白斑产生的原因及分析

硬质聚氯乙烯管件生产中“白斑”产生的机理及解决办法

作者：张翔(ZHANG XIANG)

摘要(Summary)

本文通过分析注射过程中PVC熔体在模具内的流动过程，指出了硬聚氯乙烯管件制品白斑形成的原因，提出了在生产过程中消除白斑的方法，主要有调整工艺条件及配方、改进模具设计等方法。

This text analyzes the flow course of PVC melting body in the mould in the process of injection, point out U-PVC pipe fittings products reason that hickie form , put forward in process of production dispelling methodding of hickie, mainly have methods such as adjustment process conditions and prescription , improvement mold design ,etc..

关键词：硬质聚氯乙烯管件注射“白斑”

Keyword: U-PVC pipe fittings Injection " hickie"

一、前言

聚氯乙烯具有流动性差、易分解、加工温度与分解温度相近等特点，与其他塑料相比，其注塑生产更加困难。随着硬质聚氯乙烯管材的广泛应用，注塑管件的需求量越来越大。在聚氯乙烯管件生产过程中经常出现的问题就是“白斑”，即在管件的浇口附近产生的白色斑块。白斑会对产品的外在和内在质量都会带来不良的影响。通常情况下，白斑在生产初期出现，如果操作不当或模具、配方设计等出现问题，会出现大量的废品，导致生产效率降低，废品量加大，对生产带来很大的不利影响。本文将在多年工作经验的基础上，进一步分析白斑产生的机理，并提出解决办法，希望对企业的生产有一定的借鉴意义。

二、从聚氯乙烯在模具内的流动过程，分析白斑产生的内在原因

聚氯乙烯的生产过程

聚氯乙烯粒料首先在注塑机料筒中在料筒加热器和螺杆的作用下，不断融化，物料经过加热和螺杆的强力剪切，逐渐由粒状变为熔融状态，同时螺杆一边旋转一边后退，到达指定位置后，储料过程完成。模具合拢后，物料在螺杆的作用下开始注射过程。物料在模具中的流动过程是这样的：熔融物料通过喷嘴进入模具，沿主流道向前推进，热的物料遇到冷的模具壁后，靠近模具壁部分迅速被冷却贴在模具壁上，形成通道，中间未冷却部分沿通道继续推进。然后物料到达浇口，经浇口的进一步剪切塑化，物料以更快速度进入型腔，直至充满，从而进入保压阶段，经冷却后，制品成形，开模取出制品。从物料在型腔的流动过程看，前锋熔料是留在流道或浇口附近的。由于位于注射料筒喷嘴处的物料塑化程度较低，如果工艺调整不到位，模具设计不合理就会导致前锋冷料没有完全留在主料道和冷料井内，使冷料进入制品，导致白斑的产生。由上可见，白斑的形成主要是由于前锋冷料进入制品造成的，因此消除白斑的核心就是通过各种方式使前锋冷料留在制品以外。下面将分几种情况分析导致白斑的原因及应对办法。

三、调整注射工艺指标，消除“白斑”

注射工艺主要包括温度、压力、速度三个方面，工艺配方对制品的影响也非常大。要消除制品“白斑”，就要把注射工艺调至最佳位置。下面分别加以叙述：（1）注射温度的调整。

料筒温度的设定通常是从储料罐一端开始由低到高设定，储料罐的下面应用冷却水冷却，防止由于温度过高导致架桥。一般情况下，喷嘴温度应比一段温度略低，因为物料经过喷嘴时会由于较强的剪切作用导致PVC物料温度上升，弥补加热的不足。在生产初期，料筒温度虽已达到设定温度，但料筒内的物料并没有达到设定的温度，这时会出现物料塑化不足，产生白斑，这时应当提高料筒温度。喷嘴段，由于通常没有加热片，温度比较低，因此可以在开机阶段将喷嘴温度设定的略高于一段温度。示例如下：

通常的温度设定如下：

产品：φ110正三通

机器型号：LP-420

温度设定如下：

以上温度的设定根据配方的不同会有所改变。

开机正常后，应当尽快恢复正常的温度设定，将喷嘴温度降下来，以免出现物料分解。

（2）注射速度、注射距离、注射压力的调整

在多级注射的注塑机中，注射速度、注射压力通常分为三段，即一段注射，二段注射、三段注射，注射距离分为三段，也分为一段注射距离、二段注射距离、

三段注射距离。在多年的工作过程中，我们感到注射距离、注射速度、压力的调整对于消除白斑具有重要意义。一般来讲，一段注射距离应采用较低速度、较低压力，二段注射距离采用较快的注射速度、较高压力，三段注射距离采用较低的速度、较高压力。注射压力应确保物料按照设定的速度推进物料的前进，一般应与注射速度相匹配。一段慢的主要目的是将前锋冷料留在冷料井中，其注射距离不宜太长，一般为3-5，如果距离过长，速度过慢容易导致进入型腔的物料彻底冷却，出现注射不满，或造成制品缺陷；如果注射距离过短，会导致冷料进入制品，白斑不易消除。二段注射距离以较快的速度注射进去，目的就是要快速充满型腔。但鉴于聚氯乙烯的易分解的特点，二段速度也不能够太快，否则会出现严重分解，损坏模具。三段注射主要目的是补缩，物料进入型腔后，遇冷收缩，导致制品不密实，通过三段注射，使制品更加密实。在机器的调整过程中，注射速度和注射压力的调整非常关键，尤其是一段注射距离、速度。总结起来就是，一段注射速度慢、距离短，二段注射速度快、距离长，三段注射速度慢、距离短。

示例：

产品：φ110 正三通

机器型号：LP-420

（3）模具温度的调整。

在生产过程中，模具温度过高会造成白斑，这种情况虽比较少见，但在工作中确实遇到过。在生产开始的时候，由于模具较凉，熔料在模具内的流动性较差，前锋冷料比较容易留在冷料井中，制品不会产生白斑。随着生产的进行，模具温度逐渐升高，熔料在型腔内的流动性增强，前锋冷料就有可能进入制品，导致白斑的产生。这时应当进一步加大冷却水量，使模具进一步冷却。如果仍然不起作用，可以考虑降低一段注射速度和注射压力，使前锋冷料留在冷料井内，从而消除白斑。

（4）调整配方，消除白斑。