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隨著注射成型加工精度要求的不斷提高，除了正確選材和對(duì)所選塑料進(jìn)行改性之外，如何正確選擇成型工藝條件，合理分析制品的綜合收縮率與加工工藝各參數(shù)之間的相互關(guān)系，以及收縮率產(chǎn)生的各種原因與加工因素對(duì)它的影響等是一項(xiàng)很重要的課題。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 實(shí)驗(yàn)原料
PP：1390型，注射級(jí)共聚PP，北京燕山石化公司。
1.2 設(shè)備
注射機(jī)：SZ-100／160NB，寧波塑料機(jī)械廠；
模具：鋼制注射平板模具。
1.3 試樣規(guī)格
200mm×100mm×4mm的平板。
1.4 工藝條件
表1列出PP的注射成型工藝條件。
表1 PP的注射成型工藝條件
項(xiàng)目 注射工藝參數(shù)
機(jī)筒溫度/℃ 180 200 210 220
注塑壓力/Mpa 60 80 100 120
保壓壓力/Mpa 40 50 60
注射溫度/℃ 200 210 220 230
注射時(shí)間/s 3 4 5 6
保壓時(shí)間/s 30 40 50 60
模具溫度/℃ 50 60 70 80
冷卻時(shí)間/ s 20 30 40 50
2 結(jié)果與討論
2.1 收縮過程和機(jī)理
仔細(xì)觀察PP試樣在表1所列各工藝條件組合下的注射情況可以發(fā)現(xiàn)，整個(gè)制品的收縮率為1％-3％，而這種收縮由三部分構(gòu)成，即澆口凝固前的收縮、冷卻收縮和脫模后的自由收縮。
2.1.1 澆口凝固前的制品收縮
PP制品在澆口凝固前的收縮很大程度上取決于熔體的補(bǔ)償能力。物料一進(jìn)入模具內(nèi)，由于此時(shí)模具溫度較低，熔體溫度急速下降，而熔體的密度和粘度在不斷提高。熔體的補(bǔ)償能力取決于保壓壓力的大小，以及在該壓力下將熔體繼續(xù)向模內(nèi)傳遞的整個(gè)充模時(shí)間。這一過程要一直持續(xù)到澆口凝固并封閉為止。因此可以認(rèn)為，保壓壓力和保壓時(shí)間與這一階段的收縮關(guān)系極大，若保壓壓力大，保壓時(shí)間長(zhǎng)，則制品的收縮率相對(duì)較低。
2.1.2 冷卻過程中的制品收縮
從澆口開始凝固直至脫模的整個(gè)階段為冷卻階段。此階段再無其它新的熔體進(jìn)入模腔，PP制品的件重和密度不再變化。冷卻過程中，制品的收縮與模具溫度及冷卻速率、冷卻時(shí)間有關(guān)，冷卻速度快，制品來不及松弛，收縮率可能較??；如果模具溫度高，冷卻速度慢，分子有充分的松馳時(shí)間，收縮率就可能增大。
2.1.3 脫模后制品的自由收縮
脫模后的PP制品需在室溫下靜置一段時(shí)間，這是因?yàn)槊撃：蟮闹破愤€有一個(gè)自由收縮的過程。如果工藝條件設(shè)置不當(dāng)，此段時(shí)間內(nèi)還可能發(fā)生一些自然應(yīng)力釋放后的變形。
因此，我們從制品測(cè)得的總收縮量是以上三部分之和。塑料材料產(chǎn)生收縮是正常的，但如何控制和掌握制品收縮與工藝因素的關(guān)系是一項(xiàng)較復(fù)雜的研究課題，必須從影響制品收縮率的工藝因素來進(jìn)行分析研究。
2.2 影賂收縮率大小的工藝因素
2.2.1 模腔平均壓力對(duì)收縮率與穩(wěn)定性的影響
在PP注射過程中，熔體在特定溫度和壓力下充入模腔并一直持續(xù)到澆口封口，這一段壓力也可稱作封口壓力。封口壓力對(duì)制品收縮起決定性作用，封口壓力越高，制品收縮越??；如果注射時(shí)的工藝條件和設(shè)備不能保證穩(wěn)定的封口壓力，就會(huì)使制品產(chǎn)生收縮波動(dòng)，影響制品的尺寸穩(wěn)定性。
封口之前的模腔壓力取決于保壓壓力，保壓壓力實(shí)際上可看作維持保壓階段的注塑壓力，如果澆口凍封時(shí)間是一定的，那么提高保壓壓力必須使?jié)部诘姆饪趬毫μ岣?，保壓壓力?duì)澆口封口壓力的影響實(shí)際上就反映了對(duì)收縮率的影響，而保壓壓力實(shí)際上也是注塑壓力的直接反映，圖1示出注塑壓力與制品收縮率的關(guān)系。
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