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熱固(gù)性塑料注射(shè)成型(xíng)始於20世紀60年代,在此之前,這類塑料製件主要依靠壓縮或壓(yā)注方(fāng)法成型,這兩種方法工藝操作複雜,勞動強度大,成型周期長,生產效率低,模具易(yì)損壞,注塑加工成型產品質量不穩定。用(yòng)注射(shè)方法成型熱固性塑料製件可以說是對(duì)熱固性塑料成型技術的一次重大改革,它具有簡化操作注塑加工工(gōng)藝、縮短注塑加工(gōng)成型周期、提高生產效(xiào)率、降(jiàng)低勞動強度(dù)、提高注塑加(jiā)工產品質量、模具壽(shòu)命較長等優點。但是,這種成型方法對物(wù)料要求較高,目前,常用的是木(mù)粉或纖維素為填料的酚醛塑料,除此以外,還有(yǒu)氨基塑(sù)料、不飽和聚酯、環氧樹脂(zhī)等。
一、熱固性塑料注射成型工藝概述
注塑加工注射成型(xíng)新技術的應用,熱固性與熱塑性(xìng)兩種塑料的注射成型原理及其過程雖然有不少相仿之處,但(dàn)由於二者的化學性質不(bú)同(tóng),它們之間也有很(hěn)大的差異。熱固(gù)性塑料注射原理(lǐ)是(shì)將成(chéng)型物料(liào)從(cóng)注射機的料鬥送入料筒內加熱並(bìng)在螺杆的旋轉作用下熔(róng)融塑化,使之成(chéng)為均勻的黏流態熔體,通過螺杆的高壓推動,使這些熔體以很大的流速經過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入高溫型(xíng)腔,經過一段(duàn)時間的保壓補縮和交聯反應之後,固化成型(xíng)為塑件形狀,然後開(kāi)模取出塑件。很明顯,單從原理上講,熱固性和熱塑性兩種(zhǒng)塑料的注(zhù)射成型的主要差異表現在熔體注入模具後(hòu)的固化成型階(jiē)段。熱塑性注射塑件的固化基本上是一個從高溫液相到低溫固相轉(zhuǎn)變的(de)物理(lǐ)過(guò)程(chéng),而熱固性注射塑件的固化(huà)卻必須依(yī)賴於高溫(wēn)高(gāo)壓下(xià)的交聯化學反應。正是由(yóu)於這一差異,導致兩者的注塑加工工藝條件不同。
(一(yī))溫度
(1)料溫(wēn):與熱塑(sù)性注射(shè)成型工藝(yì)一樣(yàng),料溫包括塑化溫度和注射溫度,它們分別取決於料筒和噴嘴(zuǐ)兩部分的溫度。但由於熱固性和熱塑性注射成型過(guò)程的性質不同,兩者對料筒(tǒng)和噴嘴的溫度要求有差異。對於熱固性塑料,東莞市(shì)馬馳科注塑加工廠家為了防止熔體在料筒內發生(shēng)早期硬化,並兼顧料筒溫度(dù)對塑(sù)化的影響(xiǎng)不及物料內的剪切(qiē)摩擦之影(yǐng)響,所以傾(qīng)向於(yú)料(liào)筒溫度取小值。然而(ér),料筒溫度過分低時,物料熔融較慢,螺杆(gǎn)與生料之間會(huì)產生很大的摩擦熱,這些(xiē)熱量反而會比料筒處於較高溫度時更容易使熔體發生早期硬化。因此,生產中(zhōng)應對料筒(tǒng)溫度進行嚴格控製。通常,料筒的溫度(dù)分兩段或三段設定。分兩段(duàn)設定時,對於不同的物料,後段溫度可在20~70℃內選取,而前段則在70~95℃內選物料,後段(加料例(lì),還取時(shí)應考患(huàn)熔體與噴孔之間的摩擦熱,這部分熱是一般很高的溫升。原則上講(jiǎng),通常都要求熔體經過噴嘴後,其溫度一方具有良好的(de)流動性,另一方麵又能接近於硬化溫度的臨界值,這樣既(jì)可保證注充型,同時(shí)也有利於硬化定型。為此,一般都將噴嘴溫度的取值高於料簡溫度。對於不同的物料,噴嘴溫度可(kě)在75~100℃內選擇和控製(zhì),在此溫度(dù)下,熔體通過噴嘴後,溫度可(kě)達 100~130℃,這(zhè)樣便有可能滿足上述兩方麵要求。
(2)模具溫度:模具溫度是影響熱固性塑件硬化定型的關鍵因素,直接關係到成型質(zhì)量的(de)好(hǎo)壞和生產效率的高低。模溫(wēn)過低,硬(yìng)化時間長,而模溫太高時,又會因硬化速度過(guò)快難於排出低分子揮發氣體,導致塑件出現組織疏鬆、起泡和顏色發暗等缺陷。通常,對於不(bú)同的物(wù)料,模具溫度的(de)選擇和控製範圍為(wéi)150~220℃.另外,動模溫度有時還需(xū)要比(bǐ)定模高出10~15℃,這樣會更有利於塑件硬化定型。
(二)壓力
(1)注射壓力與注射速度:與(yǔ)熱塑性(xìng)注射成型注塑加工工藝相似,熱固(gù)性注(zhù)射成型(xíng)工藝的(de)注射壓力與注(zhù)射速度也密切相關。由於熔料中填料較多,黏度大,且在注射過程中對熔體有溫升要(yào)求,所以注射壓力一(yī)般要選擇得大一些。根據不同物料,注射(shè)壓(yā)力常用(yòng)範圍為100~ 170MPa,少數物料也可取比此值範圍較低或較高的(de)數值。原則上講,與注(zhù)射壓力相關(guān)的注射速度也應選大一些,這(zhè)樣有利於縮短流動充型和硬化定型時間,同時還能避免熔體在(zài)流道中出現早期硬化,減少(shǎo)塑件表麵出現熔接痕(hén)和流動紋。但如果注射速度過大,又容易將空氣卷(juàn)入型(xíng)腔和熔體,從而導(dǎo)致塑件表麵出現氣泡等缺陷。根據(jù)目前的生產經驗,熱固性塑(sù)料的注射速度可取3~4.5m/min.
(2)保壓壓力和(hé)保壓時間:保壓壓力(lì)和保壓時間直接(jiē)影響型腔壓力以及塑件(jiàn)的收(shōu)縮和密度的大小(xiǎo)。目前,由於熱固性注射熔料的硬化速度比(bǐ)以前有很大提高,且模具大多采(cǎi)用點(diǎn)澆口,澆口凍結比較迅速,所以常用的(de)保壓壓力可比(bǐ)注射壓力稍低一些。保壓時(shí)間比注射熱塑性(xìng)塑料略微減少些(xiē),但應根據不同的物料以(yǐ)及(jí)塑件的厚度和澆口凍結速度而定,通常取 5~20s.熱固性(xìng)注射成(chéng)型的(de)型腔壓(yā)力約為30~70MPa.
(3)背壓和螺(luó)杆轉速(sù):注射熱固(gù)性塑料時,螺杆的背壓不能太大,否(fǒu)則,物料在螺杆中會受到長距(jù)離壓縮作用,從而使注射困難或導致(zhì)熔體過早硬化,因此注射(shè)熱固性塑料時的背壓一般都(dōu)比注射熱塑性塑料時取得小,為(wéi)3.4~5.2MPa,並且在螺杆起動時可以接近於零。在某些情況(kuàng)下(xià),甚至還可放鬆背壓閥,僅(jǐn)用注射(shè)螺杆後退(tuì)時的(de)摩擦阻力作為背壓。但也應注意,背壓過小時,物料易充入空氣,計量不(bú)穩定,塑化不均勻(yún)。注射熱固性塑料時,與背壓相關的螺杆轉速也不宜取得過大,否則物料容易在料筒內受熱(rè)不均勻,從而產生塑化不良的結果。一般螺杆的轉速在30~70r/min範圍(wéi)內選取。
(三)成型周期
注塑加工注射成型新技術的應用(yòng),熱(rè)固性(xìng)塑(sù)料注射成型周期包括(kuò)的時(shí)間內容基本上與熱塑性塑料注射時相同,但熱固性塑件的冷卻定型時間相應(yīng)於熱塑性塑件來講,應當改為硬化(huà)定型時間。熱(rè)固性塑料成型(xíng)周期中(zhōng)重要的是注射時間和硬化定型時間,而保壓時間既可屬於注射時間(jiān),亦可屬於硬化時間,但也經常單獨考慮。一般情況(kuàng)下,國產的熱固性注射物料的注射時間需2~10s,保壓時間需5~20s, 硬化定型(xíng)時間在(zài)15~100s內選擇,注塑(sù)加工成型周期總共需45~120s.但需要指出,確準在同性提件的使化定型時間時,不僅要考的結(jié)構同需獎(jiǎng),的好壞,特別是根據型件大定是相度和,同般的國產注射物料充混後的硬化時可根據件的(de)大品(pǐn),可8其應注總違度進行計算,但隨著(zhe)塑料(liào)生產技術的不斷發展,有些熱固性注射(shè)物料的硬化速度已基本上(shàng)達到國外快速注射物料的硬化(huà)速度。
(四)其(qí)他工藝條件
(1)物料在(zài)料(liào)筒中的存留時間及其注射量注射機每完(wán)成一次注射動作,螺杆的槽中會留有一部分已被塑(sù)化好的熔體未能注射(shè)出去,這些熔體雖然(rán)在以後(hòu)的注射過程中被逐漸推出料(liào)筒(tǒng),但它們很容易在料筒中因存留(liú)時間過長而發生交聯硬化,從而輕則(zé)影響塑件的成型質量(liàng),重則會導致注射機無法繼續工作,為此,必須控製熱(rè)固性塑料在料筒內的存留時間(jiān)。物料在料筒內的停留時間與m/m;和成型周期t有關,但t.絕(jué)不能(néng)超(chāo)過物料所允許的塑化時間(jiān),否則,物料將會在料筒(tǒng)中發生硬化。生產(chǎn)時就經常需要空注射才能防止(zhǐ)物料在料筒內過早(zǎo)發生硬化。很明顯,這會(huì)造成很大的原材(cái)料(liào)浪費。
(2)排氣:由於熱固性(xìng)注射塑件在(zài)硬化定型(xíng)過程中會有大量反(fǎn)應氣體揮發,因(yīn)此排(pái)氣問題對熱固性物料注射就顯得(dé)非常重要。除了在模具中必須(xū)設計應有(yǒu)的排氣係(xì)統外,還必須考慮(lǜ)注塑加(jiā)工注射成型操作時是否需要(yào)采取卸壓開模放氣措(cuò)施。通常,這一措施對於厚壁塑件都是必需的,卸壓開模時間可控(kòng)製(zhì)在0.2s。
(3)熱固性注射物料(liào)的典型工藝條件:前麵一般性地闡述了熱固性注塑加工注射成(chéng)型的工藝條件(jiàn),東莞市馬馳科注塑加工廠家列出了九種(zhǒng)熱(rè)固性塑料的典型注射成型工藝條件,可(kě)供生產(chǎn)中參考使用。但(dàn)應當注意,熱固性注射成型工藝仍處在發展階段,注塑(sù)加工注(zhù)射成型工藝還將不斷改進。另外,相同塑料的注射成型工藝也會因品級不同、塑件不同或生產廠家不同而有差異(yì)。
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