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| 注塑模具浅议热固性塑料注射成型工艺 |
| 发布日期：2014-10-11 |
| 热固性塑料通常均有较好的耐热、机械、电气绝缘和尺寸稳定等性能，并且价格较低廉，一直被人们应用于电器产品上。但长期以来，热固性塑料采用模压法生产，压制时间长，自动化程度低，难以提高生产率，因而在一定程度上限制了它的发展。在上世纪七十年代，热固性塑料注射成型新技术的出现，一些工业发达的国家都相继采用了这种新技术，适应于注射的热固性塑料的品种和产品与日俱增，并有了一定的发展。本文就热固性塑料注射成型原理、成型工艺、成型设备、模具和产品注射缺陷处理等进行介绍，旨在大家了解和掌握热固性塑料注射成型的应用。 1 热固性塑料注射成型原理 热固性塑料注射成型原理是将颗粒或粉状树脂加入料筒内，通过对料筒的外加热及螺杆旋转时注射料产生的摩擦热，对注射料进行加热，对注射料进行加热，并在温度不很高的料筒内先进行预热塑化，使树脂发生物理变化和缓缓的化学变化而呈稠胶状，产生流动性，然后用螺杆或柱塞在强大压力下使稠胶状的熔融料通过料筒和喷嘴，注入模具的浇口、流道并充满型腔里，在高温高压下，进行化学反应，经过一段时间的保压后，固化成型，开模取出制品。热固性塑料注射成型是物理变化和化学变化的过程，其是不可逆的。 由于热固性原料品种不同，加热温度在料筒前段为90℃，后段为70℃（±10℃左右）。根据配合工艺需要的材料流动性可以用适当提高或降低前料筒温度的办法来调节。但由于物料受到螺杆剪切混炼作用摩擦产生热，温度会升高，而且螺杆背压提高，料温也升高。树脂物料通过注射机喷嘴孔喷出时，由于剧烈摩擦料温可达110-130℃，模具温度通常保持在160-190℃，注射压力可达118-235MPa，物料在这样的温度和压力下迅速固化。 2 热固性塑料注射成型工艺 热固性塑料的成型要考虑以下三个方面。①条件：热量、压力、时间；②要素：注射料、注射机、注射模具；③阶段：塑化、注入型腔、固化阶段。热固性塑料注射成型工艺与热塑性塑料注射成型工艺有一定相似之处，也有不同之处。其中最大区别是固化阶段和保压阶段。 热固性塑料成型工艺的基本要求是：在低温料筒内塑化产物较长时间保持良好流动性，而在高温的模腔内能快速反应固化。热固性成型物料在料筒里软化,注射入约177℃的热模具中进行固化。整个过程要防止料筒里早期固化。这可以用水夹套控温(模温机)、合理设计螺杆及模具来满足成型工艺。 2.1目前热固性塑料注射成型过程有： ①塑化阶段，②成型阶段；③固化阶段； 总之，热固性塑料注射成型工艺条件控制要求较高，热固性注射料在塑化、充模、固化三个过程中，必须选择最佳成型条件。 2.2注射成型其他要求 ①在热固性塑料注射成型时，料筒温度的选择和控制保证注射成型的正常进行十分重要。 ②背压和螺杆转速：注射热固性塑料为基本颗粒状，除需温度的配合使之熔融外必须调整背压来完成和完善材料的预塑化，使注射过程中流动性良好，加量均匀稳定。 ③压力和注射速度：熔融的预塑料在高压下高速流经截面 很小的喷嘴、集流腔，其中部分压力通过阻力摩擦转化为热能， 使流经喷嘴、集流腔的预料温度从?0-90C迅速升至13012左右， 达到临界固化状态，也是流动性的最佳转化点。 ④模具温度和固化时间：模温决定熔融料的固化。模温高， 固化时间短，模温太高，制品表面产生焦斑、缺料、起泡等缺陷，模具太低，脱模时易开裂，严重时会熔料流动阻力大而无法注射，一般模温160，17012。 2.3热固性塑料成型设备 热固性塑料注射机主要是螺杆式为多，结构主要在塑化部件上，热固性塑料在塑化过程中要求：①不能对树脂产生过大的剪切作用； ②尽量缩短物料在料筒内的停留时间； ③能准确控制预塑温度。 为了实现这些目标，热固性塑料注射机的螺杆结构和料筒的加热冷却结构有其独特之处，欧美发达国家采用专用的热固性塑料注射机，也有国家采用兼用机，热固性注射机结构大体与热塑性注射机相同，所不两只的是料筒加热不用电加热而用热水、蒸气或热煤油循环模式加热。通过更换料筒、螺杆和模具中的个别部件，既可用于热固性塑料的注塑成型，也可用于热塑性塑料的注射成型。我国国内的热固性塑料注射机和热塑性塑料注射机可以互换使用，采用兼用机，对一些产量较小的企业很适用。对产量较大的热固性塑料件，可以固定为热固性塑料注射机。热固性塑料注射机螺杆采用零压缩比，防止摩擦热太大引起塑料在料筒中固化；螺杆采用较小的长径比，便于物料迅速更换，减少塑料在料筒的停留时间；螺杆没有止逆环和推力环，使料的流动更加流畅，保证了良好的供料特性，由于热固性塑料在射入模腔时有化学反应，需要将生成的气体排出，以及时释放合模力，所以机器电脑程序配备了排气功能。 2.4热固性塑料模具 热固性塑料熔体的流动行为热塑性塑料熔体有很多区别，相应模具也有所不同。热固性塑料熔体的流动类似宾汉流(Binghamflow)，浇铸系统要求流动阻力小，同时为了加速在型腔内的固化速度，缩短模塑周期，在流动过程中需要适当地升高温度。热固性塑料与热塑性塑料注射模具的差别有： ①流道的设计：在主流道、分流道、型腔位置、浇口位置、浇口尺寸和形状都不相同。 ②热固性塑料注射模具应设置加热装置和温控系统，以利于物料在模内化学变化顺利进行。 在模具内要安装模温测量装置，一般在模具成型部位安装热电偶，以便准确地控制模温，温度控制采用闭环控制模式。使模具成型表面的温差不太于5℃，在接通加热管时应注意安全。为防止高温模具向注射机的两块模板传热，需要两个绝热垫层，常用石棉水泥板或双氧玻璃钢板，放置在模具与机床的两块模板之间。 3.结束语 近年来热塑性塑料及制品的发展速度虽然很快，但它有些性能、如：耐热性、耐燃性、耐腐蚀性、电气绝缘性、抗变形的高机械强度等方面还远不及热固性塑料及其制品。因此，在全世界范围内其年消耗量仍以惊人的速度增长，增长率大约为每年20%左右。由于热塑性和热固性材料的性能不同，所以成型工艺条件有很大差别，过去热固性塑料制品长期以来采取压制成型的方法，生产效率低、劳动强度大、产品质量不稳定，比较复杂的零件成型很困难等问题，远不能满足塑料制品长期以来采取压制成型的方法，生产效率低、劳动强度大、产品质量不稳定，比较复杂的零件成型很困难等问题，远不能满足塑料原料和塑料制品产业化发展的要求。现在已经成功地将热塑性塑料注射成型的基本原理和技术移植到了热固性塑料的加工领域，至今已得到广泛的应用并有了快速的发展。具有注射成型周期短，高度自动化，生产效率提高10-20倍；生产成本低：注射成型制品密度均匀，重复性好，质量稳定，更适合大批量生产的特点。当我们认真掌握热固件塑料注射工艺，减少浪费，提高产品质量，热固性塑料注射制品也会有很大的市场。 |