熱固性塑料注射成型始于20世紀60年代，在此之前，這類(lèi)塑料制件主要依靠壓縮或壓注方法成型，這兩種方法工藝操作復雜，勞動(dòng)強度大，成型周期長(cháng)，生產(chǎn)效率低，模具易損壞，注塑加工成型產(chǎn)品質(zhì)量不穩定。用注射方法成型熱固性塑料制件可以說(shuō)是對熱固性塑料成型技術(shù)的一次重大改革，它具有簡(jiǎn)化操作注塑加工工藝、縮短注塑加工成型周期、提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強度、提高注塑加工產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命較長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。但是，這種成型方法對物料要求較高，目前，常用的是木粉或纖維素為填料的酚醛塑料，除此以外，還有氨基塑料、不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等。

一、熱固性塑料注射成型工藝概述

注塑加工注射成型新技術(shù)的應用，熱固性與熱塑性?xún)煞N塑料的注射成型原理及其過(guò)程雖然有不少相仿之處，但由于二者的化學(xué)性質(zhì)不同，它們之間也有很大的差異。熱固性塑料注射原理是將成型物料從注射機的料斗送入料筒內加熱并在螺桿的旋轉作用下熔融塑化，使之成為均勻的黏流態(tài)熔體，通過(guò)螺桿的高壓推動(dòng)，使這些熔體以很大的流速經(jīng)過(guò)料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入高溫型腔，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓補縮和交聯(lián)反應之后，固化成型為塑件形狀，然后開(kāi)模取出塑件。很明顯，單從原理上講，熱固性和熱塑性?xún)煞N塑料的注射成型的主要差異表現在熔體注入模具后的固化成型階段。熱塑性注射塑件的固化基本上是一個(gè)從高溫液相到低溫固相轉變的物理過(guò)程，而熱固性注射塑件的固化卻必須依賴(lài)于高溫高壓下的交聯(lián)化學(xué)反應。正是由于這一差異，導致兩者的注塑加工工藝條件不同。

(一)溫度

(1)料溫：與熱塑性注射成型工藝一樣，料溫包括塑化溫度和注射溫度，它們分別取決于料筒和噴嘴兩部分的溫度。但由于熱固性和熱塑性注射成型過(guò)程的性質(zhì)不同，兩者對料筒和噴嘴的溫度要求有差異。對于熱固性塑料，東莞市馬馳科注塑加工廠(chǎng)家為了防止熔體在料筒內發(fā)生早期硬化，并兼顧料筒溫度對塑化的影響不及物料內的剪切摩擦之影響，所以?xún)A向于料筒溫度取小值。然而，料筒溫度過(guò)分低時(shí)，物料熔融較慢，螺桿與生料之間會(huì )產(chǎn)生很大的摩擦熱，這些熱量反而會(huì )比料筒處于較高溫度時(shí)更容易使熔體發(fā)生早期硬化。因此，生產(chǎn)中應對料筒溫度進(jìn)行嚴格控制。通常，料筒的溫度分兩段或三段設定。分兩段設定時(shí)，對于不同的物料，后段溫度可在20~70℃內選取，而前段則在70~95℃內選物料，后段(加料例，還取時(shí)應考患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，通常都要求熔體經(jīng)過(guò)噴嘴后，其溫度一方具有良好的流動(dòng)性，另一方面又能接近于硬化溫度的臨界值，這樣既可保證注充型，同時(shí)也有利于硬化定型。為此，一般都將噴嘴溫度的取值高于料簡(jiǎn)溫度。對于不同的物料，噴嘴溫度可在75~100℃內選擇和控制，在此溫度下，熔體通過(guò)噴嘴后，溫度可達 100~130℃,這樣便有可能滿(mǎn)足上述兩方面要求。

(2)模具溫度：模具溫度是影響熱固性塑件硬化定型的關(guān)鍵因素，直接關(guān)系到成型質(zhì)量的好壞和生產(chǎn)效率的高低。模溫過(guò)低，硬化時(shí)間長(cháng)，而模溫太高時(shí)，又會(huì )因硬化速度過(guò)快難于排出低分子揮發(fā)氣體，導致塑件出現組織疏松、起泡和顏色發(fā)暗等缺陷。通常，對于不同的物料，模具溫度的選擇和控制范圍為150~220℃.另外，動(dòng)模溫度有時(shí)還需要比定模高出10~15℃,這樣會(huì )更有利于塑件硬化定型。

(二)壓力

(1)注射壓力與注射速度：與熱塑性注射成型注塑加工工藝相似，熱固性注射成型工藝的注射壓力與注射速度也密切相關(guān)。由于熔料中填料較多，黏度大，且在注射過(guò)程中對熔體有溫升要求，所以注射壓力一般要選擇得大一些。根據不同物料，注射壓力常用范圍為100~ 170MPa,少數物料也可取比此值范圍較低或較高的數值。原則上講，與注射壓力相關(guān)的注射速度也應選大一些，這樣有利于縮短流動(dòng)充型和硬化定型時(shí)間，同時(shí)還能避免熔體在流道中出現早期硬化，減少塑件表面出現熔接痕和流動(dòng)紋。但如果注射速度過(guò)大，又容易將空氣卷入型腔和熔體，從而導致塑件表面出現氣泡等缺陷。根據目前的生產(chǎn)經(jīng)驗，熱固性塑料的注射速度可取3~4.5m/min.

(2)保壓壓力和保壓時(shí)間：保壓壓力和保壓時(shí)間直接影響型腔壓力以及塑件的收縮和密度的大小。目前，由于熱固性注射熔料的硬化速度比以前有很大提高，且模具大多采用點(diǎn)澆口，澆口凍結比較迅速，所以常用的保壓壓力可比注射壓力稍低一些。保壓時(shí)間比注射熱塑性塑料略微減少些，但應根據不同的物料以及塑件的厚度和澆口凍結速度而定，通常取 5~20s.熱固性注射成型的型腔壓力約為30~70MPa.

(3)背壓和螺桿轉速：注射熱固性塑料時(shí)，螺桿的背壓不能太大，否則，物料在螺桿中會(huì )受到長(cháng)距離壓縮作用，從而使注射困難或導致熔體過(guò)早硬化，因此注射熱固性塑料時(shí)的背壓一般都比注射熱塑性塑料時(shí)取得小，為3.4~5.2MPa,并且在螺桿起動(dòng)時(shí)可以接近于零。在某些情況下，甚至還可放松背壓閥，僅用注射螺桿后退時(shí)的摩擦阻力作為背壓。但也應注意，背壓過(guò)小時(shí)，物料易充入空氣，計量不穩定，塑化不均勻。注射熱固性塑料時(shí)，與背壓相關(guān)的螺桿轉速也不宜取得過(guò)大，否則物料容易在料筒內受熱不均勻，從而產(chǎn)生塑化不良的結果。一般螺桿的轉速在30~70r/min范圍內選取。

(三)成型周期

注塑加工注射成型新技術(shù)的應用，熱固性塑料注射成型周期包括的時(shí)間內容基本上與熱塑性塑料注射時(shí)相同，但熱固性塑件的冷卻定型時(shí)間相應于熱塑性塑件來(lái)講，應當改為硬化定型時(shí)間。熱固性塑料成型周期中重要的是注射時(shí)間和硬化定型時(shí)間，而保壓時(shí)間既可屬于注射時(shí)間，亦可屬于硬化時(shí)間，但也經(jīng)常單獨考慮。一般情況下，國產(chǎn)的熱固性注射物料的注射時(shí)間需2~10s,保壓時(shí)間需5~20s, 硬化定型時(shí)間在15~100s內選擇，注塑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(shí)間時(shí)，不僅要考的結構同需獎，的好壞，特別是根據型件大定是相度和，同般的國產(chǎn)注射物料充混后的硬化時(shí)可根據件的大品，可8其應注總違度進(jìn)行計算，但隨著(zhù)塑料生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，有些熱固性注射物料的硬化速度已基本上達到國外快速注射物料的硬化速度。

(四)其他工藝條件

(1)物料在料筒中的存留時(shí)間及其注射量注射機每完成一次注射動(dòng)作，螺桿的槽中會(huì )留有一部分已被塑化好的熔體未能注射出去，這些熔體雖然在以后的注射過(guò)程中被逐漸推出料筒，但它們很容易在料筒中因存留時(shí)間過(guò)長(cháng)而發(fā)生交聯(lián)硬化，從而輕則影響塑件的成型質(zhì)量，重則會(huì )導致注射機無(wú)法繼續工作，為此，必須控制熱固性塑料在料筒內的存留時(shí)間。物料在料筒內的停留時(shí)間與m/m;和成型周期t有關(guān)，但t.絕不能超過(guò)物料所允許的塑化時(shí)間，否則，物料將會(huì )在料筒中發(fā)生硬化。生產(chǎn)時(shí)就經(jīng)常需要空注射才能防止物料在料筒內過(guò)早發(fā)生硬化。很明顯，這會(huì )造成很大的原材料浪費。

(2)排氣：由于熱固性注射塑件在硬化定型過(guò)程中會(huì )有大量反應氣體揮發(fā)，因此排氣問(wèn)題對熱固性物料注射就顯得非常重要。除了在模具中必須設計應有的排氣系統外，還必須考慮注塑加工注射成型操作時(shí)是否需要采取卸壓開(kāi)模放氣措施。通常，這一措施對于厚壁塑件都是必需的，卸壓開(kāi)模時(shí)間可控制在0.2s。

(3)熱固性注射物料的典型工藝條件：前面一般性地闡述了熱固性注塑加工注射成型的工藝條件，東莞市馬馳科注塑加工廠(chǎng)家列出了九種熱固性塑料的典型注射成型工藝條件，可供生產(chǎn)中參考使用。但應當注意，熱固性注射成型工藝仍處在發(fā)展階段，注塑加工注射成型工藝還將不斷改進(jìn)。另外，相同塑料的注射成型工藝也會(huì )因品級不同、塑件不同或生產(chǎn)廠(chǎng)家不同而有差異。

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