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熱固性塑料注射成型始于20世紀(jì)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(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，成型周期長(zhǎng)，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(wěn)定。用注射方法成型熱固性塑料制件可以說(shuō)是對(duì)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(qiáng)度、提高注塑加工產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但是，這種成型方法對(duì)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(yīng)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(jī)的料斗送入料筒內(nèi)加熱并在螺桿的旋轉(zhuǎn)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(bǔ)縮和交聯(lián)反應(yīng)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(xiàn)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(zhuǎn)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(yīng)。正是由于這一差異，導(dǎo)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(duì)料筒和噴嘴的溫度要求有差異。對(duì)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(nèi)發(fā)生早期硬化，并兼顧料筒溫度對(duì)塑化的影響不及物料內(nèi)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(yīng)對(duì)料筒溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。通常，料筒的溫度分兩段或三段設(shè)定。分兩段設(shè)定時(shí)，對(duì)于不同的物料，后段溫度可在20~70℃內(nèi)選取，而前段則在70~95℃內(nèi)選物料，后段(加料例，還取時(shí)應(yīng)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(duì)于不同的物料，噴嘴溫度可在75~100℃內(nèi)選擇和控制，在此溫度下，熔體通過(guò)噴嘴后，溫度可達(dá) 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(zhǎng)，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(dǎo)致塑件出現(xiàn)組織疏松、起泡和顏色發(fā)暗等缺陷。通常，對(duì)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(duì)熔體有溫升要求，所以注射壓力一般要選擇得大一些。根據(jù)不同物料，注射壓力常用范圍為100~ 170MPa,少數(shù)物料也可取比此值范圍較低或較高的數(shù)值。原則上講，與注射壓力相關(guān)的注射速度也應(yīng)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(xiàn)早期硬化，減少塑件表面出現(xiàn)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(dǎo)致塑件表面出現(xiàn)氣泡等缺陷。根據(jù)目前的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，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(jié)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(yīng)根據(jù)不同的物料以及塑件的厚度和澆口凍結(jié)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(zhuǎn)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(zhǎng)距離壓縮作用，從而使注射困難或?qū)е氯垠w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(yīng)注意，背壓過(guò)小時(shí)，物料易充入空氣，計(jì)量不穩(wěn)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(zhuǎn)速也不宜取得過(guò)大，否則物料容易在料筒內(nèi)受熱不均勻，從而產(chǎn)生塑化不良的結(jié)果。一般螺桿的轉(zhuǎn)速在30~70r/min范圍內(nèi)選取。

(三)成型周期

注塑加工注射成型新技術(shù)的應(yīng)用，熱固性塑料注射成型周期包括的時(shí)間內(nèi)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(yīng)于熱塑性塑件來(lái)講，應(yīng)當(dāng)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(dú)考慮。一般情況下，國(guó)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(nèi)選擇，注塑加工成型周期總共需45~120s.但需要指出，確準(zhǔn)在同性提件的使化定型時(shí)間時(shí)，不僅要考的結(jié)構(gòu)同需獎(jiǎng)，的好壞，特別是根據(jù)型件大定是相度和，同般的國(guó)產(chǎn)注射物料充混后的硬化時(shí)可根據(jù)件的大品，可8其應(yīng)注總違度進(jìn)行計(jì)算，但隨著塑料生產(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(dá)到國(guó)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(jī)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(zhǎng)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(dǎo)致注射機(jī)無(wú)法繼續(xù)工作，為此，必須控制熱固性塑料在料筒內(nèi)的存留時(shí)間。物料在料筒內(nèi)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(nèi)過(guò)早發(fā)生硬化。很明顯，這會(huì)造成很大的原材料浪費(fèi)。

(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(yīng)氣體揮發(fā)，因此排氣問(wèn)題對(duì)熱固性物料注射就顯得非常重要。除了在模具中必須設(shè)計(jì)應(yīng)有的排氣系統(tǒng)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(duì)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(yīng)當(dāng)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(jí)不同、塑件不同或生產(chǎn)廠(chǎng)家不同而有差異。