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塑料材料与热流道注射 第三节 塑料材料对热流道注射影响 加工温度范围 塑料熔体的热性能 塑料熔体的流动性 1. 加工温度范围(见参考书2) 注射机喷嘴温度等于热流道喷嘴温度 注射无定形塑料应注意到： 除了注射PVC和CA塑料，整个热流道系统允许有较大的温度波动范围 。 开放式浇口中塑料冻结，需要浇口区域有较低的温度。如果温度过高，会出现浇口料柄拉丝。浇口区需要强化冷却，选用对冷却敏感的导热材料制造浇口套。 喷嘴的浇口会将热量传递给模具型腔。如果喷嘴的接触表面太热，会使注塑件的浇口位置出现缺陷，表面变形，，甚至烧伤。 注射结晶型塑料要求： 保压期间要保持浇口开放。为阻止浇口快速固化，需要高温的浇口区。喷嘴的顶端应设置绝热区。 为保持POM和PA等塑料温度在较窄的范围内，热流道喷嘴应有良好的导热性。为此设计多个区域的温度控制系统。 在这些浇口中都有冷料柱塞头。它将与塑料熔体一起注射到型腔。 了解塑料加工的温度范围，浇口区的温度特征和塑料熔体的流动性(见参考书2) 表中的熔体处于最高注射温度，倘若进一步升温，会使高分子链分解，塑料被过热破坏。对无定形塑料，在玻璃态转化温度Tg以上时逐步软化。处于高弹态时可进行热成型等加工。表上的加工温度范围，是从Tg开始计算到最高注射温度 无定形塑料的注射加工温度范围大于结晶型塑料。大多数结晶型塑料的注射加工温度范围ΔT小于60℃。结晶型塑料PA66的喷嘴温度范围，285℃～255℃。最高注射温度与结晶温度之间的加热范围较小。 排列在前的大部分无定形塑料，注射加工的温度范围较宽，塑料熔体的冷却固化较慢。浇口区域要求有较“冷”温度。以使浇口冻结较快，可缩短注射循环时间。 浇口区的温度特征和塑料熔体的流动性 排列在后的大多数结晶型塑料，注射加工的温度范围较窄。浇口区域要维持较高的温度，才能避免过早冻结。 另一类是较慢固化的PE和PP等结晶型塑料，浇口区域要“温”。 以上两组塑料之间的PC等无定形塑料，浇口区域也需“温”。 2. 塑料熔体的热性能 热敏性塑料 热敏性塑料有PVC、POM、PBT、CA、CAB、CP、聚苯酰胺PPA和聚醚醚酮PEEK等，还有所有添加阻燃剂的塑料。热稳定塑料有PE、PP、PMMA、PC、PS和其它。 热敏性塑料在料筒和热流道中渡过时间只能5～10min。热稳定塑料可多于30～60min。熔体的加热时间还与塑料熔体的温度有关。 (1) 热敏性塑料 多次使用的回头料，分子链的降解增多。除了分子的热降解外还会有氧化分解。PA对此特别敏感。减少阻燃添加剂、染料和有机颜料，以改善塑料的热敏性。 限制热流道中存料的体积与注射量的比例，要缩短塑料在流道中渡过的时间。模具中塑料制品的型腔总体积小于流道的容量时，更应该这样做。 (1) 热敏性塑料 将系统分成更多的温度控制区以减小系统中的温度差。使用的加热器要具有接近线性的温度变化特性。 要防止流道板和喷嘴内塑料滞留，避免死角和棱边。 2. 塑料熔体的热性能 (2) 热降解和腐蚀 热降解的特征是剪切应力作用下分子链的断裂，塑料的平均分子量下降。塑料熔体加热温度过高和时间过长，会促成氧化降解和加快水解。它们都在塑料的热熔融状态下同时产生的。热降解时生成或分解的低分子物质，对模具的金属零件有化学腐蚀作用。 2. 塑料熔体的热性能 (2) 热降解和腐蚀 热流道系统的金属零件，长期处在高温高压的环境中，本身承受较大预应力和热应力，又有化学腐蚀剂作用，会生成环境应力裂纹。慢性裂纹不断扩展，最终导致热流道零件损毁。 铜和铜合金的热流道零件与聚丙烯PP和聚甲醛POM熔料不相容，还有催化分解作用。铜和铜合金零件更容易被腐蚀，并生成疲劳裂纹。 3. 塑料熔体的流动性 塑料熔体的流动性主要由分子结构形态品种决定，平均分子质量愈高黏度也高。矿物填料和玻纤含量愈多黏度也高。 3. 塑料熔体的流动性 从塑料熔体的黏度对剪切速率的依赖性来说。不同塑料的敏感性有明显区别。在模内流动103～104 s-1的剪切速率范围内，敏感性较明显的有LDPE、PP、PS、HIPS、ABS、PMMA、POM、PBT和PET等。它的黏度会有大于10倍的变化。但是PC、PA6、PA66、PPS，聚砜类的PSF、PES和PAS剪切速率提高，熔融温度范围内，黏度只有少量变化。对剪切速率敏感的塑料熔体，适用较小浇口直径。相反，对剪切速率不敏感的塑料，不能发挥点浇口改善流动性的优势。 3. 塑料熔体的流动性 塑料熔体在注射模塑的高剪切速率1000s-1时，温度上升，有黏度下降的变化。各种塑料黏度对温度作用敏感性是不同的。从对PE和PP等，用升高熔体温度来提高注射成型时流动性的效果有限。而增高温度来提高PMMA、PC、ABS