常用热固性塑料的注塑成型工艺条件
第6章热固性塑料的主要成型加工技术
半溢式：有支承面与溢式相似，有装料室，用于小嵌件制品
无支承面与不溢式模具很相似，阴模向外倾斜3°, 阴模阳间有溢料槽
溢式模具
不溢式模具
图6-5 半溢式模具示意图 （a）有支承面 （b）无支承面
6.1.3 模压成型过程及操作
6.1.3.1 模压成型过程
成型物料的准备、成型和制品后处理三个阶段
模压成型原理
(2) 热固性与热塑性塑料注射成型不同点
热固性塑料在料筒内的塑化（料筒温度）
热固性塑料熔体在充模过程的流动（剪切
应力和充模速度）
热固性塑料在模腔内的固化（模具温度）
6.4.2 热固性塑料注射成型机
(1)注射装置
作用：将塑料均匀地塑化成熔融状态，将熔料注射到模腔内
基本形式：螺杆式和柱塞式，主要采用往复式单螺杆注射
机
螺杆——与热塑性塑料注射机区别大 (2) 螺杆驱动装置(低转速大扭矩油马达驱动螺杆旋转)
(3) 合模装置(由模板,拉杆,合模油缸等组成,合模力大)
(4) 控制系统
(5) 特殊注射机
双柱塞式注射机
图6-22 柱塞式聚酯料团注塑机 图6-21 多工位注塑机
6.4.3 热固性塑料注射成型工艺
图6-23 热固性塑料注塑成型工艺过程
C→E,交联,放Q→T物>T模, V↓
E点卸压， P↓常压
F点脱模
模压成型压力-温度-体积关系 ——:无支承面 ------:有支承面
6.1.4 模压成型工艺控制
6.1.4.1 模压压力Pm
指成型时压机对塑 料所施加的压力
pm
D2
4 Am
pg
Pm与塑料种类、模温、 制品形状有关
模压P对流动固化曲线的影响 a－50MPa b－20MPa c－10MPa
热固性塑料的注塑成型加工知识
为改进制品的质量和重现性采用了许多不 同的和专门的技术。鉴于有一些热固性聚合物在 加热时产生气体，在模具被部分充满后往往有一 个放气操作。在这一步骤中，模具微微开启，以 便让气体逸出，然后迅即关闭，把余下物料再注 人。
注压模塑提供了较高的强度、较好的尺寸控 制，并改进了表面状态（外观），这是因为采用 了带有伸缩式膜腔与膜芯的模具而得到的，注射 过程中模具可以开启 1／8—l／2in，并随后迅速 压紧，似模具关闭那样。
注射模塑工艺过程利用一螺杆使物料流经 加热过的机筒，机筒则以水或油循环于机筒四周 的夹套中。螺杆可按每种材料的不同类型加以设 计，稍加压缩以脱除空气并加热物料获得低粘 度。大多数热固性物料在此处的流动都是相当好 的。
使物料进入模具的操作是中止螺杆转动和 用液压把螺杆高速推向前，使被塑化的低粘度物 料压入模具中。这种快速流动要求在 0．5 秒的 时间里填满模腔，压力需达到 193MPa。一旦填满 膜腔时物料的高速流动产生更大的摩察热以加
热固性塑料注塑利用一螺杆或一柱塞把聚 合物经一加热过的机筒（120～260F）以降低粘 度，随后注入一加热过的模具中（300—450F）。 一旦物料充满模具，即对其保压。此时产生化学 交联，使聚合物变硬。硬的（即固化的）制品趁 热即可自模具中顶出，它不能再成型或再熔融。
注塑成型设备有带一用以闭合模具的液压 驱动合模装置和一能输送物料的注射装置。多数 热固性塑料都是在颗粒态或片状下使用的，可由 重力料斗送入螺杆注射装置。当加工聚酯整体模 塑料（BMC）时，它有如“面包团”，采用一供料
为加工设备所克服。
菜呢！他满口答应着。结果程
热塑性塑料和热固性塑料在加热时都将降 低粘度。然而，热固性塑料的粘度却随时间和温 度而增加，这是因为发生了化学交联反应。这些 作用的综合结果是粘度随时间和温度而呈 U 型曲 线。在最低粘度区域完成充填模具的操作这是热 固性注射模塑的目的，因为此时物料成型为模具 形状所需压力是最低的。这也有助于对聚合物中 的纤维损害最低。
塑料成型原理与工艺
压缩成型与注射成型相比的优点是： （1）无浇注系统，耗料少； （2）设备使用及模具较简单； （3）易于成型流动性较差如以纤维为填料的塑料； （4）制品收缩率小，变形小，各向性能比较均匀； （5）能成型面积大、厚度又比较小的大型扁平制品。
缺点是： （1）生产周期长，效率低； （2）不易成型尺寸精度要求较高、形状复杂、壁厚 相差较大及带有精细易断嵌件的制品； （3）劳动强度大，难以实现自动化，劳动条件较差； （4）模具寿命较短。
2．2．2 压缩成型工艺过程
压缩成型工艺过程主要包括预压、预热和 干燥、嵌件的安放、加料、闭模、排气、固化、 脱模、清理模具、制品后处理等。
但模温也不能过低，过低的模温不仅使 固化速度慢，而且效果差，也会造成制品的 灰暗，甚至表面发生肿胀，这是因为固化不 完全的外层受不住内部挥发物压力作用的结 果。
成型厚度较大的制品时，宜采用降低模 具温度，延长成型时间的工艺规程。
3．压缩成型时间
成型时间是指从闭模加压起，物料在模具 内升温到固化脱模为止的这段时间。它直接 影响制品的成型周期和固化度。
1.压缩成型前的准备工作
（1）预压
在压缩成型前，将松散的粉状或纤维状的 热固性塑料在室温下预先用冷压法（即模具不 加热）压成重量一定、形状一致的密实体的过 程称为预压，所得到的物体称为预压物（或压 锭、型坯、压片）。
预压的作用主要有：
（1）加料快而准确。避免加料过多或不足而造成 的残次品。
（2）减小模具的加料室，降低模具制造成本。
（1）加料 （2）塑化 （3）加压注射 （4）保压 （5）冷却定型 （6）脱模
3. 塑件的后处理 塑件经注射成型后，除去浇口凝料，修饰浇口处余料
简述热固型塑料压制成型的工艺流程
简述热固型塑料压制成型的工艺流程1. 引言1.1 概述热固型塑料压制成型是一种常用的塑料加工方法，它通过对热固型塑料原料进行预处理、加热和熔化，再施加适当的压力使其充分填充模具腔体，最终得到所需形状的零件或产品。
该成型工艺广泛应用于各个行业，如汽车制造、电子设备、航空航天等领域。
本文将详细介绍热固型塑料压制成型的工艺流程，并讨论操作要点和注意事项。
此外，我们还将总结回顾工艺流程中的关键要点，并提出可能的改进和未来发展方向。
从整体上强调了热固型塑料压制成型在实际应用中的重要性和价值。
1.2 文章结构本文分为五个部分来详细描述热固型塑料压制成型的工艺流程。
在引言部分，我们首先概述了本文所涉及的主题，并介绍了文章结构和内容安排。
接下来会逐步展开介绍。
在第二部分中，我们将对热固型塑料进行简要介绍，包括其定义、特点和应用领域。
这将为读者提供对热固型塑料的基本了解，有助于更好地理解其压制成型工艺。
第三部分将详细描述热固型塑料压制成型的工艺流程概述，包括原料准备与预处理、加热和熔化以及压制成型过程。
通过对每个步骤的解释，读者将能够全面了解整个工艺流程的运作原理和关键步骤。
在第四部分中，我们将讨论操作要点和注意事项。
具体而言，我们将重点介绍温度控制、压力控制以及冷却与脱模操作等方面的关键问题，并提供一些建议和经验分享。
最后，在第五部分中，我们将对整篇文章进行总结回顾，并探讨可能的改进和未来发展方向。
针对热固型塑料压制成型的重要性和应用价值，我们会再次强调并给出展望。
1.3 目的本文旨在全面介绍热固型塑料压制成型的工艺流程，并提供操作要点和注意事项。
通过阅读本文，读者可以了解该成型方法的原理、步骤和关键要点，从而为实际操作和应用提供参考。
此外，本文将重申热固型塑料压制成型的重要性，并展望其未来的发展前景。
2. 热固型塑料简介2.1 定义和特点热固型塑料是一种在加热和压力作用下可以硬化和定形的高分子材料。
与热塑性塑料不同，热固型塑料在初次成型后无法通过加热再次变软和流动。
热固性塑料注塑工艺过程
热固性塑料注塑工艺过程热固性塑料注塑工艺过程分以下步骤：（１）预塑料筒中的热固性塑料在料筒加热装置及螺杆所产生的摩擦热的作用下受热熔融达到预塑物料的目的。
（２）注射预塑完成后，模具闭合，螺杆开始注射，熔料在螺杆推动下从料筒喷嘴经模具的主流道、分流道及浇口注入到模腔中并将模腔全部充满。
由于熔料在注塑时剪切升温并且模具处于高温状态，熔料的温度快速升高进入快速反应状态。
（３）保压固化注射完毕立即进入保压状态，保压目的有两个：一是补缩，二是保证制品结构密实。
保压结束后延迟一段时间待物料完全固化，制品定型。
（４）制品顶出打开模具顶出制品，清理模具。
热固性塑料注塑成型工艺要素包括预塑（料筒温度、螺杆转速及背压）、注射（注射速度、注射压力和保压时间）、固化（模具温度和固化时间）三方面的内容，下面分别加以分析。
（１）料筒温度塑化在注塑机的料筒中完成，料筒温度必须精确控制。
如果料筒加热温度过低，则物料的流动性较差，与螺杆和料筒内壁产生不必要的剪切作用，既加大了螺杆的载荷，又使与螺杆接触的物料因温度过高而发生交联；如果料筒温度过高，则会提前发生交联反应而固化，从而失去流动性而无法注射到模腔中去。
料筒的加热温度不是均一分布，而是呈阶梯状上升的，这样可使热固性塑料的流动性及固化速度处于最佳状态以减少螺杆旋转时受到的摩擦阻力。
通常在能够完成对物料预塑的情况下，料筒的加热温度应该设定偏低一些，以防物料过早交联。
（２）螺杆转速为了避免热固性塑料在注塑机料筒内作长时间的停留及螺杆对物料产生过大的剪切作用，应注意控制螺杆的转速。
一般来讲，对于黏度较大的热固性塑料，在塑化时与螺杆之间的摩擦力大，其螺杆转速可以适当降低，相应地延长物料在料筒中的混炼塑化时间；对于黏度较小的热固性塑料，螺杆转速可以稍高一些以提高效率，但螺杆转速一般宜控制在５０ｒ／ｍｉｎ以内。
（３）背压背压高时，热固性物料在料筒内的剪切能量增大，预塑料的温度上升，硬化程度加大，从而会造成充模困难；螺杆背压过低，则会产生预塑时计量不准确而造成制品欠注等缺陷。
热固性塑料成型工艺
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第八章 热固性塑料的成型加工
(二)影响模压成型的工艺因素
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第八章 热固性塑料的成型加工
(3) 排气
模压热固性树脂时，常有水分和低分子物放出，为了排除 这些低分子、挥发物及模内空气等，在模腔内树脂反应进行至 适当时间后，可卸压松模很短时间以排气。
排气操作能缩短固化时间和提高制品的物理机械性能，避 免制品内部出现分层和气泡;但排气过早、过迟都不行，过早 达不到排气的目的;过迟则因物料表面已固化气体排不出。
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第八章 热固性塑料的成型加工
(5) 脱模
脱模通常是靠顶出杆来完成的，带有成型杆或某些嵌件的 制品应先用专门工具将成型杆等拧脱、而后再进行脱模。
(6) 模具吹洗
脱模后，通常用压缩空气吹洗模腔和模具的模面，如果模 具上的固着物较紧，还可用铜刀或铜刷清理，甚至需要用抛光 剂拭刷等。
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第八章 热固性塑料的成型加工
第八章 热固性塑料的成型加工
热固性塑料以体型结构的聚合物为主要成分，与热塑性 塑料不同，它受热不具有熔体流动性。
热固性塑料成型加工的特点是，所用原料树脂为分子量 较低的线型或支链结构的预聚体，其分子内含有反应性基 团，在成型为塑料制品的过程中同时发生固化反应，即由 线型或支链型结钩转变为体型结构聚合物。
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第八章 热固性塑料的成型加工
(4) 固化
热固树脂的固化是在模压温度下保持一段时间，以便树脂 的缩聚反应达到要求的交联程度，使制品具有所要求的物理机 械性能。固化速率不高的树脂也可在制品能够完整地脱模时面 化就暂告结束，然后再在后处理时完成全部固化过程，以提高 设备利用率。
塑料成型的工艺性能
塑料成型的工艺性能
1.2热固性塑料成型的工艺性能
溢料间隙/mm '0. 03
0. 03〜0. 05 0. 05〜0. 08
表1-2常用塑料的流动性与溢料间隙
流动性等级
塑料类型
好
聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、醋酸纤维素
中等
改性聚苯乙烯、ABS、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯
差
聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚砜、聚苯醚
塑料成型的工艺性能
1.1热塑性塑料成型的工艺性能
塑料成型的工艺性能
1.2成型的工艺性能
➢ 影响热固性塑料收缩率的因素主要有原材料、模具结构、成型方法及成型工艺条件等。塑料中树脂和填料的种 类及含量，会直接影响收缩率的大小。当所用树脂在固化反应中放出的低分子挥发物较多时，收缩率较大；放 出低分子挥发物较少时，收缩率较小。在同类塑料中，填料含量多，收缩率小；填料中无机填料比有机填料所 得的塑件收缩率小，如有机填料（如木粉）的酚醛塑料的收缩率，就比相同数量无机填料（如硅粉）的酚醛塑 料收缩率大。
塑料成型的工艺性能
1.2热固性塑料成型的工艺性能
1.收缩性 同热塑性塑料一样，热固性 塑料也具有因成型加工而引 起的尺寸减小，其收缩率计 算方法与热塑性塑料相同。 产生收缩的主要原因有以下 几种。 1）热收缩 这是因热胀冷缩而引起的尺 寸变化。由于塑料线胀系数 比钢材大几倍甚至十几倍， 制件从成型加工温度冷却到 室温时，就会产生远大于模 具尺寸收缩量的收缩。它是 成型收缩中主要的收缩因素 之一。
塑料的成型工艺性能
(4)相溶性
• 相溶性：两种以上不同品种的塑料在熔融 状态下不产生相分离现象的能力。
不相溶塑料
混炼
制品分层
制品脱皮
• 利用相溶性可得到类似共聚物的综合性能，
(5)热敏性
• 相溶性：某些热稳定性差的塑料，在高温下受热 时间较长或浇口截面过小及剪切作用大时，料温 增高易发生变色、降解、分解的倾向。
硬聚氯乙烯
② 压力
注射压力
流动性
③ 模具结构
浇注系统形式 浇注系统尺寸 冷却系统设计 排气系统设计
(3)吸湿性 • 吸湿性：塑料对水的亲疏程度。
塑料的吸湿性
具有吸湿倾向或粘附水分倾向的塑料 吸湿或粘附水分极小的材料
• 具有吸湿或吸附水分的塑料，成型前应经过干燥， 使水分含量控制在0.5%～0.2%以下，并在成型 过程中保温，以防重新吸潮。
影响
塑件形状 是否预热
塑件壁厚 是否预压
硬化速度
• 硬化速度过快，难以成型结构复杂的塑件； • 硬化速度过慢，成型周期变长，生产率降低。
(5)水分及挥发物含量
成型时水分及挥发物含量过多
流动性增大 易产生溢料
成型周期长
• 措施：对物料进行预热干 收缩率大 燥处理、在模具中开设排 气槽、模具表面镀铬等 。 塑件易产生气泡
塑料成型工艺与模具设计
塑料的成型工艺性能
1. 热塑性塑料的工艺性能
(1)收缩性 • 塑料经成型冷却后发生了体积收缩的特性。
收缩率
单位长度塑件收缩量的百分数
收缩率
实际收缩率 计算收缩率
实际收缩率： 塑件在成型温度时的尺寸与室温时的尺寸之间的差别 实际收缩率： 室温时模具与塑件尺寸的差别
实际收缩率：
热固性塑料的注射工艺.
为便于操作，塑料在料筒温度下保持流动态的时间应较 长，故料筒温度应选取力矩的最小点所对应的时间为较长者的 温度为定，也就是说，料筒温度的选择一般是在能满足塑料熔 触流动的前提下，取其接近于低限的温度，以避免在注射操作 过程中发生因塑料在料筒中的交联程度超过某一范围而使注射 成型难于进行，甚至因固化程度过高而堵死螺杆。
热固性塑料的注射工艺
热固性塑料
热固性塑料的成型是将塑料先经加热逐渐熔融塑化， 同时发生化学反应，在压力和热的继续作用下，充模成型 并交联固化成为制件。热固性塑料的压制成型、传递成型 和注射成型等诸种成型加工方法，其成型原理均属于此。
热固性塑料
注射成型是将塑料从料斗输送到规定温度的料筒 中，使其受热塑化，热量来自加热装置的热传导和 螺杆旋转时塑料与料筒壁、塑料与螺杆之间的磨擦 热以及被螺杆剪切和搅拌时内部的磨擦热。
热固性塑料
当温度过低时，塑料可能尚未完全接触，当然也就不 具有注射所必须的流动性，塑料受热熔融后，随着温度的 升高或受热时间的延长，塑料粘度将明显地降低，粘度降 至某一最低点后塑料将随着温度的继续升高或加热时间的 继续延长而使交联反应增大，故粘度又将明显地增高，这 时予塑力越过最小点而上升。
热固性塑料
热固性塑料
二）螺杆转速及背压 螺杆转速是控制物料温度的一个参数。转速增大，塑 料受到的剪切作用越大，摩擦生成的热量增大。对于固化 速度较快的塑料品种可取低的转速。螺杆直径增大，摩擦 生成热也会增大，因此，随着直径增大，相应转速也要降 低。
酚醛塑料粉，当螺杆直径为40～60mm左右时，转速应 为30～80转/分。当注射玻纤增强酚醛塑料时，处于减少 对玻纤的磨损，所以用30～40转/分为宜。
热固性塑料
热固性塑料的注射成型.
6.7.4 双组分结构发泡注射成型 (夹心注射成型)
产生的背景： 对厚壁(大于5mm)刚性较高的注射件需求量增加。 传统的注射制品，因收缩率大，制品表面易出现塌 坑，影响外观与平整度， 采用高压结构发泡注射能解决上面的问题。
但模具结构复杂，费用昂贵。
34
B A
35
适合于双组分发泡制品的塑料有： HDPE、LDPE、PP、PS、ABS、PMMA、EVA、ASA、 SAN、PA及PC等。 增强塑料也可生产结构泡沫制品，常用填料有： 玻璃纤维、玻璃珠、瓷珠、重晶石和纤维填料等。
8
2.1热固性塑料在料筒内的塑化
料筒的温度必须严格控制，要求温度的均一性尽可 能高， 尽量减少熔体在料筒内的停留时间，也是保证塑化 后熔体质量的重要措施。
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2.2.热固性塑料熔体在充模过程中的流动
由于喷嘴和模具均处在加热的高温状态，熔体流过 喷嘴和浇道时不会在通道的壁面上形成不动的固体 塑料隔热层，
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③内层为高强度材料，外层为耐磨材料， 用于成型表面耐磨，具有低的摩擦因数、同时整体 又具有较高强度的制件。
如轴套、齿轮等零件；
④内层为导电、导磁材料，外层为绝缘材料， 可使制品内层具有导电、导磁能力，外层具有绝缘 作用，以防止电气元件壳体发生短路现象。
这些制件大量用于仪表电气、办公设备、计算机壳体等。
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模具结构必须设置加热装置和温控系统，以利于
物料在模内化学反应的顺利进行 因热固性塑料回收困难，近年来在模具结构上开 始采用热流道模具、无浇口注射成型或细流道成 型等方法。
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5、注射工艺及成型条件
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热固性塑料的注 射成型过程包括：
塑化过程、 注射充模过程 固化过程
注塑成型的四大要素(3篇)
第1篇一、塑料原料1. 塑料种类注塑成型所使用的塑料种类繁多，常见的有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、ABS等。
不同种类的塑料具有不同的性能特点，如强度、硬度、韧性、耐热性、耐化学性等。
选择合适的塑料种类是保证注塑产品质量的前提。
2. 塑料特性（1）熔体流动性能：熔体流动性能是指塑料在熔融状态下流动的能力。
良好的熔体流动性能有利于提高注塑成型速度，降低能耗，减少废品率。
（2）热稳定性：热稳定性是指塑料在高温下保持性能的能力。
热稳定性好的塑料在注塑成型过程中不易发生降解，保证产品性能。
（3）耐化学性：耐化学性是指塑料抵抗化学腐蚀的能力。
耐化学性好的塑料适用于接触化学品或腐蚀性物质的场合。
（4）阻燃性：阻燃性是指塑料在燃烧过程中不易蔓延的能力。
具有阻燃性的塑料适用于防火、防爆的场合。
3. 塑料粒度塑料粒度是指塑料颗粒的尺寸。
粒度大小对注塑成型质量有一定影响，一般来说，粒度越小，熔体流动性越好，但同时也增加了能耗和设备磨损。
二、模具设计1. 模具结构模具是注塑成型过程中必不可少的工具，其结构主要包括定模、动模、流道系统、冷却系统、导向系统、锁模机构等。
（1）定模和动模：定模和动模是模具的主体部分，分别固定在注塑机的前后两腔。
定模用于固定模具和注塑物料，动模用于实现模具的闭合和开启。
（2）流道系统：流道系统是连接注射系统和模具腔的通道，其作用是引导熔体流动，减少熔体压力损失。
（3）冷却系统：冷却系统用于冷却模具腔，使熔体快速固化，提高成型速度。
（4）导向系统：导向系统用于保证模具各部分在闭合和开启过程中的准确对位。
（5）锁模机构：锁模机构用于保证模具在注塑成型过程中的稳定性和安全性。
2. 模具材料模具材料是影响模具寿命和注塑产品质量的重要因素。
常见的模具材料有钢、铝合金、铜合金等。
选择合适的模具材料应考虑以下因素：（1）模具材料的热稳定性：热稳定性好的材料在高温下不易变形，保证模具精度。
注塑生产工艺(3篇)
第1篇一、引言注塑成型是一种将热塑性塑料或热固性塑料等材料，通过注塑机在高温、高压条件下注入模具腔内，冷却固化后获得所需形状和尺寸的塑料制品的生产工艺。
注塑成型广泛应用于汽车、家电、电子、医疗、包装等领域，具有生产效率高、产品精度高、成本低等优点。
本文将详细介绍注塑生产工艺的流程、设备、材料及质量控制等方面。
二、注塑生产工艺流程1. 塑料原料准备（1）原料选择：根据产品性能要求，选择合适的塑料原料。
常见的塑料原料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、ABS等。
（2）原料检验：对原料进行外观、粒度、水分、熔融指数等指标的检验，确保原料质量。
（3）原料干燥：将原料进行干燥处理，去除水分，防止注塑过程中产生气泡、变色等问题。
2. 注塑成型（1）预热模具：将模具预热至规定温度，确保模具温度均匀。
（2）加料：将干燥后的原料加入注塑机料斗，通过料斗输送至料筒。
（3）熔融：在注塑机料筒内，通过加热和搅拌使原料熔融。
（4）注塑：将熔融的塑料通过注塑机喷嘴注入模具腔内，填充模具。
（5）保压：在注塑过程中，保持一定的压力，使塑料在模具内充分填充。
（6）冷却：在模具内，通过冷却水或冷却介质使塑料冷却固化。
（7）脱模：待塑料完全固化后，打开模具，取出产品。
3. 后处理（1）产品检验：对注塑产品进行外观、尺寸、性能等方面的检验，确保产品合格。
（2）产品清洗：对产品进行清洗，去除表面油污、杂质等。
（3）产品包装：将合格的产品进行包装，便于储存和运输。
三、注塑设备1. 注塑机：注塑机是注塑成型工艺的核心设备，主要分为立式和卧式两种。
根据产品尺寸、注塑量、塑料类型等因素选择合适的注塑机。
2. 模具：模具是注塑成型工艺的关键，其设计、制造质量直接影响产品质量。
模具应具有足够的强度、刚度和耐磨性。
3. 辅助设备：包括干燥机、冷却水系统、输送带、检验设备等。
四、注塑材料1. 塑料原料：选择合适的塑料原料，确保产品性能满足要求。
热塑性塑料注射成型
热塑性塑料注射成型一、实验目的（1）了解柱塞式和移动螺杆式注射机的结构特点及操作程序；（2）掌握热塑性塑料注射成型的实验技能及标准测试样条的制作方法；（3）掌握注射成型工艺条件的确定及其与注射制品质量的关系。
二、实验原理1.注射过程原理注射成型是高分子材料成型加工中一种重要的方法，应用十分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可用此法成型。
热塑性塑料的注射成型又称注塑，是将粒状或粉状塑料加入到注射机的料筒，经加热熔化后呈流动状态，然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下，从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。
充满模腔的熔体在受压的情况下，经冷却固化后，开模得到与模具型腔相应的制品。
注射成型机主要的有柱塞式和移动螺杆式两种，以后者为常用。
不同类型的注射机动作程序不完全相同，但塑料的注射成型原理及过程是相同的。
热塑性塑料的注射时，模具温度比注射料温度低，制品是通过冷却而定型的；热固性塑料注射时，其模具温度要比注射料温高，制品时要在一定的温度下发生交联固化而定型的。
本实验是以聚丙烯为例，采用移动螺杆式注射机的注射成型。
热塑性塑料的注射过程包括加料、塑化、注射充模、冷却固化和脱模等几个工序。
（1）合模与锁紧。
注射成型的周期一般是以合模为起始点。
动模前移，快速闭合。
在与定模将要接触时，依靠合模系统自动切换成低压，提供试合模压力和低速；最后切换成高压将模具合紧。
（2）注射充模。
模具闭合后，注射机机体前移使喷嘴与模具贴合。
油压推动与油缸活塞杆相连接的螺杆前进，将螺杆头部前面已均匀塑化的物料以一定的压力和速度注射入模腔，直到熔体充满模腔为止。
熔体充模顺利与否，取决于注射的压力和速度、熔体的温度和模具的温度等。
这些参数决定了熔体的粘度和流动特性。
注射压力是为了使熔体克服料筒、喷嘴、浇注系统和模腔等处压力，以一定的速度注射入模；一旦充满，模腔内压迅速到达最大值，充模速度则迅速下降。
热固性塑料注塑成型基础知识
一、热固性塑料注塑成型技术简介热固性塑料指在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应，交联固化成为不熔物质的一大类合成树脂。
这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体或粘稠液体；在成型过程中能软化或流动,具有可塑性，可制成一定形状，同时又发生化学反应而交联固化，有时释放出一些副产物，如水等。
热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔融，在溶剂中也不能溶解。
酚醛、三聚氧胺甲醛、环氧、不饱和聚酯以及有机硅等塑料，都是热固性塑料。
热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应，交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。
正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。
热固性塑料注塑利用螺杆或柱塞把聚合物送入注塑机机筒，聚合物经机筒加热粘度会降低，注塑机把粘度降低的聚合物注射进加热过的模具中。
物料充满模具，即对其保压。
此时产生化学交联，使聚合物变硬。
硬的(即固化的)制品趁热即可自模具中顶出，固化后的塑料不能再成型或再熔融。
最早应用于热固性塑料成型的工艺方法是压塑法(ComPreSSionmou1ding)和压铸法(transferMoU1ding)与它们相比，注塑法(InjeCtionMou1ding）的优缺点如下:注塑法比压塑法、压铸法优越处是：较快的成型周期（2〜3倍），过程自动化；制品生产稳定性较好；较低的人工费；高的生产能力。
注塑法相对于压塑法、压铸法的缺点是：较高的设备和模具投资;压塑法可以得到较高的制品强度和较好的表面光洁度。
二、热固性塑料注塑成型工艺过程1、热固性塑料注塑工艺步骤热塑性塑料和热固性塑料在加热时都将降低粘度。
然而，热固性塑料的粘度却随时间和温度而增加，这是因为发生了化学交联反应。
这些作用的综合结果是粘度随时间和温度而呈U型曲线。
热塑性塑料(注塑成型)的工艺性能、 热固性塑塑料工艺性能-课件
拉伸取向—由拉应力引起，取向方向与拉伸方向一致; 由拉应力引起，取向方向与拉伸方向一致; 流动取向—在切应力作用下沿着熔体流动方向形成的. 在切应力作用下沿着熔体流动方向形成的.
按流动性质不同，取向结构可分为： 按流动性质不同，取向结构可分为：
单轴取向—结构单元均沿着一个流动方向有序排列(取向); 单轴取向—结构单元均沿着一个流动方向有序排列(取向); 多轴取向—结构单元可沿两个或两个以上流动方向有序排列; 多轴取向—结构单元可沿两个或两个以上流动方向有序排列; 按结晶与非结晶聚合物分为： 按结晶与非结晶聚合物分为： 结晶取向 / 非结晶取向
a—中心层定向 最小 ； 中心层定向 b—内层定向较大； 内层定向较大； 内层定向较大 c—外层定向最大； 外层定向最大； 外层定向最大 d—表层未定向。 表层未定向。 表层未定向
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定向原因： 定向原因：
2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能
d—未取向区 c—高度取向区 b—中等取向区 a—轻度取向区
2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能
定向:
在成型加工中聚合物在 某方向的压力作用下， 某方向的压力作用下，由于 剪应力造成的速度梯度的诱 导，聚合物分子在很大程度 上会顺着流动的方向整齐地 作平行的排列， 作平行的排列，这就是分子 取向的一种情况。 取向的一种情况。
d—未取向区 c—高度取向区 b—中等取向区 a—轻度取向区
2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能 第二章 塑料及模塑成型工艺
心灵纯洁的人， 生活充满甜蜜和喜悦
——列夫·托尔斯泰
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2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能 2.2热塑性塑料的工艺性能
2.1 塑料成型工艺(注射、压缩)
C、分流梭 设置在塑化室的中央，与加热料筒的内壁形成均匀 分布的薄浅流道。料筒的部分热量通过数根翅翼 ( 亦 称肋 ) 使分流梭受热。当塑料进入加热室时，就形成 了一个较薄的塑料层，同时受到加热料筒和分流梭两 方面的受热，从而提高了塑化能力，改善了塑化质量。
分流梭
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②螺杆式塑化部件 结构：由螺杆、料筒、喷嘴等组成。 功能： 塑料在转动螺杆的连续推进过程中，实现 物理状态的变化，最后呈熔融状态而被注入模腔，完 成均匀塑化、定量注射。
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C、喷嘴 主要功能： 预塑时，建立背压，排除气体，防止熔料流涎，提 高塑化质量。 注射时，使喷嘴与模具主流道良好接触，保证熔料 在高压下不外溢；建立熔体压力，提高剪切应力，并 将压力能转换为动能，提高注射速率和升温，加强混 炼效果和均化作用。 保压时，便于向模腔补料。 冷却定型时，增加回流阻力，防止模腔中的熔料回 流。 调温、保温和断料功能。
熔体经过喷嘴及模具浇注系统充满型腔为止。
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保压阶段：塑料熔体充满型腔后，熔体开始冷 却收缩，但柱塞或螺杆继续保持施压状态，料筒内
的熔料会向模具型腔内继续流入进行补缩，以形成
形状完整而致密的塑件。 倒流阶段：是柱塞或螺杆开始后退保压结束时 开始的，这时型腔内的压力比流道内的压力高，因 此会发生塑料熔体的倒流，从而使型腔内的压力迅
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(3)料筒的清洗
在注塑生产中，经常需要更换原料、调换颜色，或 由于温度的升高会造成原料分解，所有这些情况发生 时，都需要对注塑机的料筒进行清洗。清理方法有如 下几种： ①柱塞式注塑机料筒的清洗，要把组装件拆卸后再 进行清洗。 ②螺杆式注塑机料筒的清洗，通常采用直接换料清 洗。为了便于料筒清洗，一般颜色浅的、熔融温度 低的、热稳定性差的注射制品先加工。
3 塑料的一次成型(注射成型)
第二节 注射成型
（5）脱模：冷却到某一温度后，脱模取出 ）脱模：冷却到某一温度后， 制品 （三）制品的后处理 退火处理、 退火处理、调湿处理 改善制品的性能、 改善制品的性能、提高尺寸稳定性
第二节 注射成型
注射 成型 工艺 过程 示意 图
第二节 注射成型
3、塑化 、 原理
第二节 注射成型
影响因素 （1）注射机料筒长度提高，则E ↑ ）注射机料筒长度提高， （2）料筒传热面积提高则 ↑ ）料筒传热面积提高则E （3）受热时间↑则E ↑ ）受热时间↑ （4）热扩散速度↑则E ↑ ）热扩散速度↑ （5）剪切应力↑剪切速率↑则E ↑ ）剪切应力↑剪切速率↑
喷嘴型式主要有三种 喷嘴型式主要有三种 （1）通用式无机械阀关闭通路也无加热装置 ） 优点： 优点： a 结构简单，易加工 结构简单， b 注射压力降小 c 补料作用强 缺点： 缺点： a 无加热装置，未塑化均匀物料可能进入制件 无加热装置， b 低粘度塑料易产生流涎 适用于PS、 、 适用于 、PE、纤维素类
第二节 注射成型
（一）注射系统
功能：将物料塑化，并在很高的压力和较快的速度下， 功能：将物料塑化，并在很高的压力和较快的速度下， 通过柱塞/螺杆的推挤 螺杆的推挤， 通过柱塞 螺杆的推挤，将熔融塑料注射入型腔 包括：加料装置、料筒、螺杆（或柱塞及分流梭） 包括：加料装置、料筒、螺杆（或柱塞及分流梭）及 喷嘴等
第二节 注射成型
2、五个工序 、 （1）塑化：塑料在料筒中熔融、混合、塑化， ）塑化：塑料在料筒中熔融、混合、塑化， 被螺杆或柱塞挤到料筒前端 ）（注射 （2）（注射）充模：被推挤到料筒前端的熔 ）（注射）充模： 经喷嘴、 体，经喷嘴、浇注系统充满型腔 （3）保压：在模具中熔体冷却收缩，继续施 ）保压：在模具中熔体冷却收缩， 压，使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充（补 使浇口和喷嘴附近的熔体不断补充（ 到模具中，使制品形状更完整、密实。 塑）到模具中，使制品形状更完整、密实。 （4）冷却：塑料在模具中的硬化（凝封） ）冷却：塑料在模具中的硬化（凝封）
热固性塑料注塑成型的分析
热固性塑料注塑成型的特点热塑性聚合物在成型中基本上是一种形态转化的物理过程。
而热固性聚合物在成型中不仅有物理状态的变化，还有化学变化，并且是不可逆的。
热固性聚合物在未交联前与热塑性聚合物相似，都是线型聚合物。
但热固性聚合物在分子链中带有反应基团或反应活点，成型时分子链通过自带的反应基团的作用或反应活点与交联剂（硬化剂）的作用而发生交联，使线型变成体型结构。
对于热固性聚合物的这种交联反应，粘度反映了它的固化程度。
粘度一．影响粘度的因素1．热固性塑料的粘度与热固化时间的关系：热固化时间在极值之前的一段时间内，聚合物的热固化反应不占优势，由松驰的结晶，粘度随时间的增加而减小。
在极值之后，优势，聚合物相对分子量增大很快，而使粘度增大。
2．热固性塑料的粘度对成型温度的关系：当成型温度在极值之前时，粘度主要取决于材料的物理变化，即随着温度的升高而减小，在极值之后，粘度因交联固化反应占优势而快速升高。
对于热固性塑料的注射正是利用这一点：在低于极值点的温度下，材料在注射机料筒内达到流动态（粘度低），以便注模；在大于极值点的温度下，材料可在模腔内固化成型。
3．随着剪切速率的增加，物料的粘度会降低，但由于物料的磨擦生热而使交联反应的活化能降低，从而加速了交联固化反应速率，又使物料的粘度迅速增加。
二．成型工艺1．温度塑料从料斗进入料筒后，一定要逐步受热塑化，温度分布不宜过分激烈。
因为温度的突变，会引起熔料粘度的变化。
见图所示热固性塑料在注塑过程中温度对粘度的变化。
注射时，塑料在喷嘴处流速很高，这样因磨擦生热而使塑料温升很快。
对射击熔料的温度最好控制在120～130℃，因为这时熔料呈现出最好的流动性，并接近于硬化的“临界塑性”的状态。
所以，各段温度的分布见表：2．压力一般情况下，注射压力应高一些，压力越高，收缩率越小，其制品的机械强度和电性能都较好。
压力越高，流速就越快，产生的磨擦热越多，固化时间就可缩短。
但是，注射压力高会引起制品内应力的增加，飞边增多和脱模困难。
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常用热固性塑料的注塑成型工艺条件是什么？
(1) 酚醛塑料注塑成型工艺条件
酚醛塑料是热固性塑料中应用最多的一种注塑材料，一般多用木粉或纤维素做填充料。
酚醛熔体流动性好，加热时间范围也
较宽。
酚醛塑料品牌种类比较多，能用于注塑成型的酚醛粉料及其工艺性能参数见表1。
表1 酚醛注塑粉的工艺性能和注塑成型工艺参数
(2) 氨基塑料注塑成型工艺条件
氨基塑料中主要有脲甲醛、三聚氰胺甲醛和三聚氰胺酚醛，可用于注塑成型制品。
这种原料要求塑化时加热时间短，所以应采用较高的注射速度。
但高速注射成型又会引起制品有残留应力，使制品容易产生裂纹。
这种原料的熔体固化条件要求较高，所以对机筒温度和成型模具温度范围应严格控制。
脲甲醛和三聚氰胺甲醛塑料的注塑成型工艺参数见表3。
(3) 不饱和聚酯塑料注塑成型工艺条件
不饱和聚酯塑料用于注塑成型的品种有SMC和UP。
这种原料的成型性及工艺性良好。
具体注塑成型工艺参数见表3。
(4) 环氧树脂注塑料注塑成型工艺条件
环氧树脂熔料注射后在5〜180°C范围内迅速或缓慢固化，这与选用的固化剂和环氧体系有关。
制品的壁厚对固化时间影响小，成型后收缩率小，约为0.1%左右，但流动方向与垂直方向相差约3%。
玻璃纤维环氧注塑料和液体环氧注塑料的注塑成型工艺参数见表2。
表2环氧树脂注塑成型工艺参数
(5) DAP塑料注塑成型工艺条件
苯二甲酸二丙烯酯塑料可分为邻苯二甲酸二丙烯酯（DAP)和间苯二甲酸二丙烯酯（DAIP)。
两种树脂中常加人玻璃纤维或无机填料增强，其成型工艺条件见表3。
表3 常用热固性塑料的注塑成型工艺参数
续表：。