影響塑料注塑工藝的幾點(diǎn)因素分析

徐曉梅

摘 要：在塑料加工過(guò)程中注塑成型工藝占有著很重要的地位，注塑成型工藝決定著塑料產(chǎn)品的質(zhì)量、形狀、外觀狀態(tài)等，最主要的是塑料注塑成型工藝技術(shù)對(duì)產(chǎn)品性能有著很大的影響。為了更好的保障注塑產(chǎn)品成型所生產(chǎn)的制品質(zhì)量，本文主要分析了影響塑料注塑工藝的因素。

關(guān)鍵詞：注塑、工藝、質(zhì)量、塑料、影響

前言

塑料注塑成型工藝技術(shù)具有操作方便、精密度高、質(zhì)量高及用途廣闊等特點(diǎn)，是塑料在形成產(chǎn)品的加工過(guò)程中常見(jiàn)的成型技術(shù)。經(jīng)過(guò)注塑成型生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量遠(yuǎn)高于吹塑和過(guò)壓塑成型技術(shù)的產(chǎn)品。注塑成型技術(shù)需要經(jīng)過(guò)加料、熔料等8個(gè)階段。由于注塑成型具有諸多優(yōu)勢(shì)，研究塑料注塑工藝的影響因素是很有意義的。通過(guò)對(duì)塑料注塑成型工藝生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，可以提高塑料產(chǎn)品的質(zhì)量。。為了提高塑料注塑成型產(chǎn)品的質(zhì)量，需要對(duì)注塑工藝中影響工藝的因素（諸如：溫度、時(shí)間、壓力、收縮性、流動(dòng)性、結(jié)晶性、應(yīng)力開(kāi)裂及熔體破裂等）進(jìn)行分析。

一、塑料注塑工藝的影響因素

（1）注塑過(guò)程中壓力的影響

壓力在注塑成型工藝中是非常重要的影響因素。在塑料注塑成型工藝中涉及的壓力類(lèi)型主要有：保壓壓力、注射壓力及塑化壓力。下面對(duì)這三種壓力進(jìn)行分析說(shuō)明。

1）分析保壓壓力的影響

為了防止樹(shù)脂在冷卻過(guò)程中不產(chǎn)生回流，需要在樹(shù)脂上施加保壓壓力，其目的是為了能夠降低樹(shù)脂在冷卻過(guò)程中的收縮率，提升保壓壓力能夠使樹(shù)脂熔體更加充分地填充在模具中，以制備出產(chǎn)品質(zhì)量更好的塑件。但是在保壓壓力過(guò)大時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)脫模比較困難的問(wèn)題，因此，在實(shí)際生產(chǎn)操作過(guò)程中保壓壓力要根據(jù)具體的生產(chǎn)工藝去設(shè)置。

2） 分析注射壓力的影響

增加注射壓力的目的就是為了改善流體沖模速度、提高熔體的流動(dòng)性和降低樹(shù)脂成型過(guò)程中的收縮率。注射壓力是塑料注塑成型工藝中比較重要的參數(shù)。壓力大小以及保壓時(shí)間與制品的性能有著直接關(guān)系，影響著最終塑件的質(zhì)量。

3）分析塑化壓力的影響

提升塑化壓力會(huì)增加熔體的溫度，從而減小塑化速度。提升塑化壓力的同時(shí)也能夠使熔體溫度比較均勻，提升塑化壓力能夠提高塑料制品的結(jié)構(gòu)性能。

（2）注塑過(guò)程中溫度的影響

溫度是影響塑料注塑成型技術(shù)的關(guān)鍵因素之一，在通常狀態(tài)下，如果溫度偏高，會(huì)引起產(chǎn)品的洛氏硬度、彎曲模量、懸臂梁沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)應(yīng)力等變低。模具溫度、料筒溫度及噴嘴溫度是對(duì)塑料注塑成型工藝技術(shù)需要重點(diǎn)研究的對(duì)象。

1） 分析模具溫度的影響

模具溫度對(duì)塑料注塑成型工藝技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量有巨大的影響，目前在生產(chǎn)過(guò)程中控制模具溫度的方法主要有加熱法、風(fēng)冷、自然散熱發(fā)、水冷卻等方法。模具溫度對(duì)塑料的結(jié)晶條件及結(jié)晶度起著決定性作用。模具溫度越高，冷卻速度小以及結(jié)晶速率大時(shí)，高溫模具溫度有利于PET分子鍵的松弛，減小分子取向。一般而言，模具溫度低時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)應(yīng)力和懸臂沖擊強(qiáng)度會(huì)升高而撓曲模量和拉伸屈服強(qiáng)度會(huì)降低。

2 ）分析料筒溫度的影響

料筒溫度對(duì)塑料的流動(dòng)性及塑化性有很大的影響。原料在料筒中進(jìn)行加熱使之熔化，在高溫的條件下原料非常容易發(fā)生氧化反應(yīng)，最終影響塑料產(chǎn)品的性能。比如POM、PVC等熱敏塑性材料的制備就要求嚴(yán)格控制加熱溫度。一般來(lái)說(shuō)，隨著料筒溫度的升高，塑料制品表面光澤度、產(chǎn)品的成型流動(dòng)性、以及沖擊強(qiáng)度會(huì)增加，而收縮率、翹曲度、取向度、內(nèi)應(yīng)力等會(huì)降低。

3）分析噴嘴溫度的影響

噴嘴溫度直接影響了塑料制品的流動(dòng)性和塑化性。噴嘴溫度對(duì)塑件的力學(xué)性能及成型條件有著非常大的影響。在噴嘴溫度過(guò)高時(shí)，塑料制品表面光澤度增加、熔料粘度降低。但是隨著溫度的提高會(huì)產(chǎn)生熔料容易分解的問(wèn)題，從而影響了塑料制品的性能。

（3）注塑過(guò)程中時(shí)間的影響

在塑料注塑生產(chǎn)工藝中時(shí)間影響主要有：注射時(shí)間、保壓時(shí)間及冷卻時(shí)間等。通常來(lái)說(shuō)，保壓時(shí)間越長(zhǎng)注塑產(chǎn)品的質(zhì)量越好。而更短的冷卻時(shí)間，可使熔化材料在容器內(nèi)停留的時(shí)間更短并減少了退化的可能性。

（4）注塑過(guò)程中應(yīng)力的影響

由于塑料制品種類(lèi)繁多，而每種塑料之間的屬性也存在著很大的差異，一些塑料在應(yīng)力作用下會(huì)發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。為了解決塑料開(kāi)裂問(wèn)題，在塑料注塑時(shí)候一般都加入添加劑，以增加塑件的抗裂性能。例如，有實(shí)驗(yàn)資料通過(guò)使用SEM技術(shù)對(duì)聚醚酰亞胺注射成型制品開(kāi)裂的微觀進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明：塑件應(yīng)力與機(jī)筒溫度、模具溫度以及材料烘干溫度的選擇有很大關(guān)系。從SEM圖像中能夠看出熔融塑料在注塑加工過(guò)程中的填充過(guò)程，根據(jù)流動(dòng)波紋可以判斷模具溫度和機(jī)筒溫度是否滿足生產(chǎn)工藝條件，還可根據(jù)SEM中微小銀紋來(lái)判斷機(jī)筒溫度及烘干情況是否滿足加工工藝條件。

在塑料干燥過(guò)程中，如果干燥度過(guò)高，則會(huì)降低塑料內(nèi)應(yīng)力。提高料筒溫度，使得熔體粘度下降，有利于降低塑料內(nèi)應(yīng)力。但是如果料筒溫度過(guò)高，則熔體容易發(fā)生分解，反而使得塑件應(yīng)力增加，因此料筒溫度應(yīng)該根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝情況進(jìn)行選擇。注射壓力增加以及時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)增加取向應(yīng)力，降低收縮應(yīng)力。

（5）結(jié)晶性的影響

一般根據(jù)熱塑性材料在冷凝過(guò)程中是否出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，可將熱塑材料分為結(jié)晶性塑料和非結(jié)晶性塑料兩大類(lèi)。高分子在熔融狀態(tài)時(shí)分子是自由運(yùn)動(dòng)，滿足布朗運(yùn)動(dòng)的條件，沒(méi)有次序，而溫度一旦下降，運(yùn)動(dòng)中的分子將會(huì)停止下來(lái)，這樣的分子具有固定的位置，這一現(xiàn)象叫結(jié)晶現(xiàn)象。結(jié)晶材料和非結(jié)晶材料可以通過(guò)外觀來(lái)區(qū)別，非結(jié)晶材料是透明的，而結(jié)晶材料為半透明或不透明。在注塑過(guò)程中結(jié)晶性塑料延展性差、脆性高，而滲透性、難溶性會(huì)升高。影響注塑中結(jié)晶形成的因素主要有時(shí)間、溫度和壓力。其中溫度是最主要的影響因素，提升溫度能加快分子的運(yùn)動(dòng)，在溫度降低過(guò)程中外力的作用也增加了結(jié)晶的概率。

（6）收縮率的影響

在塑料注塑成型中，熔體在注射過(guò)程中由于聚合物分子流動(dòng)方向收縮率大于垂直方向，從而造成了翹曲變形。嚴(yán)重的變形可能會(huì)使塑料成品變?yōu)閺U品，因此需要找出變形的原因，從而保障塑料制品質(zhì)量。設(shè)備、模具、工藝等都是影響注射制品收縮率的原因。其中塑料注塑工藝參數(shù)是影響成品收縮率最關(guān)鍵的因素，工藝參照主要是溫度、時(shí)間及壓力。熔體溫度升高會(huì)引起收縮率的變化，主要原因是熔體溫度高會(huì)將大量熱量帶入到模腔中，由于模具溫度的升高，從而使收縮率變大。塑料的種類(lèi)對(duì)收縮率也有影響，熱塑料在澆注過(guò)程中由于結(jié)晶化的原因會(huì)發(fā)生體積變化，從而導(dǎo)致塑料制品的形狀發(fā)生改變。

二、結(jié)論

在塑料產(chǎn)品制備過(guò)程中，注塑工藝對(duì)塑料制品的性能有非常大的影響。為了制備性能良好的產(chǎn)品需要對(duì)塑料注塑工藝條件和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析及優(yōu)化。影響塑料制品表面質(zhì)量的影響因素主要有溫度、注射速度、注射壓力等，在注塑過(guò)程中溶體需要填充到模具中，但需要注意的是不能產(chǎn)生較大的壓力，否則塑料產(chǎn)品就會(huì)發(fā)生開(kāi)裂。影響注塑成型工藝的因素有很多，為了確保在生產(chǎn)過(guò)程中保障塑件的有良好的性能需要對(duì)影響它的因素進(jìn)行分析，以提高塑料產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬秀.淺談注塑工藝的影響因素[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2015（5）.

[2]李榮華，張平，龍安祿.注塑成型工藝對(duì)塑料制品的影響[J].遼寧化工，2013（9）.

[3]任清海，翁楠，耿鐵.注塑制品翹曲變形的影響因素及對(duì)策[J].塑料制造，2015（5）.