反应注射成型技术
高分子材料加工技术——注射成型.ppt
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
第三节 注射成型工艺及工艺条件
一. 注射成型工艺流程P294
1、成型前的准备
原料预处理 料筒清洗 嵌件预热 脱模剂选用
2、注射成型过程
合模与锁紧 注射装置前移 塑化 注射充模 保压 制品冷却 注射装置后退和开模顶出制品
高分子材料成型加工
注射成型用于热塑性塑料的成型加工最普 遍，本章主要讨论热塑性塑料注射成型原 理及工艺
高分子材料成型加工
第一节 注射机的结构与作用
一. 注射机分类： 1. 按结构特点分类 （1） 柱塞式注射机
（2） 双阶柱塞式注射机
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
（3） 螺杆预塑化柱塞式注射机
压力，会有流涎现象。 背压高，螺杆扭矩高，对塑化电机的负荷大。
高分子材料成型加工
注射压力：指在注射过程中注射机螺杆对塑料熔 体所施加的压力。
作用： ①克服塑料熔体由料筒流向型腔的流动阻力。 ②压实熔体，使注射制品密实(提供保压压力)。 注射压力的选择
• 熔体粘度大、玻璃化温度高的物料，采用较 高注射压力；
2、热固性塑料熔体在充模过程中的流动
热固性塑料熔体注满模腔
3、热固性塑料在模腔内的固化
高分子材料成型加工
二、注射原料要求
热固性塑料注射成型工艺性能的基本要求 是：在低温料筒内塑化产物能较长时间保 持良好流动性，而在高温的模腔内能快速 反应固化。
酚醛塑料最适合 不饱和聚酯塑料和三聚氰胺塑料 环氧树脂注射成型时技术难度较大
注射压力。
高分子材料成型加工
聚氨酯化学与工艺反应注射成型(RIM)聚氨酯.pptx
2
一寸光阴不可轻
目前聚氨酯RIM一般指两类材料，一类为密度较高从800到 1200千克每立方米以上的外皮密实、内芯气泡较少或基本无泡孔的聚 氨酯材料；另一类是密度在200千克每立方米以上的软质或硬质自结 皮聚氨酯泡沫塑料。
6.1 反应注射成型简介
反应注射成型又称反应注塑模制RIM(Reaction Injection Moulding)，是由分子量不大的齐聚物以液态形式进行计量，瞬间混 合的同时注入模具，而在模腔中迅速反应，材料分子量急骤增加，以 极快的速度生成含有新的特性基团结构的全新聚合物的工艺。
它是集液体输送、计量、冲击混合、快速反应和成型 同时进行为特征的、一步完成的全新加工新工艺，其加工简单、 快捷。
RIM加工技术的优点包括以下几点： ⑴RIM加工技术能量消耗低。它与传统热塑型合成材料加工成
型相比，由于加工时物料为低粘度液体状态，注模压力较低。
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一寸光阴不可轻
反应放热量大，模温较低，模具的夹持力较少，因此，其设 备和加工费用相对较低。尤其对大型制品的生产尤为突出。
(2)模具强度要求较低。物料呈液体状态注入模具，模腔内压较低， 模具承压能力较传统塑料成型模要低得多。
(3) 所用原料体系比较广泛。该项新工艺除了适用于聚氨酯、聚脲 材料的生产，同时还可以用于环氧树脂、尼龙、双环戊二烯、聚 酯等材料的加工成型。
(4)与传统塑料加工成型法相比，RIM工艺对制备大型制品、形状复杂制 品、薄壁制品更为有利，产品表面质量好，花纹图案清晰，重现性好。
(5)该工艺加工勿需普通塑料热塑成型所需的昂贵的热流道体系，设备费 仅为热塑型结构泡沫塑料成型设备的1/2～1/3，且生产出的制品无成 型应力、成型周期短、生产效率高，尤其对于大批量、大尺寸制品的 生产，生产成本的降低更为明显。
反应注射成型工艺
反应注射成型工艺
反应注射成型工艺是一种特殊的注射成型方法，其特点在于成型过程中涉及化学反应。
这种工艺主要利用两种或多种液态单体或预聚物，以一定比例混合，在加压下混合均匀后，立即注射到闭合模具中，并在模具内聚合固化，最终定型成制品。
该工艺的主要步骤包括：
1、加料：按照设定的比例将液态单体或预聚物加入到混合头中。
2、塑化：在高压下，这些液态物料被混合均匀，形成均匀的混合物。
3、注射：将混合好的物料快速注射到闭合的模具中。
4、冷却与固化：在模具内，物料发生聚合反应，逐渐固化，同时通过冷却系统控制固化过程。
5、脱模：待制品冷却到一定温度后，打开模具，将制品推出。
反应注射成型工艺具有设备投资及操作费用低、制件外表美观、耐冲击性好、设计灵活性大等优点。
它特别适用于生产大面积制件和复杂形状的制品，如汽车保险杠、仪表板等。
此外，为了进一步提高制品的刚性和强度，还可以在原料中加入各种增强材料，形成增强反应注射成型工艺。
然而，反应注射成型工艺也要求各组分一经混合，必须立即快速反应，并且物料能固化到可以脱模的程度。
因此，需要采用专用原料和配方，有时制品还需进行热处理以改善其性能。
原料贮罐及模具的
温度控制也是非常重要的。
总的来说，反应注射成型工艺是一种高效、灵活的塑料加工方法，广泛应用于汽车、电子、家电等领域。
随着技术的进步和工艺的完善，该工艺将在更多领域得到应用。
rim工艺技术
rim工艺技术RIM（反应注射成型）是一种先进的工艺技术，它结合了注射成型和化学反应两种方法，用于制造高质量的塑料制品。
RIM 工艺技术在汽车、航空航天、电子等领域得到广泛应用，具有很高的经济和技术效益。
RIM工艺技术的基本原理是在一个密闭的模具中，将两种或更多种液体物质分别注射到一个混合腔室中，然后进行反应，产生化学反应。
这种反应会导致液体物质发生聚合，形成固态产品。
整个过程在一定的温度和压力下进行，可控制产品的质量和性能。
与传统的注射成型技术相比，RIM工艺技术具有以下几个优点：首先，RIM工艺技术可以制造出更大、更复杂的零件。
因为液体物质具有很好的流动性，可以填充模具中的各个细小孔隙，而不会造成空洞或气泡。
这使得RIM工艺技术适用于制造大型的汽车零件和航空航天零件等。
其次，RIM工艺技术的制造周期短。
由于液体物质的流动性，注射速度快，并且化学反应的时间短，可以大大缩短制造周期。
这对于汽车等行业来说尤为重要，可以减少生产成本，提高生产效率。
再次，RIM工艺技术可以制造出高强度的产品。
因为化学反应可以使液体物质聚合为固态，产品的强度会比传统的注射成型要高。
这使得RIM工艺技术适用于制造机械零件和电子零件等需要承受较大力和压力的产品。
最后，RIM工艺技术可以制造出具有良好表面质量和光泽度的产品。
由于液体物质的流动性，可以填充模具中的细小空隙和凹凸不平的表面，使得产品的表面平整光滑。
这对于需要良好外观的汽车外壳和电子外壳等产品来说非常重要。
在实际的应用中，RIM工艺技术需要进行严格的工艺控制和质量控制。
要保证液体物质的配比、温度和压力等参数的准确控制，以保证产品的质量稳定。
此外，模具的设计和制造也是一个关键环节，要根据产品的形状和要求，设计出合理的模具结构，并且制造出高精度的模具。
综上所述，RIM工艺技术是一种先进的工艺技术，具有很高的经济和技术效益。
它能够制造出大型、复杂、高强度和良好表面质量的塑料制品，广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
第7章 反应注射成型技术
塑料先进成型技术
第7章 反应注射成型技术
一、反应注射成型的原理及特点
RIM与其它塑料成型技术比较，具有以下特点：
（7）后处理：制品脱模后还需进行后处理。后处理有补充 固化和表面涂漆装饰等。
塑料先进成型技术
第7章 反应注射成型技术
二、反应注射成型工艺流程
RIM制品常见的缺陷及其解决办法如表7-1所示。
塑料先进成型技术
第7章 反应注射成型技术
三、反应注射成型设备
1、反应注射成型设备组成
组成：由反应注射装置、锁模装置、控制系统等构成。
塑料先进成型技术
第7章 反应注射成型技术
三、反应注射成型设备
1、反应注射成型设备组成
塑料先进成型技术
第7章 反应注射成型技术
反应注射装置根据使用的反应物原料和成型制品大小的
不同，有许多不同的结构类型。
塑料先进成型技术
第7章 反应注射成型技术
三、反应注射成型设备
2、混合注射器
混合注射器应具有的功能： 1）用冲击方法使反应物相互混合；产生所需压力，以保 证反应料能充分进行混合。 2）利用活塞的移动或其它机构从混合注射器混合腔中自
1）RIM是能耗最低的工艺之一。因液态原料所需注射压 力和锁模力仅为普通注射成型的1/100~1/40，耗能少。 2）RIM模腔压力小，约为0.3~1.0MPa，设备和模具所需 的投资少。
3）RIM所用体系多种多样，如聚氨酯、聚脲、尼龙、双 环戊二烯等。
4）易于成型薄壁大型制件，且具有很好的涂饰性；液态 物料对模具表面的花纹、图案具有很好的再现性。
RIMPUE反应注射成型讲课文档
芳香族多异氰酸酯合成的聚氨酯树脂户外耐候性差，易黄变和粉化，属
于“黄变性多异氰酸酯”，但价格低，来源方便，在我国应用广泛.
脂肪族多异氰酸酯耐候性好，不黄变，其应用不断扩大，欧、美等发达 国家已经成为主流的多异氰酸酯单体；
MDI常温下为固体，桶装后形成整块固体，只有熔融后才能 计量使用，能耗大，使用不便，而且在常温下贮存易产生自聚而 变质，而且MDI活性大，稳定性差，其改性产品—液化（或改 性）MDI应用更广。其在常温下是液体，不仅改善了工艺性能 ，而且提高了储存稳定性。
4、RIM工艺对制备大型制品、形状复杂制品、薄壁制品更为有利，
产品表面质量好，花纹图案清晰，重现性好。
5、无需普通塑料热塑成型所需的昂贵的热流道体系，设备费仅为
热塑型结构泡沫塑料成型设备的1/2～1/3，且生产出的制品无成
型应力、成型周期短、生产效率高。
6、物料以液体形态注入模具，有利于生产断面形状复杂的制品， 可嵌入插入件一次成型，也可以在液体原料中添入某些增强材 料。可以制备带有较厚加强筋的制品，普通塑料壁厚和加强筋
⑵B料为多异氰酸酯（鞋底用MDI）
二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）
二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）是重要的二异氰酸酯；MDI分子量大，蒸气 压小，对工作环境污染小，单体可以直接使用，因此其产量不断提高，在聚氨酯泡 沫塑料、弹性体方面的应用越来越广。
MDI具有反应速度快、安全系数较高、节能环保、产品多样化等优点.
RIMPUE反应注射成型
一.RIM法介绍
简介： RIM(Reaction Injection Moulding)法：反应注射成型
，又称反应注塑模制。
由两种或两种以上高活性液体原料，经高压冲击瞬间
低压灌注
低压灌注低压灌注(Reaction Injection Moulding)又名低压反应注射成型。
是应用于快速模制品生产的一项新工艺，它将双组份聚氨酯材料经混合后，在常温、低压环境下注入快速模具内，通过材料的聚合、交联、固化等化学和物理过程形成制品。
具有效率高、生产周期短、过程简单、成本低的优点。
适用于产品开发过程中的小批量试制，以及小批量生产的、结构较简单的覆盖件和大型厚壁及不均匀壁厚制品的生产。
技术参数：适用模具： ABS模具（100件以上）；树脂模具（300件以上）；铝合金模具（1000件以上）。
浇注材料：双组份聚氨酯PU。
目前所用材料：加拿大MOTICHEM(LIM3000.LIM3300.LIM3600) 法国AXSON-RIM 875。
物理性能：类似PP/ABS。
产品具有耐老化，抗冲击力强，吻合度高，易装卸等特点。
注射压力：10MPa左右。
流量控制：600g/s.一般工作时间：15-30分钟/件，脱模温度可控制在40℃以下，脱模后零件在80℃环境下固化2-4小时性能最佳。
标准复制精度：±0.20mm/100mm。
浇注样件厚度：最佳浇注厚度4~6mm，最大浇注厚度10mm。
最大浇注工件：2000mmX1200mmX1000mm，10KG。
（特制机器可以更大）工艺过程：RIM工艺过程为：单体或预聚物以液体状态经计量泵以一定的配比进入混合头进行混合。
混合物注入模具后，在模具内快速反应并交联固化，脱模后即为RIM制品。
这一过程可简化为：贮存→计量→混合→充模→固化→脱模→后处理。
(1)贮存。
RIM工艺所用的两组分原液通常在一定温度下分别贮存在2个贮存器中，贮存器一般为压力容器。
在不成型时，原液通常在0.2~0.3 MPa 的低压下，在贮存器、换热器和混合头中不停地循环。
对聚氨酯而言，原液温度一般为20~40℃，温度控制精度为±1℃。
(2)计量。
两组分原液的计量一般由液压系统来完成，液压系统由泵、阀及辅件（控制液体物料的管路系统与控制分配缸工作的油路系统）所组成。
反应注射成型技术概述 3.
2、混合注射器
直接式混合注射器：反应物循环流道直接开设在注射液 压缸活塞杆上，同时活塞杆也起清除反应物的清洁作Байду номын сангаас。
2、混合注射器
直接式混合注射器：反应物的混合效果依赖料液的冲击 作用，料液压力越大，冲击作用越强，因此该类混合注射 器需要设置专门的料液调压装置。
BASF/依拉斯托格仑混合器也属于直接式结构，与克劳斯 -玛菲混合器区别在于其混合腔和清除反应物活塞均为矩形 截面，使混合料流的运动方式发生改变，增强了反应物的 混合效果。
2）利用活塞的移动或其它机构从混合注射器混合腔中自 动清除反应物。
混合注射器类型：克劳斯-马非混合注射器、BASF-依拉 斯托格仑混合注射器、巴亭飞尔特混合注射器、黑耐克MQ 型、MP型（平行流）混合注射器、恩格里特混合注射器等。
2、混合注射器 混合注射器工作原理：
2、混合注射器 混合注射器结构形式：
2、混合注射器
直接式混合注射器特点：结构简单、紧凑，但存在反应 物压力调节不方便和反应物跨越界线问题。
2、混合注射器
L型混合注射器：用两只液压缸驱动，一个驱动清除反应 物活塞，另一个驱动注射活塞，两只液压缸呈90°排布， 使注射通道与混合腔分离，基本消除了再循环时的反应物 跨越现象。
2、混合注射器
巴亭飞尔特混合注射器、黑耐克MQ型和恩格里特混合注 射器采用了L型混合注射器结构。
2、混合注射器
2、混合注射器
L型混合注射器特点：因使用单独的液压缸控制料流循环 与喷射，不受注射动作影响，可方便地调节混合区的压力， 提高混合区压力可改善反应物料的混合效果。
2、混合注射器
恩格里特混合注射器：其反应物循环通道入口不位于混 合腔的中心剖面，而是偏向一侧，使反应物最先通到混合 腔侧边，作急速的90°旋转而离开冲击区；并且冲击后即 发生扰动，提高了冲击区的压力，改善混合效果。
反应注射成型工艺及其发展 1.
一、反应注射成型工艺分类及技术要点
4、长玻纤增强反应注射成型（LFI-RRIM）
LFI-RRIM所用设备不仅应考虑对PU原料的工艺控制，还 需严格控制玻纤在生产过程中的输送、计量、切断以及润 湿等过程。
一、反应注射成型工艺分类及技术要点
1、低压反应注射成型（RIM）
低压RIM又称低压灌注，是一项应用于快速模塑制品生 产的新工艺。它将双组分聚氨酯材料经混合后，在常温、 低压条件下注入快速模具内，成型RIM制品的方法。
特点：效率高、生产周期短、过程简单、成本低。
一、反应注射成型工艺分类及技术要点
1、低压反应注射成型（RIM）
应用：产品开发过程中的小批量试制，以及小批量生产 结构较简单的覆盖件和大型厚壁及不均匀壁厚的制品。
模具：有ABS模具（模具寿命100件以上）、树脂模具 （寿命300件以上）、铝合金模具（寿命1000件以上）。
浇注材料：双组分聚氨酯PU。产品物性类似于PP/ABS， 具有耐老化、抗冲击力强、吻合度高、易装卸等特点。
7、常用材料的反应注射成型技术要点
（2）聚氨酯RRIM
原料：双组分为多元醇和异氰酸酯
• 多元醇为聚醚型，官能度为2~3；
• 异氰酸酯一般为二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）或多异 氰酸酯及其异构体的混合物，官能度为2~7。
• 增强材料有短切增强纤维和磨碎增强纤维两种，纤维长 度约为1.5~3.0mm，该长度既能保证增强效果，又便于充 模；纤维长度的分散性越大，则增强效果越差。
工艺要求：因玻纤与PU原料润湿后浇注到模具内流动性 很差，模具需要在开模状态下浇注，之后再闭模成型，所 以浇注轨迹的设定很重要。
高分子成型工艺学注射成型
3）注塑成型机的调整和安装
注塑机的安装
地面水平，地基要有一定承载能力 车间墙壁及厂房顶部与机器之间应保持一定距离 应考虑冷却水流量、水管、气管的排放口 安装时，一般首先安装合模部分，当机身稳固后，再安装合
模部件与注射部件之间的各种管路 最后安装注射料斗
4.2 普通注塑成型原理
4.2 普通注塑成型原理
1、注塑成型设备
2）螺杆式注塑机的基本结构及工作原理
辅助系统
加料系统 ▪ 强制加料系统 ▪ 混合加料系统
温控系统
4.2 普通注塑成型原理
1、注塑成型设备
3）注塑成型机的调整和安装（略）
注塑机的调节
注塑压力调节 锁模力 注射速度 合模速度 循环时间
4.2 普通注塑成型原理
4.2 普通注塑成型原理
4、注塑成型过程的工艺控制
2）注射过程及其控制
塑化作用与控制
塑化的特点 ▪ 固体床易破碎 ▪ 物料受热随时间变化 ▪ 料筒中停留时间长 ▪ 注射室内熔体温度分布不均匀
4.2 普通注塑成型原理
4、注塑成型过程的工艺控制
2）注射过程及其控制
塑化作用与控制
影响注塑过程塑化的因素 ▪ 热均匀性 传导热、剪切热
4.2 普通注塑成型原理
1、注塑成型设备
1）注塑成型机的形式与种类
螺杆式注塑机
合模装置
注射装置
液压传动系统
电气控制系统
4.2 普通注塑成型原理
1、注塑成型设备
1）注塑成型机的形式与种类
螺杆柱塞式注塑机
4.2 普通注塑成型原理
1、注塑成型设备
2）螺杆式注塑机的基本结构及工作原理
注塑系统
注塑机螺杆 ▪ 螺杆 ▪ 螺杆头
反应注射成型工艺及其发展 2.
二、液体反应复合成型工艺
如果树脂在混合温度下就有强烈反应（称混合活性体 系），则混合应在注射之前，并且碰撞混合腔应与模具直 接相连，混合后迅速注入模腔、快速固化，模具温度可以 与反应物的初始温度相近。
若树脂体系在混合温度下无反应，但在较高温度下会剧 烈反应（称热活性体系），则混合注射器与模具可以保持 较大的距离，因为固化反应是在物料与热的模具接触时才 发生，该体系的模温应比反应物初始温度高得多。
液体反应复合成型（RLCM）又称树脂传递模塑（RTM）。
工艺过程：先把干燥的增强纤维放入模具，将反应混合 物注入密闭模腔，充满纤维与模具之间的空隙，交联反应、 固化后，获得大型纤维增强制品。
应用：常用于游艇、卫生洁具、箱式制品以及日用品等 大型纤维增强制品的成型。
二、液体反应复合成型工艺
• 若填充时间远小于固化时间，也可忽略充模过程化学反 应的影响。
（3）穿透性
充模成型阶段，反应物流经增强体，需要考虑流体间的 偶联、化学反应和热传导问题。
• 对于热活性体系，由于模壁温度比物料初始温度高很多， 则需要将预成型体预热以降低循环时间。
• 若充模过程黏度是变化的，就要考虑化学反应和热传导 之间的联系，以及它们对黏度的影响。
二、液体反应复合成型工艺
（2）流变学行为
热塑性塑料熔融黏度主要受温度变化和剪切速率的影响， 成型充模时受黏度影响最大，黏度是最重要的材料性能参 数。
RLCM工艺化学反应所导致的流体黏度上升非常快，且黏 度变化通常非常复杂，需要了解黏度随化学反应升高的规 律。
二、液体反应复合成型工艺
（2）流变学行为
• 混合活性体系则可用生产用黏度计直接与反应成型机相 连，对物料的黏度进行测量。
[工学]反应注射成型技术在聚氨酯材料合成中的研究与应用
![[工学]反应注射成型技术在聚氨酯材料合成中的研究与应用](https://img.taocdn.com/s3/m/cff1c521f90f76c661371af3.png)
反应注射成型技术在聚氨酯材料合成中的研究与应用摘要：主要介绍反应型注射技术，以及在聚氨酯合成中的研究与应用，并对几种不同的类型的RIM-PU注射成型技术进行介绍关键词：反应型注射聚氨酯自增强1. 前言：反应注射成型，简称RIM( Reaction Injection Molding)，是将两种或两种以上具有反应性的液体组分在一定温度下注入模具型腔内，在其中直接生成聚合物的成型技术。
即将聚合与成型加工一体化，或者说，直接从单体得到制品的“ 一步法注射技术”。
和传统的热塑性注射成型 (TIM)不同，RIM是单体在模具中聚合而形成固体聚合物，而TIM是聚合物在模具中冷却才成型。
其它反应成型加工方法，如单体浇铸成型、热固性塑料的注射成型，虽然也是在形成部件的形状后完成聚合反应。
而在RIM中，单体和模具的温度没有很大的不同，而是靠基体激烈撞击混合来活化反应。
和各种聚合物加工方法相比RIM制品最节能，RIM 是目前聚合物加工领域中引人注目的新方向。
RIM技术可用于聚氨酯、硅橡胶、环氧树脂和尼龙的成型加工。
RIM聚氨酯发展尤为迅速，现已用于制造汽车内饰件、机器外壳和家具等。
汽车行业为了获得高模量的聚氨酯制品，又发展了增强反应注射成型(RRIM)。
聚氨酯(PU) 反应注射成型(RIM) 近年来发展十分迅速，其主要原料有 A料和B料。
A料通常为低分子量聚酯或聚醚，有时也加入其他添加剂。
B料为各种异氰酸酯，目前国内外常用二苯甲烷二异氰酸酯(MDI )或液化改性MDI (L—MDI)。
反应注射成型聚氨醋( RIM—PU) 是70年代初聚合物加工领域中研制开发的一门新型交叉成型技术，它是由低粘度高活性的异氰酸酯和多元醇经高压碰撞混合，通过化学、物理等变化而成型的。
它具有成型温度和压力低、能耗少、材料性能优良等优点，近年来发展和应用极为迅速。
2. RIM在聚氨酯方面的发展聚氨酯RIM聚氨酯制品(RIM—PUR) 是世界上开发最早且首先达到实用化的品种：通过配方的调整．利用RIM可生产出不同密度的软、硬制品，由低密度的发泡材料到高密度的结构泡沫材料，低或高模量的弹性体等。
反应注射成型技术概述 4.
（1）RIM微孔弹性 体：主要用于制作保 险杠、挡泥板、侧防 护条、扰流板、格栅、 内饰件、仪表板、方 向盘、大灯壳、后灯 和汽车窗包边等零件。
（2）RRIM微孔弹性体：用于保险杠、缓冲件、车内转角 立柱、车门扶手、散热器格栅、前阻流板、挡泥板、发动 机罩、行李箱底板及盖、车门外板及卡车承载地板等零件
（3）自结皮泡沫塑料：该材料具有柔软的泡沫芯层和坚固 的表面皮层，并可进行涂装加工处理。用于方向盘、变速 杆手柄、线束护套、按钮开关、空气滤清器垫圈、扶手、 头枕、衬及止推块、门窗立柱、仪表板及喇叭盖等零件。
（4）半硬质泡沫塑料：它与各种表皮和骨架材料粘结性很 强，具有较高承压负荷及突出的防震抗冲击性能，且能消 除振动噪音，非常适合制造汽车仪表板、扶手芯、头枕、 遮阳板、变速箱顶盖、杂物箱盖、喇叭盖、车顶内衬、门 内饰板、膝部防撞板、衣帽架、车体梁柱装饰板、保险杠 内芯、止推垫和柱状物等零件。
（5）硬质泡沫塑料：用于制作车门内衬、内装板、座椅靠 背盖壳/垫、顶棚内衬及加工内饰件等零件。
RIM除在汽车领域广泛应用之外，还在办公设备、医疗 设备、工业用品、日用品、体育娱乐器材、建筑装饰等行 业应用广泛。
反应注射成型(RIM)聚氨酯特性与应用
在RIM－PU的生产中，供选择的聚醚 多元醇大致有三类：
1、以氧化乙烯封端的聚氧化丙烯－聚氧化 丙烯基聚醚多元醇
它们主要是采用传统方式合成的端羟基聚醚， 然后再用环氧乙烷反应进行封端，使端部的仲羟基 转化为伯羟基，以达到它与异氰酸酯反应速度提高 3～4倍的目的。
反应注射成型（RIM）聚氨酯的特性和 应用
RIM机具有以下优点：
⑴混合室小，无任何机械搅拌混合装置，液体物料依 靠高压输送和小口径喷嘴产生高能量冲击，达到充 分混合的目的。
⑵具有自清洁功能，没有低压机那种溶剂清洗，压缩
空气冲刷，劣化工作环境的缺点。
⑶采用高精度、高压力计量装置。并具备高压注射混
合、低压循环物料的自动切换功能，能量消耗较为
反应注射成型（RIM）聚氨酯的特性和 应用
(7)可以使用模内涂装(IMC-Inmold Coating)技术,减少制 品后涂装工序。降低加工成本。 目前聚氨酯RIM一般指两类材料，一类为密度 较高从800到1200千克每立方米以上的外皮密实、内 芯气泡较少或基本无泡孔的聚氨酯材料；另一类是 密度在200千克每立方米以上的软质或硬质自结皮聚 氨酯泡沫塑料。
反应注射成型（RIM）聚氨酯的特性和 应用
表现出的反应特点如下所述：
(1)剧烈的放热效应。
(2)合成反应的速度与原料品种体系有直接关系。即在 异氰酸酯品种决定的前提下，不同的含活泼氢化合 物将有不同的反应速度，其反应速度顺序大体为： 胺＞醇＞水＞脲＞氨基甲酸酯。
(3)除了第4代RIM聚氨酯以外，其它RIM－聚氨酯 加工中。催化剂是必不可少的。主要使用以三亚乙 基二胺为代表的叔胺类催化剂和以二月桂酸二丁基 锡为代表的有机锡类催化剂。
完整版反应注射成型工艺及其发展1
7、常用材料的反应注射成型技术要点
（4）尼龙6 RIM
? 原料：包括聚醚多元醇和催化剂制成的预聚物（A组分） 及己内酰胺（B组分）。
? 工艺过程：先将己内酰胺加入原料罐，再加入催化剂， 封闭容器，强力搅拌，混合物在N2下脱气15min；再将己内 酰胺和预聚物混合，搅拌均匀后脱气；随后将两种液体组 分经过混合注射器进入模具，固化成型。
4、长玻纤增强反应注射成型（LFI-RRIM）
? 工艺过程：将长玻纤线纱引导入混合注射器，在混合注 射器内进行切断并与聚氨酯原料进行混合，再注入模具型 腔进行成型。
? 工艺特点：与SRIM相比，具有节省玻纤材料、材料成本 更低，无需中间工序一步完成；产品壁厚更薄，产品机械 性能各向同性，产品质量明显提高；玻纤长度和比例可以 随机调整等特点。
一、反应注射成型工艺分类及技术要点
7、常用材料的反应注射成型技术要点
（1）聚氨酯RIM
? 技术要点：
1）A、B两组分原料分别置于原料罐中，并在N2气氛中保 持一定的温度，使其具有适宜的粘度和反应活性。
2）两组分原料必须用定量泵按一定比例压入混合注射 器中充分混合，再注入模具中迅速聚合、固化成型。
3）原料从开始混合到充满模腔需要很短的时间（通常 约1~4s），完整的生产周期大约为30~120s。
? 工艺要求：因玻纤与PU原料润湿后浇注到模具内流动性 很差，模具需要在开模状态下浇注，之后再闭模成型，所 以浇注轨迹的设定很重要。
? LFI-RRIM工艺必须在设备上配备浇注机械手。
? 因大型制品的浇注时间很长，还需要严格控制原料的起 始发泡时间以及原料的混合温度。
反应注射成型模具设计
6、模温控制系统
➢ 通常聚氨酯RIM注射模的模温为40~80℃，模温控制精度 为±4℃，最好为±1℃；
➢ 套管间距为80~100mm，冷却孔与模具型腔壁之间的距离 应为9.5mm左右。
➢ 流道位置确定：应使物料从制品横截面的最低处进入型 腔。
➢ 排气孔位置：应设在物料流动的末端，以便注射时将空 气赶出型腔。
➢浇口形状与尺寸：取决于制品的壁厚与型腔流量，应使反 应物能均匀地流动，且不应导致喷射状态。
➢ 浇口类型选择：大容量的模具通常采用直浇道型浇口， 而小容量模具则常采用薄膜形或扇形浇口。
反应注射成型模具设计
1、后混合器设计
➢ 因各种因素的影响，物料在 离开混合注射器时并非是理想 的混合料，此时需要在进入模 具浇道之前先经过后混合器进 一步混合。
➢ 后混合器可以单独设置，也 可与模具配置在一起。
Байду номын сангаас、后混合器设计
➢ 为简化混合器结构，减小后混合器的尺寸，有时也可利 用静态混合器对物料作进一步混合。
3、浇注系统设计
➢ 浇口位置选择：制品凡是有加强筋、凸缘、凸台和伸出 部等结构，浇口应设置在料流的主要障碍处，以实现良好 的充填。
4、排气
➢ RIM 模腔内的空气最终需依靠反应物发泡将其排出，因 模腔内压力很小，排气系统设置不当，极易产生包气使模 腔充不满，造成制品缺陷。
➢ RIM制品的栅格宽度要适当，太窄易引起流动不畅，产 生包气。
4、排气
➢ 当制品为中部薄壁、四周边框厚壁时，要求薄壁部分截 面积（S2）应大于边框总截面积（S1+S3）的1.5倍，否则也 容易造成困气。
5、模具成型零件结构
➢ 成型零件结构：大部分为整体式结构，局部复杂结构或 易磨损部分可以考虑采用镶拼结构。
DCPD反应注射成型工艺及模具技术管窥
DCPD反应注射成型工艺及模具技术管窥DCPD是双环戊二烯的一种简称，它是一种具有很大开发和应用潜力的材料，是一种新兴的塑料材质，经常应用于制造汽车、家用的电器产品和建筑建设中，文章通过对DCPD反应注射成型工艺和模具的开发，对DCPD的相关工艺进行了探索研究，工艺过程在整个生产加工中都占据很重要的地位，这个过程会影响到制件好坏还会影响到生产的工作效率，更是设计模具的关键基础，所以分析好工艺过程是非常有必要的，通过实际工作中的探究对工程的实际应用还能够提供必要的技术方案支持。
标签：DCPD；成型工艺；模具技术1 前言在市场竞争激烈的当今，竞争全球化正在逐步蔓延，很多制造产业都面临着格外激烈的竞争，由于国外产业竞争对手的实力较强，我国现阶段的生产产品也转变了生产模式，从以前的少品种逐渐向多品种转变，原先传统的大批量固定生产很易造成产品囤积，所以现在也变成批量生产，以适应市场的实际需求，跟随上市场需要的步伐，特别的像汽车制造业，由于近几年能源价格的不断上调，环境保护的力度也逐渐加大，致使汽车制造业的相关厂商都要改变生产模式和过程，如果能生产出更高性价比的零件来替代现阶段使用的传统零件，那么对于解决上述问题是一个行之有效的好方法。
近些年，塑料和模具工业的发展非常迅速，一些所料制品因为其特别的优势之处得到了各行各业的青睐，已经在很多行业范围内被广泛使用，特别是在汽车制造行业，因为传统的金属材料并不适合制造出复杂的形状，还有重量也很大，色彩单一等缺陷，在利用所料制品替代后，不仅能生产出很多形状复杂的零件，重量也相对减轻很多，色彩缤纷艳丽，既美观舒适还能起到隔音抗震的效果，这些都是传统加工过程中使用的金属材料所不能达到的，因为材料制品具有很多的优点，所以越来越多的金属部件正逐渐的被塑料部件取代。
探究一種材料自身的使用价值，与它自身固有的使用性能好坏有着密切的关系，同时在很大程度上还要关心这种材料所能使用的成型加工技术是什么样子的，对于任何一种材料来说，如果加工这种材料的相关产品不能使用高效保质，经济节能的成型加工技术，那么对于这种材料来说，即使它自身的性能再好，对使用的生产商来说都是没有意义的。
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反应注射成型技术反应注射成型起源于聚氨酯塑料。
随着工艺技术的进步，该工艺也扩展到了多种材料的加工中。
与此同时，为了拓宽 RIM 技术的应用领域，特别是在汽车行业中的应用，该工艺还引入了纤维增强技术。
RIM 简介反应注射成型(简称“ RIM”是指将具有高化学活性、相对分子质量低的双组分材料经撞击混合后，在常温低压下注入密闭的模具内，完成聚合、交联和固化等化学反应并形成制品的工艺过程。
这种将聚合反应与注射成型相结合的新工艺，具有物料混合效率高、流动性好、原料配制灵活、生产周期短及成本低的特点，适用于大型厚壁制品生产，故而受到了世界各国的重视。
RIM 最早仅用于聚氨酯材料，随着工艺技术的进步， RIM 也可应用于多种材料(如环氧、尼龙、聚脲及聚环戊二烯等)的加工。
用于橡胶与金属成型的RIM 工艺是当前研究的热点。
为了拓宽 RIM 的应用领域，提高 RIM 制品的刚性与强度，使之成为结构制品， RIM 技术得到了进一步的发展，出现了专门用于增强型制品成型的增强反应注射成型( RRIM)和专门用于结构制件成型的结构反应注射成型(SRIM)技术等。
RRIM和SRIM成型工艺原理与 RIM相同，不同之处主要在于纤维增强复合材料制品的制备。
目前，典型的RIM 制品有汽车保险杠、挡泥板、车体板、卡车货箱、卡车中门和后门组件等大型制品。
它们的产品质量比SMC产品好，生产速度更快，所需二次加工量更小。
RIM 成型工艺1.工艺过程RIM 工艺过程为：单体或预聚物以液体状态经计量泵以一定的配比进入混合头进行混合。
混合物注入模具后，在模具内快速反应并交联固化，脱模后即为RIM 制品。
这一过程可简化为：贮存T计量T混合T充模T固化T顶出T后处理。
2.工艺控制(1)贮存。
RIM 工艺所用的两组分原液通常在一定温度下分别贮存在 2 个贮存器中，贮存器一般为压力容器。
在不成型时，原液通常在 0.2~0.3 MPa 的低压下，在贮存器、换热器和混合头中不停地循环。
对聚氨酯而言，原液温度一般为20~40 C,温度控制精度为土 1C。
(2)计量。
两组分原液的计量一般由液压系统来完成，液压系统由泵、阀及辅件(控制液体物料的管路系统与控制分配缸工作的油路系统) 所组成。
注射时还需经过高低压转换装置将压力转换为注射所需的压力。
原液用液压定量泵进行计量输出，要求计量精度至少为±1.5％，最好控制在± 1 ％。
(3)混合。
在 RIM 制品成型中，产品质量的好坏很大程度上取决于混合头的混合质量，生产能力则完全取决于混合头的混合质量。
一般采用的压力为10.34~20.68MPa，在此压力范围内能获得较佳的混合效果。
(4)充模。
反应注射物料充模的特点是料流的速度很高。
为此，要求原液的粘度不能过高，例如，聚氨酯混合料充模时的粘度为O.IPa.s左右。
当物料体系及模具确定之后。
重要的工艺参数只有 2个，即充模时间和原料温度。
聚氨酯物料的初始温度不得超过 90C，型腔内的平均流速一般不应超过0.5m/s。
(5)固化。
聚氨酯双组分混合料在注入模腔后具有很高的反应性，可在很短的时间内完成固化定型。
但由于塑料的导热性差，大量的反应热不能及时散发，故而使成型物内部温度远高 于表层温度，致使成型物的固化从内向外进行。
为防止型腔内的温度过高 （不能高于树脂的 热分解温度），应该充分发挥模具的换热功能来散发热量。
反应注射模内的固化时间，主要由成型物料的配方和制品尺寸决定。
另外，反应注射制品从模内脱出后还需要进行热处理。
热处理有两个作用：一是补充固化，二是涂漆后的烘烤，以便在制品表面形成牢固的保护膜或装饰膜。
（6）成型制品缺陷产生的原因及解决方法。
RIM 制品缺陷产生的原因及解决办法见表1。
表1 RIM 成型常见制品缺陷和对策RIM 模具与制品设计 1•模具设计（1） 浇注系统。
浇注系统又称“注入系统” ，由浇口、流道和排气孔组成。
在进行 RIM 模具设计时，浇口形状与高度取决于成型制品的壁厚与型腔流量。
大容量的模具通常宜采用直棒状浇口，而小容量模具则宜采用扇形浇口。
主流道的位置应直接设在模具上， 但应注意，在确定流道位置时， 务必使物料从制品的横截 面的最低处进入型腔。
排气孔的位置则应设在物料流动的末端， 以便注射时将空气赶出型腔。
（2） 模温控制系统。
这里仅以 RIM 金属模具为例加以说明。
模具温度的控制方法通常是在 模内埋设套管，通入水进行加热或冷却。
金属模具厚度应为 50m m,而套管间距要因加工树脂不同而有所不同。
通常，聚氨酯RIM 的模温为40~80C,模温控制精度为土 4C,最好为± 1C 。
套管间距为 80~100mm ，冷却孔与模具腔壁之间的距离应为9.5mm 。
（3） 分型面。
对分型面的位置设置有一总体要求， 就是将分型面位置设在加工制件轮廓的 附近稍下方，这样可使正在膨胀并充满型腔的物料将型腔内的残留空气排至模外。
2 .制品设计（1） 制品厚度。
与常规注射制品相同，在进行 RIM 制品的壁厚设计时，同样应避免壁厚 过厚或过莎皿模夹说毗时提耐粮粘隊改蛇注 粘度丈旣带入的空吒引总制件外規不一龜 控制平均匀改进控系统制仲表面光洁度不高棋具上帶有駅輯加卷樫从的於直*增加徐 抹RKffl 的次数引朗M 凹轄康具也度丈高降低康具温腥■件皮层有起幡片戒欄横具沮度太戦，困稈了表井尽耶龍便倍的反腹和囲化捉嵩反应ift 枯度1 *低收制件收皤率校大聚含反应不克全.后址J9 不当编草.睡崔固化时何"曲 节后处理工艺參戳戲便制分启与％泡薄。
以聚氨酯泡沫塑料 RIM制品为例，常规壁厚应控制在 6.35~12.7mm,当壁厚大于12.7mm或小于3.17mm时，则应采取适当的补救措施。
（2）加强筋。
使用加强筋的目的是提高制品的刚性与强度。
应选用细而长的加强筋，避免选用粗而短的加强筋。
加强筋的设置应沿物料流动方面为宜，这样不会影响物料流动过程中的气体排放。
（3）脱模斜度。
RIM制品的脱模斜度应选择2°，太大或太小都不利于制品脱模。
（4）圆角。
RIM制品的内部圆角半径不得小于 3.175mm，外部圆角半径不得小于 1.578mm。
（5）凸台。
凸台应采用 2。
的脱模斜度并沿制件周边或内筋布置，若凸台的设计高度超过6.57mm，则必须由撑板相辅。
在导入孔中成型，必须准确确定定位螺纹和自攻螺纹的位置。
凸台和导入孔的尺寸对于脱模强度影响很大，应加以注意。
多种多样的RIM技术1•聚氨酯RIM聚氨酯RIM所用原料与通用型聚氨酯原料不同的是：要求液体原料粘度低、流动性好及反应活性高，而且原料应配制成 A （多元醇）、B （二异氰酯）两组分。
其工艺过程包括：将A、 B两组分原料分别置于注射机的原料罐中，并使它们在N2气氛中、于一定温度下保持适宜的粘度（1Pa- s以下）和反应活性；用定量泵将两组分原料按一定比例压入混合器并注入密封的模具中；混合物在模具内迅速聚合，固化成型。
在这一过程中，从原料压出到充满模腔只需1~4s,而完整的生产周期则为30~120s。
2 .聚氨酯RRIM聚氨酯RRIM工艺所用的双组分是多元醇和异氰酸酯。
多元醇为聚醚型，相对分子质量为1?800~2?400，官能度为2~3;异氰酸酯一般为二苯基甲烷二异氰酸酯（ MDI）或多异氰酸酯及其异构体的混合物，官能度为2~7。
RRIM的增强材料主要有两种，即短切增强纤维和磨碎增强纤维。
纤维的长度一般为 1.5~3.0mm，这种长度既能保证增强效果，又便于通过注射系统。
纤维长度的分散性越大，则增强效果越差。
RRIM制品中的增强纤维含量（质量分数）一般在20%以下，对于特殊要求的高强度制品，增强纤维的含量可达50%。
3.环氧树脂RIM环氧树脂是继聚氨酯之后开发的又一热固性RIM品种。
双组分环氧树脂RIM工艺过程与聚氨酯RIM大致相同。
环氧树脂与固化剂配比及工艺条件见表2。
环氧树脂 RIM 制品的拉伸强度和弯曲模量高，线膨胀系数低，并具有优良的耐化学性和较高的耐热性（与聚氨酯和尼龙相比）。
为了改善环氧树脂的冲击强度，可在原料中添加带有异氰酸酯基、相对分子质量为 4?000 的聚乙二醇预聚物。
另外，为进一步提高力学性能，还可加入各种增强材料，如各种纤维、须状粉末、片状粉末、微珠料及长纤维等，使之成为 RRIM 制品，它们在汽车工业的应用中极具竞争力。
4．尼龙 6 RIM尼龙6 RIM所用的原料包括聚醚多元醇和催化剂制成的预聚物（A组分）及己内酰胺（B组分）。
加工时，先将己内酰胺加入原料罐中，控制温度为74~85 C,再加入催化剂，封闭容器，强力搅拌使催化剂溶于己内酰胺中，混合物在N2下脱气15min。
再将己内酰胺和预聚物混合，混合温度74~85C,搅拌均匀后脱气。
随后在压力作用下，两种液体组分经过混合器进入模具，固化成型。
由于预聚物和己内酰胺发生了嵌段共聚反应，因而所得制品柔性好，冲击强度高。
添加了增强材料的尼龙 6 RRIM制品的刚性更高，线膨胀系数较低。
尼龙6 RIM和RRIM制品用途较广，主要用于汽车工业，如挡泥板、门板、发动机罩和防撞盖等。
5.双环戊二烯（ DCPD） RIMDCPD RIM的原料主要包括 DCPD催化剂、活化剂、稳定剂、调节剂、填料、抗氧剂、弹性体、发泡剂、阻燃剂及成核剂等。
在DCPD RIM体系中，一般将各种原料按配方要求分为A、B两组分，其中A组分包括DCPD催化剂、稳定剂及其他助剂等。
B组分包括DCPD活化剂、调节剂及其他助剂等。
加工时，经准确计量的 A、B 两组分在混合头内混合均匀后，被注入密封模具内，在模具中发生快速聚合反应，随之固化成型。
需要特别注意的是，在模具未充满前，由聚合反应时间调节剂来控制化学反应。
充满模具后，大约在10s内完成聚合而成型。
制品一般不需要经过后熟化过程。
6．聚脲 RIM聚脲 RIM 使用的是一种含内脱模剂的自脱模物料体系，成型时由端氨基聚醚、胺扩链剂与端基为异氰酸基的预聚物（MDI）反应制成聚脲。
该工艺具有很多优良特性：由于胺基和异氰酸基的反应活性高，因而不需要催化剂；反应物料注入模腔时粘度大，充模时减少了涡流，因此带入空气少，制品的废品率低；物料入模后1~2s内即发生凝胶，在模具内仅需停留 20s；脱模时物料不黏附模腔，选用内脱模剂体系受限制较少；加入增强玻璃纤维制备聚脲RRIM 制品时，对胺与异氰酸酯之间的反应亦无影响。
聚脲生成的整个反应过程中不需要催化剂，使得制品中无残存催化剂，故而聚脲RIM 制品在高温下不发生降解，制品稳定性好。
端氨基聚醚、二胺扩链剂与 MDI 的反应速度很快。
为使反应处于可控制状态，可用部分聚醚多元醇对 MDI 进行改性以制成半预聚物，从而降低物料之间的反应速度，减缓反应物料的凝胶速度。