塑料制品收缩及其措施分析

塑料制品收缩及其措施分析
摘要：收缩现象是塑料制品在加工过程中产生的一种影响成品质量的现象，对
塑料制品的外观影响非常大，特别是对成品的表面质量和几何尺寸要求特别严格
的塑料制品影响更大。

为此，所以我们应该深入分析造成塑料制品收缩的原因，
并采取针对性的解决措施，抑制收缩，提高产品质量。

关键词：塑料制品；收缩；措施
1收缩的机理
1）热收缩。

高温塑料熔体在注射模内冷却成型时，塑料遵循热胀冷缩的物理规律，因
此产生的收缩称为热收缩。

在热收缩的过程中，分子链热运动产生的应力松弛以及结晶度的
变化导致了热收缩情况的变化。

在热处理之前的冷拉伸阶段会有较集中的应力，当施加热处
理时，分子链的热运动会使得应力松弛，而发生回缩，而当内部没有了内应力，热收缩现象
也就减少，而结晶的改变同样也影响热收缩。

2）结晶收缩。

结晶型塑料熔体在注射成型的
冷却过程中会产生结晶。

结晶将使聚合物大分子之间由完全无序状态变为互相平行排列的规
整结构，因此塑料件的体积将会产生收缩。

3）取向收缩。

塑料熔体在一定压力和速度下注
入模腔时，大分子会沿流动方向取向，同时大分子有恢复卷曲的趋势，因而在取向方向上发
生收缩。

4）负收缩。

塑料有一定的可压缩性，在高压下，会因比容积减小而收缩。

同时塑
料还具有弹性恢复作用，当塑料制品从注射模中脱出后，塑料制品体积因弹性恢复作用而使
收缩减小。

由于收缩现象的存在影响了产品在成型后的综合质量问题，所以造成了成材率的降低，
使得产品的成本提高，减少收缩现象的存在，已是企业生存发展的一项重要任务。

2塑料制品收缩的原因
1）成型压力。

当模具型腔内的压力变大时，其成型收缩也会变小。

但是在诸多塑料制
品中，非结晶型的收缩率不会随着模具型腔内的压力变大而变化，而会呈现出直线。

结晶型
塑料则是随着模具型腔压力变大而下降。

2）注射温度。

注射温度越高，塑料膨胀系数越大，塑料制品收缩率越大。

但是温度升高，熔融的原料密度会变大，收缩率会减少。

两者共同作
用下就会呈现出温度升高，塑料制品收缩率变小的趋势。

3）模具温度：通常模具温度较高
时收缩率也较大。

但对于薄壁塑件，模具温度高则熔料的流动阻抗小,而收缩率反而较小。

4）成型时间。

如果在模具成型过程中能及时完成补料，延长保压时间，就会大幅度减少塑料制
品的收缩率。

但这时塑料制品的冻结趋向会更加明显，其内部应力也会变大，相应的收缩率
也会变大。

但总体上，收缩率是变小的。

而且完成成型之后，再进行冷却就会让塑料制品固化，其收缩率就会变小。

5）塑件形状。

对于成型件壁厚来说，一般由于厚壁的冷却时间较长,因而收缩率也较大，对一般塑件来说，当熔料流动方向L尺寸与垂直于熔料流方向W尺
寸的差异较大时，则收缩率差异也较大。

从熔料流动距离来看，远离浇口部分的压力损失大，因而该处的收缩率也比靠近浇口部位大。

因加强筋、孔、凸台和雕刻等形状具有收缩抗力，
因而这些部位的收缩率较小。

塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密
度的固态外壳。

由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。

所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。

3塑料制品加工中的收缩抑制措施
3.1收缩计算
塑料制品会受到各种因素的影响产生收缩。

但是收缩率有大小。

如果要精准地控制塑料
制品的收缩，就要提前计算塑料制品的收缩。

具体来说，塑料制品的收缩主要是指脱模后的
制品尺寸占塑料制品模具型腔实际尺寸的占比。

在计算中可按照公式R=（L-L1）100％/L，其
中R代表的就是塑料制品的收缩率，L代表的是室温条件下的模具型腔尺寸，L1代表脱模后
的塑料制品尺寸。

在塑料制品的收缩抑制中，如果能提前了解塑料制品的收缩率，就可以提
前制定有效的抑制措施，减少塑料制品的收缩。

3.2收缩气泡的抑制方法
造成收缩气泡的原因是壁厚较大时，塑料制品内外温度冷却速度不一样，外表面的冷却
速度要快些。

在不断的冷却过程中，中心部位的塑料树脂就会边收缩边向表面扩张。

这就会
造成塑料制品内部填充不足的问题，进而产生气泡。

对于这个问题，可采取以下措施。

1）
依据实际壁厚，科学地设计浇道口、确定浇道尺寸。

通常情况下，浇道口的高度为壁厚的一
半及以上，但不超过60％。

2）一直到完成浇口封合，都要预留好补充注射料。

3）注射时间
要长于浇口封合时间，但不能过长。

4）要适当地降低注射速度，增加注射压力。

5）要尽可
能地采用熔融黏度等级比较高的材料。

3.3收缩痕的抑制
注塑塑料最易产生收缩痕，其中比较严重的是较厚的位置及筋肋、突起位置。

之所以产
生这种现象是因为越厚的部位冷却速度越慢，而其他部位的冷却速度会比较快，更容易发生
凹陷问题，也就是收缩痕。

这种收缩对塑料制品的质量影响非常大，尤其是对大型的厚壁塑
料制品质量影响更大，例如电视机斜面机壳、显示器外壳等。

对于这类塑料制品，必须采用
有效的抑制措施，预防收缩痕的发生。

对此，可采取以下措施。

1）科学设计模具，减少收
缩痕的产生概率。

例如管式小型浇口的冷区速度要比锥形浇口冷却速度快，在能应用锥形浇
口的部位要尽可能地采用锥形浇口。

又如可在关键部位设置冷水道，从而通过冷却模具来达
到消除收缩的目的。

另外，整个模具还应当具有良好的合模密封性，可以用于高压、高速等
原料的填充。

2）可以适当地延缓浇口处的冷却时间，减少收缩痕的产生概率。

3）要求成型
工人合理调整填充条件。

例如依据实际情况，合理控制填充阶段的时间。

因为时间过短，会
有可能造成较大的收缩。

虽然这种方法并不一定能完全抑制收缩痕，但是这样做还是能改善
收缩问题的。

3.4其他措施
造成塑料制品收缩的原因是多种多样的。

可采取的抑制措施也是多种多样的，首先，可
以尝试从设备方面入手。

虽然设备的规格、尺寸是无法控制的，但是可以结合生产实际，了
解设备的缺陷，并以反馈厂家进行设备的改造、完善。

例如喷嘴过大容易影响到发射力，造
成充模问题。

过小，则容易造成堵塞。

生产人员可依据需求，直接确定喷嘴的大小，如果设
备在加工过程中出现磨损问题，则要及时维修，以免造成塑料制品的收缩。

其次，从加工工
艺入手，如在注射中可适当地增加压力、延长降温时间；如果注射塑料融化后流动性比较大，那么施加高压可能会产生飞边，进而造成塌坑，而通过降低机筒前段、喷嘴的温度，可以有
效减少型腔熔料体积，使其在较短的时间内固化、冷却；如果是高黏度的塑料，则要采取提
温的方法。

因为提高温度，才能增大熔料的流动性，更好地充模；如果是薄壁制件，也要适
当提温，确保熔料能顺利流动；如果厚壁制件，则要在固化中迅速降温，保证制件外表面能
迅速固化、定性；如果是低精度制件，可提前出模，并让其冷却。

这样做可以减少收缩凹陷
问题的出现。

而且也不会影响制件的正常使用。

最后，应选择不太软的原料。

因为过软的原
料更容易发生凹陷问题，导致收缩不均匀。

若是一定要选择较软的原料，则可向其中添加成
核剂，加速结晶。

4结语
综上所述，收缩情况影响着产品的外观和表面质量的稳定性，产品的收缩会影响产品的
使用安全及使用寿命。

塑料制品加工中的收缩问题是无法完全杜绝的。

但可以结合收缩问题
的产生原因，采取有效的抑制措施，减少塑料制品的收缩，提高塑料制品的加工质量。

同时，还应当继续加大塑料制品收缩抑制的研究力度，在原材料的改性、加工方法、加工工艺等方
面进行了改善，制备出了具有低收缩率、高尺寸稳定性的产品。

研发出更先进、更有效的抑
制方法，将收缩对塑料制品质量的影响降到最低。

参考文献
[1]浅谈塑料收缩率和模具尺寸[J].刘甲乙,黄家强.模具制造.2019(01).
[2]热收缩膜的发展近况[J].雷凯文,王克俭.塑料包装.2019(03).。