PE注塑工艺设计及其拉伸性能实验设计

专业方向课程设计题目：PE注塑工艺设计及其拉伸性能

学院：化学化工学院

专业:高分子材料与工程班级: xxxx学号:xxxxxx 学生姓名：xxxx

导师姓名：刘xx 刘xx 方xx 禹xx

完成日期：xxxxxxxxx

课程设计任务书

学院：化学化工学院专业：高分子材料与工程班级：xxxxx

姓名：xxxxx 同组人员姓名：xxxxx

指导教师：xxxxxx教研室主任：xxx

教学副院长：xxx

2016 年6 月15 日

目录

1 引言 (3)

一、聚乙烯PE的成型加工性能 (3)

1、聚乙烯PE的成型加工性能： (3)

2、PE的主要成型条件： (3)

3、工艺特性： (4)

4、制品与模具： (4)

5、成形工艺： (4)

二、注塑机的工作原理 (5)

1、工艺流程 (5)

2、工艺参数 (6)

三、拉伸的测定实验原理 (8)

2 实验部分 (10)

一、注塑实验 (10)

二、拉伸实验 (11)

3 结论 (12)

4 参考文献 (15)

1 引言

一、聚乙烯PE的成型加工性能

1、聚乙烯PE的成型加工性能：

PE为结晶性原料，吸湿性极小，不超过0.01％，因此在加工前无需进行干燥处理。PE分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。

PE的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，LDPE收缩率为1.22％左右，HDPE收缩率在1.5％左右。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。

PE的结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。

PE的熔点不高，但比热容较大，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，故要求塑化装置要有较大的加热功率，以便提高生产效率。

PE的软化温度范围较小，且熔体易氧化，因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触，以免降低塑件质量。

PE制件质地较软，且易脱模，因此当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。

PE熔体的非牛顿性不明显，剪切速率的改变对粘度的影响较小，PE熔体粘度受温度的影响也较小。

PE熔体的冷却速度较慢，因此必须充分冷却。模具应该有较好的冷却系统。

若PE熔体在注射时采用直接进料口进料，易增大应力和产生搜索不均匀及方向性明显的增大变形，因此应注意选择进料口参数。

PE的成型温度较宽，在流动状态下，温度的少许波动对注塑成型没有影响。

PE的热稳定性较好，一般在300度以下无明显的分解现象，对质量没什么影响。

2、PE的主要成型条件：

料筒温度：料筒温度主要是与PE的密度高低和熔体流动速率大小有关，另外还与注塑机的类型和性能，一级塑件的形状有关。由于PE为结晶型聚合物，在熔融时晶粒要吸收一定热量，因此料筒温度应高于它的熔点10度。度于LDPE来说，料筒温度控制在140～200℃，HDPE的料筒温度控制在220℃，料筒后部取最小值，前端取最大值。

模具温度：模温对塑件的结晶状况有较大影响，模温高，熔体结晶度高，强度高，但收

缩率也会增大。通常LDPE的模具温度控制在30℃～45℃，而HDPE的温度相应再高10～20℃。

注塑压力：提高注塑压力有利于熔料的充模，由于PE的流动性很好，因此除薄壁细长制品外，应该精良选择较低的注射压力，一般注射压力为50～100MPa。形状简单。壁后较大的塑件，注射压力可以低些，反之则高。

3、工艺特性：

1、所施应力释去时有一定程度的弹性回复；

2、软化温度范围窄小（约3~5℃），结晶度随温度的上升而下降；

3、PE树脂出厂之前通常都添加了适量的抗氧化剂；

4、PE的吸水性较低（<0.01%），可以不进行干燥处理；

5、收缩率大且方向性明显，制品易翘曲变形，須注意模具的设计和成型工艺的合理性。

4、制品与模具：

制品：制品的壁厚与熔体的流动长度有关，选择制品的壁厚时需充分考虑流动比，低密度PE的流动比为280：1，高密度PE的流动比为230：1，制品的壁厚应不小于0.8mm，一般可在1~3.5mm之间选取，其脱模斜度：模芯部分沿脱模方向为25’~45’，模腔部分为20’~45’。

模具：沿料流方向的冲击强度为垂直于料流方向的3倍左右，排气孔槽的深度应控制在0.03mm以下。树脂准备注塑所用的PE一般是呈乳白色的球形或圆柱形颗粒，其流动性是用熔体指数予以表示，即在温度为190℃,负荷为2160g下，10分钟内熔体通过孔径为2.1mm，长度为8mm孔的克数。成型加工之前不必进行干燥处理，对于那些因包装不严、贮藏不当而引起水分过量的颗粒，可在70~80℃温度下干燥1~2小时。

5、成形工艺：

1、注射温度：在一般情况下，聚乙烯在160～220℃这间，高密度聚乙烯在108～240℃之间。温度在料筒上的分布情况则要求加料段宜低些，以免出现物料附于螺杆上，进而造成加料不畅。

模具温度：通常低密度聚乙烯的模具温度为35～55℃，高密度聚乙烯为60～70℃。保压时间的长短应根据流道、浇品的大小，制品的壁厚而定，一般在103～0秒之间选取。

二、注塑机的工作原理

与打针用的注射器相似，它是借助螺杆(或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注塑成型是一个循环的过程，每一周期主要包包括：定量加料——熔融塑化——施压注射——充模冷却——启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。

1、工艺流程

冷却阶段

在注塑成型模具中，冷却系统的设计非常重要。这是因为成型塑料制品只有冷却固化到一定刚性，脱模后才能避免塑料制品因受到外力而产生变形。由于冷却时间占整个成型周期约70%～80%，因此设计良好的冷却系统可以大幅缩短成型时间，提高注塑生产率，降低成本。设计不当的冷却系统会使成型时间拉长，增加成本；冷却不均匀更会进一步造成塑料制品的翘曲变形。

保压阶段

保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为。在保压过程中，由于模腔中已经填满塑料，背压较高。在保压压实过程中，注塑机螺杆仅能慢慢地向前作微小移动，塑料的流动速度也较为缓慢，这时的流动称作保压流动。由于在保压阶段，塑料受模壁冷却固化加快，熔体粘度增加也很快，因此模具型腔内的阻力很大。在保压的后期，材料密度持续增大，塑件也逐渐成型，保压阶段要一直持续到浇口固化封口为止，此时保压阶段的模腔压力达到最高值。

填充阶段

填充是整个注塑循环过程中的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成型效率越高；但是在实际生产中，成型时间（或注塑速度）要受到很多条件的制约。

高速填充。高速填充时剪切率较高，塑料由于剪切变稀的作用而存在粘度下降的情形，使整体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层厚度变薄。因此在流动控制阶段，填充行为往往取决于待填充的体积大小。即在流动控制阶段，由于高速填充，熔体的剪切变稀效果往往很大，而薄壁的冷却作用并不明显，于是速率的效用占了上风。