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注射成型工艺对塑料性能的影响

作者:鑫明胶木粉 时间:2017-02-28 16:40:06   tags:

  1.注射速率 

  在注塑成型过程中,注射速率是影响材料充填和最终分布的最主要的工艺因素之一。注射速率是指在注射时,单位时间内所能达到的体积流率,是注射容量与注射时间的比值。注射速率对塑件有很大影响,而注射速率的确定,应根据不同的注塑制品的结构、形状和尺寸,浇道系统和塑料的性质,以及有关的流变数据而确定。总的来说,注射速率必须保证流变数据中对指定材料所允许的切变速率和最短流动长度,必须保证由剪切而产生的热效应不超过聚合物热物理性质和切变强度所允许的程度。注射速率主要影响熔体在型腔内的流动行为,注射速率的高低直接影响注塑制件的抗冲击性能。 注射速率的提高将使充模压力提高,高速率充填可以维持熔体有较高温度,使熔体的粘度降低,流道阻力损失减小,这样,熔料得以以较高压力进入模腔,使之具有较高模腔压力,可使流动长度增加并使塑件质量均匀而密实,从而使制件强度会随注射速率的增大而增大。但是,过高的充模速率会增加压力损失,会造成熔料的不稳定流动而发生弹性湍流,造成胀模而出现熔料溢出现象。另外,在高速注射时,模腔里的气体往往来不及排出,混杂于熔料中而严重影响塑件的质量,故而使强度降低。

   2.保压时间 

  保压时间,即注射成型时在塑料充满模腔后对模内塑料实行补料的一段时间。当原料为结晶型塑料时,保压时间的控制十分重要。在一定时间内逐渐增大保压时间,试样简支梁强度随保压时间的增大而增大,当保压时间达到某一特定值后,制件强度相对稳定。因为保压时间太短会造成聚合物熔体的致密程度和收缩程度不一致,导致制件强度降低。 

  3.机筒温度 

  提高机筒温度有利于改善充模状况以及熔体在模腔内的传递,降低取向性等,有利于制品的综合性能的提高,但温度过高也不可取。当机筒温度接近注塑上限温度时,一方面容易产生较多气体,使塑料产生气泡,变色,烧焦等,也因黏度过低产生飞边;另一方面,温度过高会使塑料降解。因此机筒温度要进行很好的控制。

  4.模具温度 

  模具温度是指在注塑过程中与制品接触的模具型腔表壁的温度。塑料熔体注入模具型腔后,会释放大量的热量而凝固,此时需要模腔维持在一适当温度。在此温度下,将最有利于塑件的成型,塑件成型效率最高,内应力和翘曲变形最小。模具温度是控制制品冷却定型的主要因素,它直接影响着熔体的冲模流动行为,塑件的冷却速度及成型后的性能。如果模具温度选择合理,则可有效地改善塑件的内在性能和外观质量。 在注塑成型过程中模具温度是由冷却介质控制的。模具温度越低,冷却速度越快,熔体温度降低得越迅速,使熔体粘度增大、造成由于冷却不均匀而引起的收缩上的差异,严重时甚至于引起充模不足,这都将导致制件强度降低。随着模具温度的增加,熔体流动性增加,所需充模压力减小,制件表面质量提高。对于结晶型塑料,由于较高温度有利于结晶,所以升高模具温度能提高制品的密度或结构晶度。在较高的模温下制品中聚合物大分子松弛过程较快,分子取向作用和内应力都会降低。所以,在一定范围内升高模具温度会使制件强度提高,但是模具温度亦不能太高,否则会造成顶出困难。同时,模具温度过高会使冷却时间增长,从而使制品的生产率下降。 

  5.注塑压力 

  压力与塑件的许多特征有关,提高注塑压力有助于熔体充模,增加制件密度,减少制件收缩,并提高尺寸的稳定性。但塑件内应力以及取向也随之增加,造成制件脱模困难,损伤制品表面,还有可能产生飞边。一般较高的注塑压力对产品的综合性能是有益的 

  6.保压压力 

  保压压力是在注射完给模具型腔中的物料补充时的压力,防止物料回流或冷却产生缺陷。保压过程中注塑机的喷嘴不断向型腔补料,以填充由于制件收缩而空出的容积。在注塑过程将近结束时,螺杆停止旋转,只是向前推进,此时注塑进入保压阶段。保压阶段的作用是持续施加压力,压实熔体,增加塑料密度,以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中,由于模腔中已经填满塑料,背压较高,在保压压实过程中,注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动,塑料的流动速度也较为缓慢,这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段,塑料受模壁冷却固化加快,熔体粘度增加也很快,因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期,材料密度持续增大,塑件也逐渐成型,保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止,此时保压阶段的模腔压力达到最高值。 当压力低于或高于最佳保压压力时,强度都会降低。因为保压压力过小,补缩作用小,注塑制件内部会因收缩而形成气泡,塑件表面也会形成凹痕;保压压力过大,在浇口周围易产生较大的内应力,从而都导致制件强度降低。 

  7.塑化压力 

  塑化压力是指螺杆顶部熔体在螺杆后退时受到的压力,也称为背压。一般来说,增大背压,螺杆后退速度减小,熔体收到压力增大,塑化时的剪切作用加强,塑化效果提高。但增大背压后,一方面熔体在螺槽边缘的反流和漏流而减少了塑化量,引起计量段物料不足;另一方面,会使剪切过高,剪切应力过大而使物料降解,产生气泡或烧焦,影响制件质量。  通过以上分析可以看出,注塑成型工艺的不同对成型产品的质量的影响是大不相同的,只有各种成型工艺参数控制在相应的参数范围时,才能保证塑料制品的综合性能达到最优。而最优的工艺参数范围需要大量的生产实践和理论分析相结合来确定。