第1章塑料成型基础知识.pptVIP

2.聚合物熔体流动过程中的弹性行为对注射成型影响很大，常常会使熔体在模内流动时产生端末效应和失稳流动等问题，最终导致塑件产生变形、扭曲以及熔体破裂等成型缺陷。（1）端末效应在导管入口和出口端出现的与熔体弹性行为有紧密联系的现象；聚合物熔体在管道入口端因出现收敛流动，使压力降突然增大的现象称为入口效应。在出口端出现体积膨胀的现象叫做出口膨胀效应（Barun效应）合称为端末效应，如图所示。第30页，共87页，星期日，2025年，2月5日2.聚合物熔体流动过程中的弹性行为产生入口效应的原因：聚合物以收敛流动方式进入导管入口时，它必须变形，以适应压缩性的流道内流动，但聚合物熔体具有弹性，也就是对变形具有抵抗力，因此，就必须消耗适当的能量，即消耗相当的压力降，来完成在这段管内的变形。熔体各点的速度在进入导管前后是不同的，为调整速度，也要消耗一定的压力降。产生出口膨胀的原因：聚合物熔体从导管中流出后，周围压力大大减小，甚至完全消失，聚合物内的大分子突然变得自由了，因此，前段流动中储存于大分子中的弹性变形能量被释放出来，致使在流动变形中已经伸展开的大分子链重新恢复卷曲，各分子链的间距随着增大，从而导致聚合物内自由空间增大，于是体积相应发生膨胀。第31页，共87页，星期日，2025年，2月5日2.聚合物熔体流动过程中的弹性行为入口效应和出口膨胀效应通常对塑料的成型都是不利的，特别是在注射成型、挤出成型和拉丝过程中，可能导致产品变形和扭曲，降低塑件的尺寸稳定性，并可能在塑件内产生内应力，降低塑件物理和力学性能。增加管子或口模的平直部分长度，适当降低成型时的压力和提高成型温度，并对挤出物加以适当速度的牵引或拉伸等，均有利于减小或消除端末效应带来的不利影响。第32页，共87页，星期日，2025年，2月5日2.聚合物熔体流动过程中的弹性行为（2）不稳定流动和熔体破裂现象在高切应力和高剪切速率作用下，大分子链几乎被拉直，继续变形呈现很大的弹性性质，导致其熔体无法保持稳定的层流流动，通常将这种现象称为失稳流动。失稳流动时，挤出物表面粗糙、无光泽、粗细不均和扭曲，严重时会出现波浪形和竹节形，甚至会出现破裂。第33页，共87页，星期日，2025年，2月5日（2）不稳定流动和熔体破裂现象失稳流动和熔体破裂现象的影响因素1）分子结构相对分子质量越大、分布越窄，弹性行为越突出，越易发生失稳流动2）温度主要影响极限剪切应力和极限剪切速率，一般降低温度时，减小极限剪切应力，减小极限剪切速率有利于稳定流动。3）流道结构从突然过渡改为平缓过渡有利于稳定流动第34页，共87页，星期日，2025年，2月5日1.浇口和型腔对熔体充型流动的影响1.2.4聚合物熔体的充型流动充型流动：在型腔内流动和成型过程；要求：连续、平稳，否则影响表面质量、形状尺寸、力学性能。模具结构和注射工艺参数影响充型流动。浇口的横截面高度和型腔的深度相差很大（高速）喷射、蛇形流表面粗糙、易破裂浇口的横截面高度和型腔的深度相差不大（中速）较平稳地扩展性流动浇口的横截面高度和型腔的深度相差接近（低速）平稳地扩展性流动第35页，共87页，星期日，2025年，2月5日2.扩张流动充型与熔接痕（1）充型运动过程的三个典型阶段1)前锋料流呈辐射状流动的起始阶段2)前锋料流呈圆弧状的过渡阶段3)以黏流性熔膜为前锋料头的匀整运动主阶段。（2）熔接痕：两股料流的汇合处产生的连接痕迹当熔体在型腔中流动的过程中遇到型芯和嵌件等障碍物时，或一型腔多个浇囗进料，则熔膜将被分成两股，最终在两股料流的汇合处产生熔接痕。熔体温度越低，熔接痕越明显，强度越低。第36页，共87页，星期日，2025年，2月5日仅仅靠加热的方式来提高熔体的流动性往往会造成局部熔体的过热，从而导致聚合物的分解。一般将加热升温与增加熔体的摩擦生热结合起来才能获得比较满意的效果。过分加大冷却速度也会由于塑件各部分由于冷却速度相差太大而造成很大的内应力。结晶型聚合物在受热转变成熔体的过程中会因为要吸收结晶潜热，而比非结晶型聚合物要消耗更多的热量。1.3.1聚合物的加热与冷却（导热能力差）1.3聚合物成型过程中的物理行为第37页，共87页，星期日，2025年，