淮南冀肝建材有限公司

一、收縮率

    影響熱塑性塑料成型收縮的因素如下：

    1.1塑料品種熱塑性塑料成型過(guò)程中由于還存在結晶化形起的體積變化，內應力強，凍結在塑件內的殘余應力大，分子取向性強等因素，因此與熱固性塑料相比則收縮率較大，收縮率范圍寬、方向性明顯，另外成型后的收縮、退火或調濕處理后的收縮率一般也都比熱固性塑料大。

    1.2塑件特性成型時(shí)熔融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態(tài)外殼。由于塑料的導熱性差，使塑件內層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態(tài)層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。另外，有無(wú)嵌件及嵌件布局、數量都直接影響料流方向，密度分布及收縮阻力大小等，所以塑件的特性對收縮大小、方向性影響較大。

    1.3進(jìn)料口形式、尺寸、分布這些因素直接影響料流方向、密度分布、保壓補縮作用及成型時(shí)間。直接進(jìn)料口、進(jìn)料口截面大（尤其截面較厚的）則收縮小但方向性大，進(jìn)料口寬及長(cháng)度短的則方向性小。距進(jìn)料口近的或與料流方向平行的則收縮大。

    1.4成型條件模具溫度高，熔融料冷卻慢、密度高、收縮大，尤其對結晶料則因結晶度高，體積變化大，故收縮更大。模溫分布與塑件內外冷卻及密度均勻性也有關(guān)，直接影響到各部分收縮量大小及方向性。另外，保持壓力及時(shí)間對收縮也影響較大，壓力大、時(shí)間長(cháng)的則收縮小但方向性大。注塑壓力高，熔融料粘度差小，層間剪切應力小，脫模后彈性回跳大，故收縮也可適量的減小，料溫高、收縮大，但方向性小。因此在成型時(shí)調整模溫、壓力、注塑速度及冷卻時(shí)間等諸因素也可適當改變塑件收縮情況。

    模具設計時(shí)根據各種塑料的收縮范圍，塑件壁厚、形狀，進(jìn)料口形式尺寸及分布情況，按經(jīng)驗確定塑件各部位的收縮率，再來(lái)計算型腔尺寸。對高精度塑件及難以掌握收縮率時(shí)，一般宜用如下方法設計模具：

    ①對塑件外徑取較小收縮率，內徑取較大收縮率，以留有試模后修正的余地。

    ②試模確定澆注系統形式、尺寸及成型條件。

    ③要后處理的塑件經(jīng)后處理確定尺寸變化情況（測量時(shí)必須在脫模后24小時(shí)以后）。

    ④按實(shí)際收縮情況修正模具。

    ⑤再試模并可適當地改變工藝條件略微修正收縮值以滿(mǎn)足塑件要求。

    二、流動(dòng)性

    a)熱塑性塑料流動(dòng)性大小，一般可從分子量大小、熔融指數、阿基米德螺旋線(xiàn)流動(dòng)長(cháng)度、表現粘度及流動(dòng)比（流程長(cháng)度/塑件壁厚）等一系列指數進(jìn)行分析。分子量小，分子量分布寬，分子結構規整性差，熔融指數高、螺流動(dòng)長(cháng)度長(cháng)、表現粘度小，流動(dòng)比大的則流動(dòng)性就好，對同一品名的塑料必須檢查其說(shuō)明書(shū)判斷其流動(dòng)性是否適用于注塑成型。按模具設計要求大致可將常用塑料的流動(dòng)性分為三類(lèi)：

    流動(dòng)性好PA、PE、PS、PP、CA、聚（4）甲基戍烯；

    流動(dòng)性中等聚苯乙烯系列樹(shù)脂（如ABS、AS）、PMMA、POM、聚苯醚；

    流動(dòng)性差PC、硬PVC、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。

    b)各種塑料的流動(dòng)性也因各成型因素而變，主要影響的因素有如下幾點(diǎn)：

    溫度料溫高則流動(dòng)性增大，但不同塑料也各有差異，PS（尤其耐沖擊型及MFR值較高的）、PP、PA、PMMA、改性聚苯乙烯（如ABS、AS）、PC、CA等塑料的流動(dòng)性隨溫度變化較大。對PE、POM、則溫度增減對其流動(dòng)性影響較小。所以前者在成型時(shí)宜調節溫度來(lái)控制流動(dòng)性。

    壓力注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大，流動(dòng)性也增大，特別是PE、POM較為敏感，所以成型時(shí)宜調節注塑壓力來(lái)控制流動(dòng)性。

    模具結構澆注系統的形式，尺寸，布置，冷卻系統設計，熔融料流動(dòng)阻力（如型面光潔度，料道截面厚度，型腔形狀，排氣系統）等因素都直接影響到熔融料在型腔內的實(shí)際流動(dòng)性，凡促使熔融料降低溫度，增加流動(dòng)性阻力的則流動(dòng)性就降低。模具設計時(shí)應根據所用塑料的流動(dòng)性，選用合理的結構。成型時(shí)則也可控制料溫，模溫及注塑壓力、注塑速度等因素來(lái)適當地調節填充情況以滿(mǎn)足成型需要。

    三、結晶性

    熱塑性塑料按其冷凝時(shí)無(wú)出現結晶現象可劃分為結晶型塑料與非結晶型（又稱(chēng)無(wú)定形）塑料兩大類(lèi)。所謂結晶現象即為塑料由熔融狀態(tài)到冷凝時(shí)，分子由獨立移動(dòng)，完全處于無(wú)次序狀態(tài)，變成分子停止自由運動(dòng)，按略微固定的位置，并有一個(gè)使分子排列成為正規模型的傾向的一種現象。作為判別這兩類(lèi)塑料的外觀(guān)標準可視塑料的厚壁塑件的透明性而定，一般結晶性料為不透明或半透明（如POM等），無(wú)定形料為透明（如PMMA等）。但也有例外情況，如聚(4)甲基戍烯為結晶型塑料卻有高透明性，ABS為無(wú)定形料但卻并不透明。在模具設計及選擇注塑機時(shí)應注意對結晶型塑料有下列要求及注意事項：

    料溫上升到成型溫度所需的熱量多，要用塑化能力大的設備。

    冷卻回化時(shí)放出熱量大，要充分冷卻。

    熔融態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔。

    冷卻快，結晶度低，收縮小，透明度高。結晶度與塑件壁厚有關(guān)，壁厚則冷卻慢，結晶度高，收縮大，物性好。所以結晶性料應按要求必須控制模溫。

    各向異性顯著(zhù)，內應力大。脫模后未結晶化的分子有繼續結晶化傾向，處于能量不平衡狀態(tài)，易發(fā)生變形、翹曲。

    結晶化溫度范圍窄，易發(fā)生未熔料末注入模具或堵塞進(jìn)料口。

    四、熱敏性塑料及易水解塑料

    4.1熱敏性系指某些塑料對熱較為敏感，在高溫下受熱時(shí)間較長(cháng)或進(jìn)料口截面過(guò)小，剪切作用大時(shí)，料溫增高易發(fā)生變色、降解，分解的傾向，具有這種特性的塑料稱(chēng)為熱敏性塑料。如硬PVC、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，POM，聚三氟氯乙烯等。熱敏性塑料在分解時(shí)產(chǎn)生單體、氣體、固體等副產(chǎn)物，特別是有的分解氣體對人體、設備、模具都有刺激、腐蝕作用或毒性。因此，模具設計、選擇注塑機及成型時(shí)都應注意，應選用螺桿式注塑機，澆注系統截面宜大，模具和料筒應鍍鉻，不得有*角滯料，必須嚴格控制成型溫度、塑料中加入穩定劑，減弱其熱敏性能。

    4.2有的塑料（如PC）即使含有少量水分，但在高溫、高壓下也會(huì )發(fā)生分解，這種性能稱(chēng)為易水解性，對此必須預先加熱干燥。

    五、應力開(kāi)裂及熔體破裂

    5.1有的塑料對應力敏感，成型時(shí)易產(chǎn)生內應力并質(zhì)脆易裂，塑件在外力作用下或在溶劑作用下即發(fā)生開(kāi)裂現象。為此，除了在原料內加入添加劑提高開(kāi)抗裂性外，對原料應注意干燥，合理的選擇成型條件，以減少內應力和增加抗裂性。并應選擇合理的塑件形狀，不宜設置嵌件等措施來(lái)盡量減少應力集中。模具設計時(shí)應增大脫模斜度，選用合理的進(jìn)料口及頂出機構，成型時(shí)應適當的調節料溫、模溫、注塑壓力及冷卻時(shí)間，盡量避免塑件過(guò)于冷脆時(shí)脫模，成型后塑件還宜進(jìn)行后處理提高抗開(kāi)裂性，消除內應力并禁止與溶劑接觸。

    5.2當一定融熔體流動(dòng)速率的聚合物熔體，在恒溫下通過(guò)噴嘴孔時(shí)其流速超過(guò)某值后，熔體表面發(fā)生明顯橫向裂紋稱(chēng)為熔體破裂，有損塑件外觀(guān)及物性。故在選用熔體流動(dòng)速率高的聚合物等，應增大噴嘴、澆道、進(jìn)料口截面，減少注塑速度，提高料溫。

    六、熱性能及冷卻速度

    6.1各種塑料有不同比熱、熱傳導率、熱變形溫度等熱性能。比熱高的塑化時(shí)需要熱量大，應選用塑化能力大的注塑機。熱變形溫度高塑料的冷卻時(shí)間可短，脫模早，但脫模后要防止冷卻變形。熱傳導率低的塑料冷卻速度慢（如離子聚合物等冷卻速度極慢），故必須充分冷卻，要加強模具冷卻效果。熱澆道模具適用于比熱低，熱傳導率高的塑料。比熱大、熱傳導率低，熱變形溫度低、冷卻速度慢的塑料則不利于高速成型，必須選用適當的注塑機及加強模具冷卻。

    6.2各種塑料按其種類(lèi)特性及塑件形狀，要求必須保持適當的冷卻速度。所以模具必須按成型要求設置加熱和冷卻系統，以保持一定模溫。當料溫使模溫升高時(shí)應予冷卻，以防止塑件脫模后變形，縮短成型周期，降低結晶度。當塑料余熱不足以使模具保持一定溫度時(shí)，則模具應設有加熱系統，使模具保持在一定溫度，以控制冷卻速度，保證流動(dòng)性，改善填充條件或用以控制塑件使其緩慢冷卻，防止厚壁塑件內外冷卻不勻及提高結晶度等。對流動(dòng)性好，成型面積大、料溫不勻的則按塑件成型情況有時(shí)需加熱或冷卻交替使用或局部加熱與冷卻并用。為此模具應設有相應的冷卻或加熱系統。

    七、吸濕性

    塑料中因有各種添加劑，使其對水分有不同的親疏程度，所以塑料大致可分為吸濕、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的兩種，料中含水量必須控制在允許范圍內，不然在高溫、高壓下水分變成氣體或發(fā)生水解作用，使樹(shù)脂起泡、流動(dòng)性下降、外觀(guān)及力學(xué)性能不良。所以吸濕性塑料必須按要求采用適當的加熱方法及規范進(jìn)行預熱，在使用時(shí)防止再吸濕。