聚氯乙烯（PVC）是最早投入到工業化生産的塑料品種之一，在注塑成型主要使用硬質聚氯乙烯(U-PVC），由于聚氯乙烯中含有較高的氯，故具有阻燃的特性，且具有良好的着色性、介電性能和化學性能，生活中廣泛常用于管路、管材、插頭、插座等阻燃類産品。

同樣，聚氯乙烯的優點也反襯出其缺點，非常的容易受熱分解，融化溫度是注塑成型重要的工藝參數，聚氯乙烯在80℃左右以下是固體，當溫度升至140℃時開始融化分解，當超過190℃快速分解并産生氯化氫的腐蝕性氣體，融化溫度熱→分解溫度受熱範圍太窄。

因此，聚氯乙烯受熱後的熱穩定性差，受熱後會産生黃色→棕色→黑色的顔色變化，而且力學性能和化學性能都會下降。所以，在成型加工的時候會增加熱穩定劑，解決分解溫度低的問題。雖然增加穩定劑後熱分解溫度可以達到200℃，但是仍然不能使用高溫條件注塑，仍需要避免滞留時間過長而導緻的熱分解。

在注塑成型中，聚氯乙烯材料的工藝特性

模具方面：聚氯乙烯是由石油提煉出的化合物，遇到高溫會産生腐蝕性氣體氯化氫和油等聚合物，批量生産的時候，模具上的排氣槽會被油污和聚合物堵住，并且會腐蝕模具型腔的表面和流道表面，影響産品的穩定性。

在模具加工時都會采用耐腐蝕和耐高溫的材料制造，或者模具的表面會采用鍍鉻以及氮化處理。在批量生産時需要定期清洗模具表面，生産完成做好下機保養。

材料方面：聚氯乙烯在生産中易出現料花（銀絲）的現象，是因為材料中的含水率超過成型加工要求時（含水率不超過0.1），材料中的水氣會凝結在産品表面而形成銀絲。

在成型加工時，原料受潮存儲不當時，需要先對其進行熱風幹燥處理2小時，幹燥溫度80℃後方可生産加工。

設備方面：聚氯乙烯在生産加工時需要單獨設立一台注塑機，為了防止材料滞留而熱分解，注塑機的前端無止逆環的漸變式螺杆（前粗後細）。由于聚氯乙烯材料流動性差，需要選擇大口徑/短的射嘴，并配有單獨控制的靈敏加熱裝置用來控制料溫。

模具溫度：使用聚氯乙烯生産的模具需要開設冷卻系統，材料本身冷卻速率慢，模具溫度過高會導緻縮水，不利于聚氯乙烯材料成型加工。

通常使用冷水做為煤介，冷水溫度為20℃-55℃，成型溫度最高溫度不能超過60℃。

材料溫度：聚氯乙烯的成型溫度在160℃–200℃左右，最高溫度不能超過210℃。

當産品産生欠注、冷料紋等缺陷時，不宜提高料溫來提高材料的流動性，而應提高螺杆速率而降低材料的黏度用來提高材料的流動性。

料筒溫度設置應采用台階式分布：前段中溫，中段高溫，後段低溫，射嘴比前段低5℃-10℃。

成型時間：聚氯乙烯材料本身易發生熱分解，所以成型時間太長（螺杆滞留時間）易使産品出現色差。材料本身的粘度高，冷凝速率相對較慢，取出産品後很長的時間才能冷凝定形達到環境溫度。

通常，在成型加工中，成型時間不會超過80秒。成型時間也不能太短，不會低于20秒。

成型壓力：聚氯乙烯是屬于黏度高且流動性差的材料，所以在注塑成型加工中合理控制成型壓力尤為重要，宜采用多級注射，合理分布成型壓力。

關于在成型壓力輸出方面，材料粘度高，流動性差的特性，提高壓力有助于克服填充阻力，将壓力傳遞到熔體前端，故應使用高壓力有助于成型。

成型速度：聚氯乙烯在料筒高溫下已經是分解邊緣，批量生産會産生腐蝕性氣體和聚合物堵塞模具的排氣系統，故使用較高的成型速度，剪切力增大産生更多的熱量，且成型速度快，容易導緻産品困氣/燒焦等工藝缺陷。

在使用聚氯乙烯材料注塑成型時宜采用多級注射，一級低速填充型腔，搭配二級中速充滿模腔，三級低速抑制飛邊等産品缺陷。

熔料速度/背壓：熔料背壓可以使分子排列順序空間密集，将料筒内的氣體排出，并保證材料均勻同質。

提升熔料背壓，螺杆旋轉的摩擦熱（剪切力）增加而使料筒溫度上升。使用聚氯乙烯材料注塑，産品因為流動性差，而填充不足，恰好用到此處。

當産品出現氣紋時，聚氯乙烯熱分解産生氣體，适當的提升熔料轉速，可以縮短料筒的滞留時間（成型時間），分解的氣體就會減少，氣紋問題可以得到很好的改善。

在注塑成型中，聚氯乙烯的産品缺陷案例

如圖所示，某汽車所使用的聚氯乙烯材料的零件，在注塑成型批量生産時，産片表面外觀缺陷，中間區域出現熔接線痕迹大的問題。

解決方案：

1、産品産生這種現象主要是在注塑成型過程中，模具溫度和熔體溫度過低，而導緻材料流動性差，無法充滿型腔而導緻。

2、提升料筒溫度和射嘴溫度 10℃，提升成型壓力 10，提升二段成型速度 5和三段成型速度 10。調試後生産10模，效果稍微改善，但不是很明顯。

3、在原基礎上料筒溫度和射嘴溫度在提升 10℃，增加融料背壓 3 。調試後熔接線效果明顯好轉，與首件無異。

4、批量生産，跟蹤生産半小時後，發現澆口表面出現氣紋，是由于料溫提升和熔料背壓的增加，使材料發生分解産生氣體。

5、增加熔料轉速，縮短螺杆滞留時間，并縮短冷卻時間-5秒。批量生産，跟蹤生産半小時，産品缺陷得以解決。

本文作者：微注塑特約作者 楊吉平

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