊級和AS，ABS等，AS有通用級AS（I）與耐熱級AS（II）。

（4）丙烯酸脂類，丙烯酸脂類塑料通常包括聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）俗稱有機玻璃，以及纖維聚合物丙烯腈。這都是從丙烯酸衍生的高聚物。

供注塑級的PMMA用懸浮聚合制成，有通用級耐熱級和高流動級。

（5）酰胺樹脂聚. 酰胺樹脂聚又稱尼龍（PA）是早的工程塑料品種之一，用作纖維時稱綿綸。我國有PA6，PA610，PA612，PA66，PA1010以及高碳尼龍，PA66與彈性接枝共混的超韌性PA，還有芳香聚酰胺等。

（6）線性聚脂類.在聚合物鍊節中含有脂鍊或醚鍊，而無支鍊和交聯結構的樹脂統稱為線性聚脂或線性聚醚。國産有：聚碳酸酯雙酚A型（PC），改性聚碳酸酯，聚對苯二甲酸乙二脂（滌綸，PET）聚對苯二甲酸丁二脂（PBT）聚芳脂（雙酚A型），聚甲醛（POM）等。

PC是一種無定型的熱塑性聚合物，純PC雖有好的綜合性能，但容易應力開裂，耐磨性及流動性不良，目前多采用PE，ABS，PS，PMMA，與之進行共混以克服上述缺陷。

PET大部作纖維少部用于薄膜，而注塑成型用的多是玻璃纖維增強（FRPET），PBT與PET都屬結晶型熱塑性線型聚脂。

聚芳脂（雙酚A型），這是與PC相似的無定型工程塑料

聚甲醛（POM）有均聚和共聚兩種，都是結晶型 聚合物。均聚比共聚POM熱穩定性差加工溫度範圍窄。此外還有含油POM這是在POM内加液體潤滑油和硬脂酸鹽類的表面活性劑的共聚物。含油POM摩擦系數小，物料不易輸送所以常用開槽料筒的注塑機進行生産。

（7）氟塑料. 氟塑料品種有：聚四乙烯（PTFE），聚四乙烯與六氟丙烯酸共聚物（FEP），三氟乙烯（PCTFE），聚偏氟乙烯（PVDF）聚氟乙烯（PVF）等。

PCTFE從分子結構上看與PTFE主要的區别在于有氯原子存在，從而破壞了PTFE對稱性，降低了大分子鍊堆砌，使其增加撓性。PCTFE對熱較敏感，易于高溫下分解。聚偏氟乙烯（PVDF），是一種白色粉末狀，結晶型熱塑性樹脂。

（8）纖維素塑料，纖維素塑料是指由天然纖維素與無機或有機酸作用産生的纖維素樹脂再加上增塑劑而制成。纖維素是最古老的半合成型的熱塑性塑料，常用的有硝酸纖維素醋酸纖維素，醋酸丁酸纖維素，用于注塑的以醋酸纖維素為主。

（9）耐高溫型樹脂，這類有聚砜，聚芳砜，聚苯醚砜，聚苯硫醚，聚苯醚，聚酰亞胺。這類聚合物由于在分子主鍊上含有亞芳基或雜環結構，因此具有耐高溫，耐輻射的能力，并兼有很高的強度和尺寸穩定性。

聚砜（PSF），雙酚A聚砜屬線性熱塑性聚合物，雖然有正規結構，但仍然是無定型結構形态。聚砜的粘度較大而且對溫度的依賴性要比對剪切速率大。這一點正與聚乙烯相反而與聚碳醋酯類卻相近。在注塑中，當剪切速率低時，溫度對其膨脹效應的影響不明顯。

聚苯醚砜（PES），在其分子結構中不含有脂肪族基團，因此對耐熱性和抗氧性較好。可在180~200度範圍内長期使用，熔融溫度50~350度。

聚苯醚（PPO），PPO和其他許多熱塑性塑料不同；熔體的流變性能接近牛頓型流體，粘度對剪切速率并沒有明顯的依賴性。用于注塑的還有改性聚苯醚及氯化聚醚。

聚苯硫醚（PPS，雷騰），是一種新型工程塑料它具有優良的綜合性能，是目前作軸頸與軸承的最好村料。PSS原粉熔融後流動性很大，直接加工困難因此必須經過交聯預處理，提高流動性。注塑用有粉料與可粒料兩種。PSS的注塑與HDPE十分相似所不同是PSS要求成型 溫度高些：在此343度時其流動性相當于HDPE的流動。

三．常用填料

注塑材料常用的填料有一般填料，金屬填料，有機填料，短纖維填料與長纖維填料。加入這些填料可降低注塑制品的成本，提高經濟效益可改善物理機械性能，化學性能以及光電性能；可改善加工性能，流變性能，降低粘度，提高分散作用。

一般填料有石灰石，碳酸鈣，滑石粉，矽酸鈣，雲母，氫氧化鋁，硫酸鈣，以及農副産品等。

有機填料是目前塑料制品中的主要填料，有天然材料和合成材料，包括：木材，木粉，胡核的殼皮，棉植纖維素等；合成材料有再生纖維素，包括：人造織物，聚丙烯腈纖維，尼龍纖維，聚酯纖維等。

加到注塑材料中的一些填料，需要用表面改性劑進行處理，處理過程遵循界面化學理論，填料與聚合物表面的濕潤理論酸堿的相互作用理論，以及混合理論賦予材料一些優良性質。

目前常用的表面改性劑有矽烷偶聯劑，钛酸酯偶聯劑，有機矽處理劑等。這些表面改性劑加上後，能進一步提高填料效能。

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