塑料成型的理論基礎(chǔ)

1、塑料成型的理論基礎(chǔ)1. 基本概念基本概念1）塑料的主要成分是樹脂）塑料的主要成分是樹脂樹脂分為天然樹脂樹脂分為天然樹脂和合成樹脂。和合成樹脂。 2）聚合物：是由一種或幾種簡(jiǎn)單化合物通過）聚合物：是由一種或幾種簡(jiǎn)單化合物通過聚合反應(yīng)而生成的一種高分子化合物。合成樹聚合反應(yīng)而生成的一種高分子化合物。合成樹脂就是一種聚合物，簡(jiǎn)稱高聚物或聚合物。脂就是一種聚合物，簡(jiǎn)稱高聚物或聚合物。一、聚合物分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、聚合物分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)15.1 塑料的基本性質(zhì)塑料的基本性質(zhì)塑料的組成：塑料的組成： 合成樹脂添加劑合成樹脂添加劑1）合成樹脂）合成樹脂 （40%100%） 受熱軟化后可將塑料的其它組分加以粘受熱

2、軟化后可將塑料的其它組分加以粘合，并決定塑料的主要性能合，并決定塑料的主要性能2）添加劑）添加劑 包括填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、包括填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑和固化劑等著色劑和固化劑等2聚合物的特點(diǎn)：聚合物的特點(diǎn)：（1）含原子數(shù)量多，一個(gè)高分子中含有幾千個(gè)、）含原子數(shù)量多，一個(gè)高分子中含有幾千個(gè)、幾萬個(gè)、甚至幾百萬個(gè)原子。幾萬個(gè)、甚至幾百萬個(gè)原子。（2）分子量大，高分子化合物的分子量一般可）分子量大，高分子化合物的分子量一般可自幾萬至幾十萬、幾百萬甚至上千萬。例如尼自幾萬至幾十萬、幾百萬甚至上千萬。例如尼龍分子的分子量為二萬三千左右，天然橡膠的龍分子的分子量為二萬三千左右，天

3、然橡膠的為四十萬。為四十萬。（3）分子長(zhǎng)度相對(duì)于低分子長(zhǎng)，例如低分子乙）分子長(zhǎng)度相對(duì)于低分子長(zhǎng)，例如低分子乙烯的長(zhǎng)度約為烯的長(zhǎng)度約為0.0005m，而高分子聚乙烯的長(zhǎng)，而高分子聚乙烯的長(zhǎng)度則為度則為6.8m，是前者的，是前者的13600倍。倍。3. 聚合物的分類：聚合物的分類： 1）聚合物大分子基本上都屬于長(zhǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)，按）聚合物大分子基本上都屬于長(zhǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)，按結(jié)構(gòu)不同可分為：結(jié)構(gòu)不同可分為：a) 線型聚合物線型聚合物 b)帶有支鏈的線帶有支鏈的線型聚合物型聚合物c)體型聚體型聚合物合物 2）按分子結(jié)構(gòu)及熱性能不同分）按分子結(jié)構(gòu)及熱性能不同分 a) 熱塑性塑料熱塑性塑料固態(tài)固態(tài)加熱加熱冷卻冷卻熔

4、融熔融成型特點(diǎn)：成型特點(diǎn)：可逆、物理反應(yīng)可逆、物理反應(yīng)聚乙烯（聚乙烯（PE）聚丙烯（聚丙烯（PP）尼龍（尼龍（PA）聚氯乙?。ň勐纫蚁。≒VC）聚苯乙烯（聚苯乙烯（PS）聚碳酸酯（聚碳酸酯（PC）聚甲醛（聚甲醛（POM）ABS等等常見的常見的熱塑性塑料熱塑性塑料高溫下固化高溫下固化b） 熱固性塑料熱固性塑料常溫下固態(tài)常溫下固態(tài)加加 熱熱熔融熔融（線性或支鏈型結(jié)構(gòu)）（線性或支鏈型結(jié)構(gòu)）繼續(xù)加熱繼續(xù)加熱（體型網(wǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)）（體型網(wǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)）成型特點(diǎn)：成型特點(diǎn)：不可逆、化學(xué)反應(yīng)（交聯(lián)反應(yīng)）不可逆、化學(xué)反應(yīng)（交聯(lián)反應(yīng)）酚醛樹脂（酚醛樹脂（PF）氨基塑料（氨基塑料（UF）環(huán)氧樹脂（環(huán)氧樹脂（EP）不飽和聚

5、酯等不飽和聚酯等常用的常用的熱固性塑料熱固性塑料 熱固性塑料常采用熱固性塑料常采用壓縮或壓注壓縮或壓注方法成方法成型，有時(shí)也可以采用注射成型。型，有時(shí)也可以采用注射成型。 熱塑性塑料常采用熱塑性塑料常采用注射、擠出或吹注射、擠出或吹塑塑等方法成型。等方法成型。 3）聚合物的結(jié)構(gòu)按照分子排列的幾何特征，）聚合物的結(jié)構(gòu)按照分子排列的幾何特征，可分：可分： a) 結(jié)晶型聚合物結(jié)晶型聚合物 b)無定形聚合物（遠(yuǎn)程無序，近程有序）無定形聚合物（遠(yuǎn)程無序，近程有序） 注：結(jié)晶只發(fā)生在線型聚合物和含交聯(lián)不注：結(jié)晶只發(fā)生在線型聚合物和含交聯(lián)不多的體型聚合物中。多的體型聚合物中。二、聚合物的物理性能：二、聚合物

6、的物理性能：1、一般物理性能、一般物理性能 總熱容量：總熱容量：是指注塑物料在注塑工藝溫度下的是指注塑物料在注塑工藝溫度下的總熱容量?？偀崛萘俊?熔化熱：熔化熱：又又叫熔化潛熱叫熔化潛熱，是結(jié)晶型聚合物在形，是結(jié)晶型聚合物在形成或熔化晶體成或熔化晶體 時(shí)所需要的能量。這部分能量是用時(shí)所需要的能量。這部分能量是用來熔化高分子結(jié)晶結(jié)構(gòu)的，所以結(jié)晶型聚合物有明來熔化高分子結(jié)晶結(jié)構(gòu)的，所以結(jié)晶型聚合物有明顯的熔點(diǎn)。顯的熔點(diǎn)。 比熱容：比熱容：是指單位重量的物體溫度上升是指單位重量的物體溫度上升1度時(shí)度時(shí)所需的熱量所需的熱量 結(jié)晶型聚合物比非結(jié)晶型聚合物比熱容要高。結(jié)晶型聚合物比非結(jié)晶型聚合物比熱容要高

7、。 注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱注塑過程中，塑料加熱或冷卻特性是由聚合物的熱含量與溫差來決定的，而熱傳遞速率正比于材料與熱源含量與溫差來決定的，而熱傳遞速率正比于材料與熱源之間的溫差。之間的溫差。 一般冷卻比熔化快，料筒的溫度與材料溫度接近，一般冷卻比熔化快，料筒的溫度與材料溫度接近，而模具的溫度與材料溫度差距很大，加熱時(shí)間取決于料而模具的溫度與材料溫度差距很大，加熱時(shí)間取決于料筒內(nèi)壁與料層之間的溫差和料層厚度。筒內(nèi)壁與料層之間的溫差和料層厚度。 熱擴(kuò)散系數(shù)：熱擴(kuò)散系數(shù)：又又叫導(dǎo)熱系數(shù)，其值是叫導(dǎo)熱系數(shù)，其值是指溫度在加熱物指溫度在加熱物料中傳遞的速度。是由單位質(zhì)量的物料溫度升

8、高料中傳遞的速度。是由單位質(zhì)量的物料溫度升高1度時(shí)所度時(shí)所需的熱量（比熱容）和材料吸收熱量的速度（導(dǎo)熱系數(shù)）需的熱量（比熱容）和材料吸收熱量的速度（導(dǎo)熱系數(shù)）來決定的。來決定的。 壓力對(duì)熱擴(kuò)散系數(shù)影響小，而溫度對(duì)熱擴(kuò)散系數(shù)影響大。壓力對(duì)熱擴(kuò)散系數(shù)影響小，而溫度對(duì)熱擴(kuò)散系數(shù)影響大。導(dǎo)熱系數(shù)：導(dǎo)熱系數(shù)：是指材料傳播熱量的速度。導(dǎo)熱系數(shù)越高，是指材料傳播熱量的速度。導(dǎo)熱系數(shù)越高，材料內(nèi)熱傳遞越快。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的增加而增加，由于材料內(nèi)熱傳遞越快。導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的增加而增加，由于聚合物的導(dǎo)熱系數(shù)很低，所以不管聚合物的導(dǎo)熱系數(shù)很低，所以不管在料在料筒中加熱還是在模筒中加熱還是在模具中冷卻，都需要一定的時(shí)

9、間。有時(shí)為了提高加熱和冷卻具中冷卻，都需要一定的時(shí)間。有時(shí)為了提高加熱和冷卻效率，還采取一些技術(shù)措施。（料筒內(nèi)壁加厚是為了增加效率，還采取一些技術(shù)措施。（料筒內(nèi)壁加厚是為了增加熱慣性、熱流道結(jié)構(gòu)等）熱慣性、熱流道結(jié)構(gòu)等）密度與比容：密度與比容：密度是指聚合物單位體積內(nèi)分子的數(shù)量，密度是指聚合物單位體積內(nèi)分子的數(shù)量，比容是指聚合物單位體積的大小。比容是指聚合物單位體積的大小。 密度增加會(huì)使制件中的氣體和溶劑滲透率減少，制件密度增加會(huì)使制件中的氣體和溶劑滲透率減少，制件的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)、剛性、硬度、軟化溫度提高；也的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)、剛性、硬度、軟化溫度提高；也會(huì)使壓縮性、沖擊強(qiáng)度、流動(dòng)性、

10、耐蠕變性能降低。會(huì)使壓縮性、沖擊強(qiáng)度、流動(dòng)性、耐蠕變性能降低。 比容是衡量不同工藝條件下高分子結(jié)構(gòu)所占有的空間，比容是衡量不同工藝條件下高分子結(jié)構(gòu)所占有的空間，各種狀態(tài)下的膨脹與壓縮，是制件的尺寸反面的重要參數(shù)。各種狀態(tài)下的膨脹與壓縮，是制件的尺寸反面的重要參數(shù)。膨脹系數(shù)與壓縮系數(shù)：膨脹系數(shù)與壓縮系數(shù)： 膨脹系數(shù)與壓縮系數(shù)是指比容在恒壓下由膨脹系數(shù)與壓縮系數(shù)是指比容在恒壓下由溫度變化而引起變化的特性。溫度變化而引起變化的特性。 聚合物比容不僅取決于溫度而且取決壓力。聚合物比容不僅取決于溫度而且取決壓力。 聚合物比容在不同的溫度下隨壓力的變化聚合物比容在不同的溫度下隨壓力的變化而變化，壓力增高，

11、密度加大，比容減小，這而變化，壓力增高，密度加大，比容減小，這點(diǎn)在成型中用壓力來控制產(chǎn)品的質(zhì)量和尺寸精點(diǎn)在成型中用壓力來控制產(chǎn)品的質(zhì)量和尺寸精度很重要。度很重要。2 、聚合物的熱物理性能、聚合物的熱物理性能 、玻璃化溫度：、玻璃化溫度：是指線性非結(jié)晶型聚合物由玻璃是指線性非結(jié)晶型聚合物由玻璃態(tài)向高彈態(tài)或者由高彈態(tài)向玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度。態(tài)向高彈態(tài)或者由高彈態(tài)向玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度。 大分子鏈段本身開始變形的溫度當(dāng)溫度高于玻璃大分子鏈段本身開始變形的溫度當(dāng)溫度高于玻璃化溫度時(shí)，大分子鏈開始自由活動(dòng)，但還不是整個(gè)分化溫度時(shí)，大分子鏈開始自由活動(dòng)，但還不是整個(gè)分子鏈段的運(yùn)動(dòng)，這時(shí)表現(xiàn)出高彈性的橡膠性能；子鏈

12、段的運(yùn)動(dòng)，這時(shí)表現(xiàn)出高彈性的橡膠性能； 當(dāng)?shù)陀诓ＡЩ瘻囟葧r(shí)，鏈段被凍結(jié)變成堅(jiān)硬的固當(dāng)?shù)陀诓ＡЩ瘻囟葧r(shí)，鏈段被凍結(jié)變成堅(jiān)硬的固態(tài)或玻璃態(tài)態(tài)或玻璃態(tài) ； 橡膠的玻璃化溫度低于室溫。所以橡膠在常溫下橡膠的玻璃化溫度低于室溫。所以橡膠在常溫下處于高彈態(tài)；而其它塑料在常溫下是處于脆韌性的玻處于高彈態(tài)；而其它塑料在常溫下是處于脆韌性的玻璃態(tài)。璃態(tài)。 高聚物的自由體積理論高聚物的自由體積理論 ：高聚物分子結(jié)構(gòu)所占有的整高聚物分子結(jié)構(gòu)所占有的整個(gè)體積分成兩部分個(gè)體積分成兩部分 ；一部分是分子鏈所占有的空間，一部分是分子鏈所占有的空間，而另一部分是分子鏈之間的自由空間。而另一部分是分子鏈之間的自由空間。 高聚物

13、在玻璃化溫度以上的總自由體積等于玻璃化溫高聚物在玻璃化溫度以上的總自由體積等于玻璃化溫度下的自由體積與熱膨脹系數(shù)乗以溫升之和。在預(yù)塑化度下的自由體積與熱膨脹系數(shù)乗以溫升之和。在預(yù)塑化時(shí)，位于螺槽中的高分子固態(tài)物料，在升至玻璃化溫度時(shí)，位于螺槽中的高分子固態(tài)物料，在升至玻璃化溫度以后，隨著溫度的升高物料自由體積會(huì)增加，其比容也以后，隨著溫度的升高物料自由體積會(huì)增加，其比容也會(huì)加大。會(huì)加大。2 、聚合物的熱物理性能、聚合物的熱物理性能 、玻璃化溫度：、玻璃化溫度：是指線性非結(jié)晶型聚合物由玻璃是指線性非結(jié)晶型聚合物由玻璃態(tài)向高彈態(tài)或者由高彈態(tài)向玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度。態(tài)向高彈態(tài)或者由高彈態(tài)向玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變溫

14、度。 對(duì)高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度范圍都對(duì)高聚物來說，玻璃化溫度，熔化溫度或溫度范圍都是變相點(diǎn)。有較明顯的變化范圍，從分子結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)看，都是變相點(diǎn)。有較明顯的變化范圍，從分子結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)看，都是大鏈段運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。是大鏈段運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。 一般有增塑劑的聚合物熔點(diǎn)要比無增塑劑的要低，共一般有增塑劑的聚合物熔點(diǎn)要比無增塑劑的要低，共聚物的熔點(diǎn)要比組成共聚物中較高均聚物的熔點(diǎn)要低些。聚物的熔點(diǎn)要比組成共聚物中較高均聚物的熔點(diǎn)要低些。 轉(zhuǎn)變點(diǎn)（熔點(diǎn)）對(duì)于低分子材料來說，熔化過程是非轉(zhuǎn)變點(diǎn)（熔點(diǎn)）對(duì)于低分子材料來說，熔化過程是非常窄的，有較明顯的熔點(diǎn)；而對(duì)于結(jié)晶型高聚物來說，從常窄的，有較明顯的熔點(diǎn)；

15、而對(duì)于結(jié)晶型高聚物來說，從達(dá)到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的達(dá)到玻璃化溫度就開始軟化，但從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的液相時(shí)卻沒有明顯的熔點(diǎn)，而是有一個(gè)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫液相時(shí)卻沒有明顯的熔點(diǎn)，而是有一個(gè)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度范圍度范圍。 注塑注塑成型成型時(shí)，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）時(shí)，料筒的第三段溫度（靠近嘴溫的溫度）都要設(shè)定在熔點(diǎn)以上，然后以降低都要設(shè)定在熔點(diǎn)以上，然后以降低15201520度的溫度梯度依度的溫度梯度依次設(shè)定第二段和第一段的料筒溫度為宜。次設(shè)定第二段和第一段的料筒溫度為宜。2 2 、聚合物的熱物理性能、聚合物的熱物理性能、熔化溫度（熔點(diǎn)）：、熔化溫度（熔點(diǎn)）：熔

16、化溫度是指結(jié)晶型聚合熔化溫度是指結(jié)晶型聚合物從高分子鏈結(jié)構(gòu)的三維有序態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的粘流物從高分子鏈結(jié)構(gòu)的三維有序態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的粘流態(tài)時(shí)的溫度。態(tài)時(shí)的溫度。 依聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)式不同而有顯著的差異，此外還與依聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)式不同而有顯著的差異，此外還與物料的形態(tài)有關(guān)。物料的形態(tài)有關(guān)。 在注塑過程中，無論是在預(yù)塑階段還是在注射階段，在注塑過程中，無論是在預(yù)塑階段還是在注射階段，只要聚合物局部溫度達(dá)到分解溫度，高分子物料就會(huì)只要聚合物局部溫度達(dá)到分解溫度，高分子物料就會(huì)迅迅速速生成低分子量的可燃性物質(zhì)。聚合物的熱分解在氧氣生成低分子量的可燃性物質(zhì)。聚合物的熱分解在氧氣充足條件下是放熱反應(yīng)，產(chǎn)生的熱會(huì)繼

17、續(xù)加熱聚合物。充足條件下是放熱反應(yīng)，產(chǎn)生的熱會(huì)繼續(xù)加熱聚合物。當(dāng)聚合物達(dá)到燃點(diǎn)時(shí)就會(huì)燃燒，燃燒體系的溫度是否會(huì)當(dāng)聚合物達(dá)到燃點(diǎn)時(shí)就會(huì)燃燒，燃燒體系的溫度是否會(huì)上升，產(chǎn)生的燃燒熱是否和體系進(jìn)行對(duì)流，都與熱分解上升，產(chǎn)生的燃燒熱是否和體系進(jìn)行對(duì)流，都與熱分解溫度，比熱容以及導(dǎo)熱系數(shù)等物理性能有密切關(guān)系。溫度，比熱容以及導(dǎo)熱系數(shù)等物理性能有密切關(guān)系。 注塑時(shí)，對(duì)聚合物分解溫度的控制是十分重要的，否注塑時(shí)，對(duì)聚合物分解溫度的控制是十分重要的，否則分解出燃燒物質(zhì)不僅會(huì)影響制品質(zhì)量，還會(huì)腐蝕設(shè)備，則分解出燃燒物質(zhì)不僅會(huì)影響制品質(zhì)量，還會(huì)腐蝕設(shè)備，危害人體。危害人體。 2 2 、聚合物的熱物理性能、聚合物的

18、熱物理性能、分解溫度及燃燒特性：分解溫度及燃燒特性：熱分解溫度是指在氧氣熱分解溫度是指在氧氣存在條件下，高聚物受熱后開始分解的溫度范圍。存在條件下，高聚物受熱后開始分解的溫度范圍。3、聚合物降解及熱穩(wěn)定性聚合物降解及熱穩(wěn)定性 降解，是指遞解分解作用，在高分子化學(xué)中，通降解，是指遞解分解作用，在高分子化學(xué)中，通常是指在化學(xué)或物理作用下，聚合物分子的聚合度降常是指在化學(xué)或物理作用下，聚合物分子的聚合度降低過程，聚合物在熱，力，氧氣，水及光輻射等作用低過程，聚合物在熱，力，氧氣，水及光輻射等作用下往往發(fā)生降解。降解過程實(shí)質(zhì)下往往發(fā)生降解。降解過程實(shí)質(zhì)是是大分子鏈發(fā)生結(jié)構(gòu)大分子鏈發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。變化。

19、聚合物是否容易發(fā)生降解，依其分子內(nèi)部和分聚合物是否容易發(fā)生降解，依其分子內(nèi)部和分子外部結(jié)構(gòu)有關(guān)；是否有分解的雜質(zhì)有關(guān)；能引起高子外部結(jié)構(gòu)有關(guān)；是否有分解的雜質(zhì)有關(guān)；能引起高聚物降解的雜質(zhì)，一般都是熱降解的崔化劑，如：聚物降解的雜質(zhì)，一般都是熱降解的崔化劑，如：PVC 分解的產(chǎn)物是氯化氫，分解的產(chǎn)物是氯化氫，POM分解產(chǎn)物是甲醛，分解產(chǎn)物是甲醛，它們有著加劇高聚物降解的作用。它們有著加劇高聚物降解的作用。 在注塑中，力、水、氧通過溫度對(duì)聚降解起重在注塑中，力、水、氧通過溫度對(duì)聚降解起重要影響，在高溫時(shí)氧和水更能使聚合物分解。剪要影響，在高溫時(shí)氧和水更能使聚合物分解。剪切力的作用會(huì)因高溫時(shí)聚合物粘

20、度的降低而減小。切力的作用會(huì)因高溫時(shí)聚合物粘度的降低而減小。熱降解是指某些聚合物在高溫下時(shí)間過長(zhǎng)，發(fā)黃熱降解是指某些聚合物在高溫下時(shí)間過長(zhǎng)，發(fā)黃變色，降解，分解等現(xiàn)象。變色，降解，分解等現(xiàn)象。熱穩(wěn)定性是指聚合物在高溫下，分子鏈抗化學(xué)熱穩(wěn)定性是指聚合物在高溫下，分子鏈抗化學(xué)分解能力及耐化學(xué)變化的溫度。熱降解溫度分解能力及耐化學(xué)變化的溫度。熱降解溫度又又稱稱為穩(wěn)定性溫度，略高于分解溫度為穩(wěn)定性溫度，略高于分解溫度 。3、聚合物降解及熱穩(wěn)定性聚合物降解及熱穩(wěn)定性 、形變與應(yīng)力關(guān)系形變與應(yīng)力關(guān)系 ：材料的力學(xué)特性是指材料在外力材料的力學(xué)特性是指材料在外力的作用下，產(chǎn)生變形，流動(dòng)與破壞的性質(zhì)的作用下，產(chǎn)

21、生變形，流動(dòng)與破壞的性質(zhì)。、反應(yīng)材料基本力學(xué)性質(zhì)的量主要有兩類；一類是反應(yīng)材料基本力學(xué)性質(zhì)的量主要有兩類；一類是反應(yīng)材料變形情況的量如模量或柔度，泊桑比；另一反應(yīng)材料變形情況的量如模量或柔度，泊桑比；另一類是反應(yīng)材料破壞過程的量，如比例極限，拉伸強(qiáng)度，類是反應(yīng)材料破壞過程的量，如比例極限，拉伸強(qiáng)度，屈服應(yīng)力，拉伸斷裂等作用屈服應(yīng)力，拉伸斷裂等作用。 、從力學(xué)觀點(diǎn)看，材料破壞是一個(gè)過程而不是一個(gè)從力學(xué)觀點(diǎn)看，材料破壞是一個(gè)過程而不是一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)。、應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系應(yīng)力與時(shí)間的關(guān)系 ：聚合物材料主要特征聚合物材料主要特征之一是之一是應(yīng)應(yīng)力對(duì)其作用時(shí)間的依賴性力對(duì)其作用時(shí)間的依賴性。 、聚合物在較高溫度

22、下力作用時(shí)間較短的應(yīng)力松馳聚合物在較高溫度下力作用時(shí)間較短的應(yīng)力松馳行為和在溫度較低力作用時(shí)間較長(zhǎng)的應(yīng)力松馳行為是行為和在溫度較低力作用時(shí)間較長(zhǎng)的應(yīng)力松馳行為是一致的一致的。三、三、聚合物的力學(xué)特性聚合物的力學(xué)特性三、三、聚合物的力學(xué)特性聚合物的力學(xué)特性、形變與時(shí)間關(guān)系形變與時(shí)間關(guān)系：、聚合物材料在一定溫度下承受恒定載荷時(shí)，將聚合物材料在一定溫度下承受恒定載荷時(shí)，將訊速地發(fā)生變形，然后在緩慢的速率下無限期地變訊速地發(fā)生變形，然后在緩慢的速率下無限期地變形下去形下去、若載荷足夠高時(shí)變形會(huì)繼續(xù)到斷裂為若載荷足夠高時(shí)變形會(huì)繼續(xù)到斷裂為止。止。、聚合物的蠕變性質(zhì)聚合物的蠕變性質(zhì) ：是指：是指在溫度和載

23、荷都是恒在溫度和載荷都是恒定的條件下，變形對(duì)時(shí)間依賴的性質(zhì)定的條件下，變形對(duì)時(shí)間依賴的性質(zhì)。 四四 、聚合物的流變性能聚合物的流變性能 、聚合物的流變性能：聚合物的流變性能：是指是指聚合物材料加熱到熔融聚合物材料加熱到熔融狀態(tài)下狀態(tài)下 ,在機(jī)器某些部位上在機(jī)器某些部位上（如螺桿如螺桿、料筒料筒、噴嘴及模噴嘴及模腔流道中腔流道中）形成流場(chǎng)。在流場(chǎng)中熔體受到應(yīng)力形成流場(chǎng)。在流場(chǎng)中熔體受到應(yīng)力、時(shí)間時(shí)間、溫度的聯(lián)合作用發(fā)生形變或流動(dòng)溫度的聯(lián)合作用發(fā)生形變或流動(dòng)性能。性能。、關(guān)于流變性能關(guān)于流變性能 、剪切速率，剪切應(yīng)力對(duì)粘度的影響剪切速率，剪切應(yīng)力對(duì)粘度的影響(即切力變即切力變稀稀 )。 、剪性聚合

24、物：剪性聚合物：是指是指聚合物聚合物的的剪切粘度對(duì)剪切剪切粘度對(duì)剪切速率的依賴性越強(qiáng)，粘度隨剪切速率的提高而訊速速率的依賴性越強(qiáng)，粘度隨剪切速率的提高而訊速降低降低的的聚合物聚合物。、這種剪切變稀的現(xiàn)象是聚合物固有的特征，這種剪切變稀的現(xiàn)象是聚合物固有的特征，但不同聚合物剪切變稀程度是不同的，這一點(diǎn)對(duì)注但不同聚合物剪切變稀程度是不同的，這一點(diǎn)對(duì)注塑有重要意義塑有重要意義。牛頓在研究低分子流體時(shí)發(fā)現(xiàn)：牛頓在研究低分子流體時(shí)發(fā)現(xiàn)：在流體液層單位表面上所施加的切應(yīng)力在流體液層單位表面上所施加的切應(yīng)力與液層與液層間的速度梯度（即剪切速率間的速度梯度（即剪切速率 ）成正比）成正比 dvddrdt比例常數(shù)

25、，稱比例常數(shù)，稱為為牛頓粘度牛頓粘度上式即為上式即為牛頓流動(dòng)規(guī)律（或牛頓粘性定律牛頓流動(dòng)規(guī)律（或牛頓粘性定律)五、聚合物熔體的粘性五、聚合物熔體的粘性 是與液體本身的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，液體一定時(shí)，是與液體本身的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，液體一定時(shí)，只有改變溫度才能時(shí)使之發(fā)生變化，所以只有改變溫度才能時(shí)使之發(fā)生變化，所以是液體的是液體的固有特性固有特性，可以用來表征，可以用來表征液體在外力作用下抵抗切液體在外力作用下抵抗切變形的能力。變形的能力。 通常，通常，越大，液體的粘稠性越大，故切變形和越大，液體的粘稠性越大，故切變形和流動(dòng)越不容易發(fā)生，一般都需要比較大的切應(yīng)力；流動(dòng)越不容易發(fā)生，一般都需要比較大的切應(yīng)力

26、；如果如果越小，情況就剛好相反。越小，情況就剛好相反。的單位是的單位是Pa.s或者（或者（N.s）/m2。式中，式中，K與與n對(duì)于某一種粘性流體而言均為常數(shù)對(duì)于某一種粘性流體而言均為常數(shù)K稠度，稠度，K值愈高，流體粘度愈大；值愈高，流體粘度愈大；n非牛頓指數(shù)，對(duì)于假塑性流體，非牛頓指數(shù)，對(duì)于假塑性流體，n1，n值離整數(shù)值離整數(shù)1愈遠(yuǎn)，流體的非牛頓性愈強(qiáng)。愈遠(yuǎn)，流體的非牛頓性愈強(qiáng)。在描述假塑性流體的經(jīng)驗(yàn)方程：在描述假塑性流體的經(jīng)驗(yàn)方程：1nnndvdKKKndrdt為了與牛頓型流體公式相比較，可將上式改寫為：為了與牛頓型流體公式相比較，可將上式改寫為：1naK 1naK取取a 則則a非牛頓型流體

27、的非牛頓型流體的表觀粘度表觀粘度，對(duì)于假塑性流體，對(duì)于假塑性流體，表觀粘度隨著剪切速率的提高按指數(shù)規(guī)律降低。表觀粘度隨著剪切速率的提高按指數(shù)規(guī)律降低。粘度粘度是描述塑料熔體流變行為最重要的量度。是描述塑料熔體流變行為最重要的量度。牛頓型流體：牛頓型流體： 不變的常量。不變的常量。非牛頓型流體：非牛頓型流體：1naK15.2 注射過程及塑料熔體在型腔中的流動(dòng)注射過程及塑料熔體在型腔中的流動(dòng)一、注射工藝過程一、注射工藝過程壓壓實(shí)實(shí)顆粒、粉顆粒、粉狀塑料進(jìn)狀塑料進(jìn)入注射機(jī)入注射機(jī)料筒，加料筒，加熱熔融熱熔融保保壓壓充充模模倒倒流流塑塑件件冷冷卻卻二、塑料熔體在型腔中的流動(dòng)二、塑料熔體在型腔中的流動(dòng)

28、熔體在注射過程中會(huì)遭到一系列的流動(dòng)阻力，熔體在注射過程中會(huì)遭到一系列的流動(dòng)阻力，這些阻力一部分來源于機(jī)筒、噴嘴、模具澆注系這些阻力一部分來源于機(jī)筒、噴嘴、模具澆注系統(tǒng)和模腔表壁對(duì)熔體的統(tǒng)和模腔表壁對(duì)熔體的外摩擦外摩擦，另一部分則來源，另一部分則來源于熔體自身內(nèi)部產(chǎn)生的于熔體自身內(nèi)部產(chǎn)生的粘性內(nèi)摩擦粘性內(nèi)摩擦。1）充填相）充填相 是指注射機(jī)將塑化好的熔體注射進(jìn)入模腔的過程。是指注射機(jī)將塑化好的熔體注射進(jìn)入模腔的過程。 為克服流動(dòng)阻力，注射機(jī)必須通過螺桿或柱為克服流動(dòng)阻力，注射機(jī)必須通過螺桿或柱塞向熔體施加很大的塞向熔體施加很大的注射壓力注射壓力。 在壓縮相中，注塑機(jī)螺桿繼續(xù)向前對(duì)模腔內(nèi)的熔在壓縮

29、相中，注塑機(jī)螺桿繼續(xù)向前對(duì)模腔內(nèi)的熔體繼續(xù)進(jìn)行壓實(shí)的過程。體繼續(xù)進(jìn)行壓實(shí)的過程。2）壓縮相）壓縮相 注射機(jī)對(duì)模腔內(nèi)逐漸開始冷卻的熔體因成型收縮而注射機(jī)對(duì)模腔內(nèi)逐漸開始冷卻的熔體因成型收縮而出現(xiàn)的空隙進(jìn)行補(bǔ)料之動(dòng)作。出現(xiàn)的空隙進(jìn)行補(bǔ)料之動(dòng)作。 柱塞或螺桿在保壓過程中繼續(xù)柱塞或螺桿在保壓過程中繼續(xù)向前進(jìn)行一定移動(dòng)向前進(jìn)行一定移動(dòng)，這時(shí)壓力曲線將與時(shí)間坐標(biāo)軸平行。這時(shí)壓力曲線將與時(shí)間坐標(biāo)軸平行。3）補(bǔ)償相）補(bǔ)償相 柱塞或螺桿在補(bǔ)償過程中繼續(xù)柱塞或螺桿在補(bǔ)償過程中繼續(xù)向前進(jìn)行一定移動(dòng)向前進(jìn)行一定移動(dòng)，這時(shí)壓力曲線將與時(shí)間坐標(biāo)軸平行。這時(shí)壓力曲線將與時(shí)間坐標(biāo)軸平行。1、取向機(jī)理取向機(jī)理 ：在加工過程中，

30、在力的作用下，流在加工過程中，在力的作用下，流動(dòng)的大分子鏈段一定會(huì)取向，取向的性質(zhì)和程度根動(dòng)的大分子鏈段一定會(huì)取向，取向的性質(zhì)和程度根據(jù)取向條件有很大的區(qū)別。據(jù)取向條件有很大的區(qū)別。 、按熔體中大分子受力的形式作用的性質(zhì)可按熔體中大分子受力的形式作用的性質(zhì)可分為分為剪切應(yīng)力作用下的剪切應(yīng)力作用下的“流動(dòng)取向流動(dòng)取向”和和受拉伸作用受拉伸作用下的下的“拉伸取向拉伸取向”。 、按取向結(jié)構(gòu)單元的取向方向，可分按取向結(jié)構(gòu)單元的取向方向，可分單軸單軸和和雙軸雙軸或或平面取向平面取向。 、按熔體溫場(chǎng)的穩(wěn)定性可分按熔體溫場(chǎng)的穩(wěn)定性可分等溫等溫和和非等溫非等溫流流動(dòng)取向。也可分動(dòng)取向。也可分結(jié)晶結(jié)晶和和非結(jié)晶

31、非結(jié)晶取向。取向。15.3 注射制品中的取向注射制品中的取向 、 聚合物熔體在模腔中的流動(dòng)是注塑的主要流聚合物熔體在模腔中的流動(dòng)是注塑的主要流動(dòng)過程，熔體在型腔中取向過程，將直接影響制品動(dòng)過程，熔體在型腔中取向過程，將直接影響制品的質(zhì)量。的質(zhì)量。 、充模時(shí)，無定型聚合物熔體是沿型壁流動(dòng)，充模時(shí)，無定型聚合物熔體是沿型壁流動(dòng)，熔體流入型腔首先同模壁接觸熔體流入型腔首先同模壁接觸形形成來不及取向的凍成來不及取向的凍結(jié)層外殼。而新料沿著不斷增長(zhǎng)地凝固層內(nèi)壁向前結(jié)層外殼。而新料沿著不斷增長(zhǎng)地凝固層內(nèi)壁向前流動(dòng)。推動(dòng)波前峰向前移動(dòng)?？拷虒拥姆肿渔?，流動(dòng)。推動(dòng)波前峰向前移動(dòng)。靠近凝固層的分子鏈，一端被

32、固定凝固層上，而另一端被鄰層的分子鏈沿一端被固定凝固層上，而另一端被鄰層的分子鏈沿著流動(dòng)方向而取向。由于靠近凝固層著流動(dòng)方向而取向。由于靠近凝固層阻阻力最大，速力最大，速度最??；而中心外流度最??；而中心外流動(dòng)阻力動(dòng)阻力最小，速度最大，這樣最小，速度最大，這樣在垂直于流動(dòng)方向上形成速度梯度；凝固層處的速在垂直于流動(dòng)方向上形成速度梯度；凝固層處的速度梯度最大，中心處的速度梯度最小，因此度梯度最大，中心處的速度梯度最小，因此靠近凝靠近凝固層的熔體流受剪切作用最強(qiáng)，取向程度最大，而固層的熔體流受剪切作用最強(qiáng)，取向程度最大，而在靠近中心層剪切作用最小，取向也最小，形成小在靠近中心層剪切作用最小，取向也最

33、小，形成小取向?qū)訁^(qū)取向?qū)訁^(qū)。 、非結(jié)晶型聚合物的取向是大分子鏈在、非結(jié)晶型聚合物的取向是大分子鏈在應(yīng)力作用方向應(yīng)力作用方向上的取向，所以在取向方向的力學(xué)性質(zhì)明顯增加，而垂上的取向，所以在取向方向的力學(xué)性質(zhì)明顯增加，而垂直于取向方向的力學(xué)性質(zhì)卻又明顯地降低；在取向方向直于取向方向的力學(xué)性質(zhì)卻又明顯地降低；在取向方向的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率，隨取向度增加而提高。的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率，隨取向度增加而提高。 、雙軸取向的制品其力學(xué)性質(zhì)具有各異性并與兩個(gè)方、雙軸取向的制品其力學(xué)性質(zhì)具有各異性并與兩個(gè)方向拉伸倍數(shù)有關(guān)。雙軸取向改變了單軸取向的力學(xué)性質(zhì)。向拉伸倍數(shù)有關(guān)。雙軸取向改變了單軸取向的力學(xué)性質(zhì)。在通

34、常注塑條件下，注塑制品在流動(dòng)方向上的拉伸強(qiáng)度在通常注塑條件下，注塑制品在流動(dòng)方向上的拉伸強(qiáng)度大約是垂直方向的確良大約是垂直方向的確良1-2.9倍，而沖擊強(qiáng)度為倍，而沖擊強(qiáng)度為1-10倍，倍，說明垂直于流動(dòng)方向上的沖擊強(qiáng)度降低很多。說明垂直于流動(dòng)方向上的沖擊強(qiáng)度降低很多。 、注塑制品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨取向度提高而上升。注塑制品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨取向度提高而上升。2、取向?qū)χ破沸阅艿挠绊?、取向?qū)χ破沸阅艿挠绊?、收縮程度是取向程度的反映：由于在制品中存、收縮程度是取向程度的反映：由于在制品中存在有一定的高彈形在有一定的高彈形態(tài)態(tài)，一定溫度下已取向的分子鏈，一定溫度下已取向的分子鏈段要產(chǎn)生松馳作用：非

35、結(jié)晶型聚合物的分子鏈要重段要產(chǎn)生松馳作用：非結(jié)晶型聚合物的分子鏈要重新蜷曲，結(jié)晶率與取向度成正比。線膨脹系數(shù)隨取新蜷曲，結(jié)晶率與取向度成正比。線膨脹系數(shù)隨取向度變化；向度變化； 、制品收縮反映了取向的程度：由于在垂直于流、制品收縮反映了取向的程度：由于在垂直于流動(dòng)方向線膨脹系數(shù)比取向方向約大動(dòng)方向線膨脹系數(shù)比取向方向約大3倍。取向后的大倍。取向后的大分子被拉長(zhǎng)，分子之間的作用力增加，發(fā)生分子被拉長(zhǎng)，分子之間的作用力增加，發(fā)生“應(yīng)力應(yīng)力硬化硬化”現(xiàn)象，表現(xiàn)了注塑制品模量提高的現(xiàn)象?，F(xiàn)象，表現(xiàn)了注塑制品模量提高的現(xiàn)象?！皟鼋Y(jié)取向凍結(jié)取向”越大，則越容易發(fā)生應(yīng)力松馳，制品越大，則越容易發(fā)生應(yīng)力松馳，

36、制品收縮也越大。收縮也越大。2、取向?qū)χ破沸阅艿挠绊?、取向?qū)χ破沸阅艿挠绊?5.4 注射制品中的殘余應(yīng)力注射制品中的殘余應(yīng)力 因?yàn)橥饨绲闹T多因素，破壞了塑膠材料中因?yàn)橥饨绲闹T多因素，破壞了塑膠材料中分子鏈亂序及松弛的自然形式，使之處于一種分子鏈亂序及松弛的自然形式，使之處于一種非穩(wěn)定狀態(tài)而產(chǎn)生非穩(wěn)定狀態(tài)而產(chǎn)生殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力。 具有殘余應(yīng)力的產(chǎn)品在分子鏈松弛或者重具有殘余應(yīng)力的產(chǎn)品在分子鏈松弛或者重結(jié)晶的過程中，就會(huì)有應(yīng)力的釋放，并因而結(jié)晶的過程中，就會(huì)有應(yīng)力的釋放，并因而導(dǎo)致產(chǎn)品的翹曲變形及尺寸變化等問題，這導(dǎo)致產(chǎn)品的翹曲變形及尺寸變化等問題，這也是產(chǎn)品因環(huán)境應(yīng)力開裂的主要原因。也是產(chǎn)品因環(huán)

37、境應(yīng)力開裂的主要原因。殘余應(yīng)力的分類殘余應(yīng)力的分類 流動(dòng)殘余應(yīng)力（取向應(yīng)力）流動(dòng)殘余應(yīng)力（取向應(yīng)力） 塑料分子鏈在成型過程中由于受到高壓和高剪切力作用塑料分子鏈在成型過程中由于受到高壓和高剪切力作用導(dǎo)致分子鏈發(fā)生劇烈變化，在分子未完全回復(fù)亂序及松弛的導(dǎo)致分子鏈發(fā)生劇烈變化，在分子未完全回復(fù)亂序及松弛的自然狀態(tài)前即遭凍結(jié)，從而導(dǎo)致殘留取向應(yīng)力，尤以材自然狀態(tài)前即遭凍結(jié)，從而導(dǎo)致殘留取向應(yīng)力，尤以材料最為明顯，其它如、等也存在同樣問題。料最為明顯，其它如、等也存在同樣問題。剪切取向應(yīng)力代表塑料加工過程中由于剪切流動(dòng)造成應(yīng)剪切取向應(yīng)力代表塑料加工過程中由于剪切流動(dòng)造成應(yīng)力大小，它受塑料流動(dòng)速率與黏度

38、的影響。在充填結(jié)束瞬間，力大小，它受塑料流動(dòng)速率與黏度的影響。在充填結(jié)束瞬間，由于充填體積變少，流量固定時(shí)射速增加，加上塑料較冷，由于充填體積變少，流量固定時(shí)射速增加，加上塑料較冷，黏度較高，因此最后充填位置的剪切應(yīng)力較高，塑料可能會(huì)黏度較高，因此最后充填位置的剪切應(yīng)力較高，塑料可能會(huì)產(chǎn)生裂解及較高的殘留應(yīng)力產(chǎn)生位置：澆口位置因射速產(chǎn)生裂解及較高的殘留應(yīng)力產(chǎn)生位置：澆口位置因射速快或保壓時(shí)間長(zhǎng)而容易產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力；壁厚急劇變化處快或保壓時(shí)間長(zhǎng)而容易產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力；壁厚急劇變化處（特別是由厚到薄處）會(huì)因壁薄位置剪切力強(qiáng)而產(chǎn)生擠（特別是由厚到薄處）會(huì)因壁薄位置剪切力強(qiáng)而產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力；料流充

39、填不平衡處會(huì)因?yàn)檫^度充填而造成壓取向應(yīng)力；料流充填不平衡處會(huì)因?yàn)檫^度充填而造成局部擠壓而產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力。局部擠壓而產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力。溫度分布溫度分布剪切力剪切力分布分布分子取向分子取向凝固層凝固層剪切應(yīng)力產(chǎn)剪切應(yīng)力產(chǎn)生示意圖生示意圖殘余應(yīng)力的分類殘余應(yīng)力的分類 熱殘余應(yīng)力熱殘余應(yīng)力(收縮應(yīng)力收縮應(yīng)力) 分子鏈在從熔融到冷卻的過程中，因?yàn)楫a(chǎn)品分子鏈在從熔融到冷卻的過程中，因?yàn)楫a(chǎn)品壁厚或者冷卻水路的差別而導(dǎo)致冷卻溫度的不壁厚或者冷卻水路的差別而導(dǎo)致冷卻溫度的不均勻，從而導(dǎo)致不同溫度部位的收縮不同，那均勻，從而導(dǎo)致不同溫度部位的收縮不同，那在收縮率不同部位，界面之間會(huì)因?yàn)槔旒羟性谑湛s率不同部位，

40、界面之間會(huì)因?yàn)槔旒羟卸a(chǎn)生殘留應(yīng)力。而產(chǎn)生殘留應(yīng)力。 產(chǎn)生位置：主要發(fā)生在壁厚不均之產(chǎn)品上。產(chǎn)生位置：主要發(fā)生在壁厚不均之產(chǎn)品上。壁厚變化劇烈的位置，由于熱量散發(fā)不均勻，壁厚變化劇烈的位置，由于熱量散發(fā)不均勻，所以容易產(chǎn)生不同的收縮取向。所以容易產(chǎn)生不同的收縮取向。 冷卻不均冷卻不均 沿厚度方向收縮不均的結(jié)果沿厚度方向收縮不均的結(jié)果 由由于于 模具表面溫度不均模具表面溫度不均 溫度沿厚度方向變化溫度沿厚度方向變化 模具的熱性質(zhì)模具的熱性質(zhì)凝固與收縮凝固與收縮張力張力凝固層自由收縮熔融塑料熱量熱量冷卻初期冷卻后期約束收縮熱量引起殘余應(yīng)力成型后拉伸壓縮收縮應(yīng)力產(chǎn)生示意圖影響應(yīng)力產(chǎn)生的主要因素影響

41、應(yīng)力產(chǎn)生的主要因素產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)： 尖角的存在，容易導(dǎo)致在該位置應(yīng)力集中的情尖角的存在，容易導(dǎo)致在該位置應(yīng)力集中的情況發(fā)生。當(dāng)受到外力沖擊或溶劑誘導(dǎo)作用時(shí)就況發(fā)生。當(dāng)受到外力沖擊或溶劑誘導(dǎo)作用時(shí)就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開裂。會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開裂。 壁厚分布不均勻，也會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力的產(chǎn)生。在壁壁厚分布不均勻，也會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力的產(chǎn)生。在壁厚產(chǎn)生變化的區(qū)域，會(huì)因?yàn)楹穸茸兓a(chǎn)生剪厚產(chǎn)生變化的區(qū)域，會(huì)因?yàn)楹穸茸兓a(chǎn)生剪切速度的變化，從而會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力的發(fā)生。切速度的變化，從而會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力的發(fā)生。 模具結(jié)構(gòu)：模具結(jié)構(gòu)：澆口大小及位置的設(shè)置不合適也會(huì)澆口大小及位置的設(shè)置不合適也會(huì)導(dǎo)致料流填充不平衡，局部位置可能會(huì)過度充導(dǎo)致料流填充

42、不平衡，局部位置可能會(huì)過度充填，產(chǎn)生較大擠壓剪切應(yīng)力，造成類似保壓過填，產(chǎn)生較大擠壓剪切應(yīng)力，造成類似保壓過大所造成的應(yīng)力。大所造成的應(yīng)力。會(huì)發(fā)生過會(huì)發(fā)生過度充填處度充填處成型參數(shù)：成型參數(shù)： 射出速度：提高射出速度，可降低分子鏈取向射出速度：提高射出速度，可降低分子鏈取向程度，有利于降低殘余應(yīng)力。程度，有利于降低殘余應(yīng)力。 射出壓力：射出壓力過大，容易導(dǎo)致局部壓力射出壓力：射出壓力過大，容易導(dǎo)致局部壓力過大而產(chǎn)生應(yīng)力；但是射出壓力太低，則不能過大而產(chǎn)生應(yīng)力；但是射出壓力太低，則不能達(dá)到所設(shè)定的射出速度，還會(huì)因?yàn)榱狭骼鋮s而達(dá)到所設(shè)定的射出速度，還會(huì)因?yàn)榱狭骼鋮s而加大剪切，導(dǎo)致分子鏈取向應(yīng)力增大

43、，同樣會(huì)加大剪切，導(dǎo)致分子鏈取向應(yīng)力增大，同樣會(huì)有較大殘余應(yīng)力。有較大殘余應(yīng)力。 保壓壓力與時(shí)間保壓壓力與時(shí)間：保壓過度和時(shí)間過長(zhǎng)都會(huì)增保壓過度和時(shí)間過長(zhǎng)都會(huì)增大澆口除的分子大澆口除的分子取向而取向而產(chǎn)產(chǎn)生生較較大大殘余應(yīng)殘余應(yīng)力。力。 模具模具溫溫度：模具度：模具溫溫度太低，會(huì)度太低，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)導(dǎo)致應(yīng)力不能及力不能及時(shí)時(shí)釋放釋放而殘留。而殘留。 熔融熔融溫溫度：提高成型度：提高成型溫溫度，會(huì)降低塑度，會(huì)降低塑料料材料的黏材料的黏度而降低分子度而降低分子鏈鏈的取向的取向應(yīng)應(yīng)力，力，從從而降低而降低殘余應(yīng)殘余應(yīng)力。力。 以上成型以上成型條條件在件在應(yīng)應(yīng)力影響方面相互力影響方面相互制約制約，所以成，

44、所以成型時(shí)型時(shí)針對(duì)殘余應(yīng)針對(duì)殘余應(yīng)力需要綜合各方面的情況。力需要綜合各方面的情況。 變形可分成翹曲與扭曲兩種現(xiàn)象。變形可分成翹曲與扭曲兩種現(xiàn)象。 平行邊變形者稱為翹曲（平行邊變形者稱為翹曲（Warpage）。）。 對(duì)角線方向的變形稱為扭曲（對(duì)角線方向的變形稱為扭曲（Torsion）。）。 15.5 塑料熔體的缺陷塑料熔體的缺陷翹曲變形翹曲變形原因原因 厚度不均、冷卻不均。塑料的冷卻速度不一樣，冷厚度不均、冷卻不均。塑料的冷卻速度不一樣，冷卻快的地方收縮小，冷卻慢的地方收縮大，從而發(fā)卻快的地方收縮小，冷卻慢的地方收縮大，從而發(fā)生變形。生變形。 料溫高，收縮大，從而變形大。料溫高，收縮大，從而變形

45、大。 分子排向差異；側(cè)壁的內(nèi)彎曲。分子排向差異；側(cè)壁的內(nèi)彎曲。 制品脫模時(shí)的內(nèi)部應(yīng)力所致的變形，是制品未充分制品脫模時(shí)的內(nèi)部應(yīng)力所致的變形，是制品未充分冷卻固化前從模具頂出所致。冷卻固化前從模具頂出所致。 一般為防止制品變形，可在頂出后，用夾具對(duì)制一般為防止制品變形，可在頂出后，用夾具對(duì)制品定型，矯正變形或防止進(jìn)一步的變形，但制品品定型，矯正變形或防止進(jìn)一步的變形，但制品在使用中若再次碰到高溫時(shí)又會(huì)復(fù)原，對(duì)此點(diǎn)需在使用中若再次碰到高溫時(shí)又會(huì)復(fù)原，對(duì)此點(diǎn)需特別加以注意。特別加以注意。 對(duì)策對(duì)策 原因分析原因分析 塑膠熔體未完全充滿型腔。塑膠熔體未完全充滿型腔。 塑膠材料流動(dòng)性不好。塑膠材料流動(dòng)性

46、不好。 注塑件缺膠、不飽模注塑件缺膠、不飽模 對(duì)策對(duì)策 制品與注塑機(jī)匹配不當(dāng)，制品與注塑機(jī)匹配不當(dāng)， 注塑機(jī)塑化能力或注射量注塑機(jī)塑化能力或注射量不足。不足。 料溫、模溫太低，塑膠在當(dāng)前壓力下流動(dòng)困難，射料溫、模溫太低，塑膠在當(dāng)前壓力下流動(dòng)困難，射膠速度太慢、保壓或保壓壓力過低。膠速度太慢、保壓或保壓壓力過低。 塑料熔化不充分，流動(dòng)性不好，導(dǎo)致注射壓力損失塑料熔化不充分，流動(dòng)性不好，導(dǎo)致注射壓力損失大。大。 增加澆口數(shù)，澆口位置布置要合理、多腔不平衡排增加澆口數(shù)，澆口位置布置要合理、多腔不平衡排布充填。布充填。 流道中冷料井預(yù)留不足或不當(dāng)，冷料頭進(jìn)入型腔而流道中冷料井預(yù)留不足或不當(dāng)，冷料頭進(jìn)入

47、型腔而阻礙塑膠之正常流動(dòng)，增加冷料穴。阻礙塑膠之正常流動(dòng)，增加冷料穴。 噴嘴、流道和澆口太小，流程太長(zhǎng)，塑膠填充阻力噴嘴、流道和澆口太小，流程太長(zhǎng)，塑膠填充阻力過大。過大。 模具排氣不良時(shí)，空氣無法排除。模具排氣不良時(shí)，空氣無法排除。 注塑件缺膠、不飽模注塑件缺膠、不飽模 原因分析原因分析 塑膠熔體流入分模面或鑲件配合面將發(fā)生。塑膠熔體流入分模面或鑲件配合面將發(fā)生。 鎖模力足夠，但在主澆道與分流道會(huì)合處產(chǎn)生鎖模力足夠，但在主澆道與分流道會(huì)合處產(chǎn)生薄膜狀多余膠料。薄膜狀多余膠料。披峰披峰(毛邊毛邊) 對(duì)策對(duì)策 鎖模力不足，射入型腔的高壓塑膠使分模面或鎖模力不足，射入型腔的高壓塑膠使分模面或鑲件配

48、合面產(chǎn)生間隙，塑膠熔體溢進(jìn)此間隙。鑲件配合面產(chǎn)生間隙，塑膠熔體溢進(jìn)此間隙。 模具（固定側(cè)）未充分接觸機(jī)臺(tái)噴嘴，公母模模具（固定側(cè)）未充分接觸機(jī)臺(tái)噴嘴，公母模產(chǎn)生間隙。（沒裝緊）產(chǎn)生間隙。（沒裝緊） 模溫對(duì)曲軸式鎖模系統(tǒng)的影響。模溫對(duì)曲軸式鎖模系統(tǒng)的影響。 提高模板的強(qiáng)度和平行度。提高模板的強(qiáng)度和平行度。 模具導(dǎo)柱套摩損模具導(dǎo)柱套摩損/模具安裝板受損模具安裝板受損/拉桿強(qiáng)度不足拉桿強(qiáng)度不足發(fā)生彎曲，導(dǎo)致分模面偏移。發(fā)生彎曲，導(dǎo)致分模面偏移。 異物附著分模面。排氣槽太深。異物附著分模面。排氣槽太深。 型腔投影面過大型腔投影面過大/塑膠溫度太高塑膠溫度太高/過保壓。過保壓。披峰披峰(毛邊毛邊) 原因

49、分析原因分析 制品表面產(chǎn)生凹陷的現(xiàn)象。制品表面產(chǎn)生凹陷的現(xiàn)象。 由塑料體積收縮產(chǎn)生，常見于局部肉厚區(qū)域，如由塑料體積收縮產(chǎn)生，常見于局部肉厚區(qū)域，如加強(qiáng)筋或柱位與面交接區(qū)域。加強(qiáng)筋或柱位與面交接區(qū)域。 制品局部肉厚處在冷卻過程中由于體積收縮所產(chǎn)制品局部肉厚處在冷卻過程中由于體積收縮所產(chǎn)生的真空泡，叫縮孔（生的真空泡，叫縮孔（Void）。）。 塑膠熔體含有空氣、水分及揮發(fā)性氣體時(shí)，在注塑膠熔體含有空氣、水分及揮發(fā)性氣體時(shí)，在注塑成型過程空氣、水分及揮發(fā)性氣體進(jìn)入制品內(nèi)塑成型過程空氣、水分及揮發(fā)性氣體進(jìn)入制品內(nèi)部而殘留的空洞叫氣泡（部而殘留的空洞叫氣泡（Bubble） 。表面縮水、縮孔表面縮水、縮

50、孔(真空泡真空泡) 對(duì)策對(duì)策 注射壓力、保壓壓力不足、塑膠熔體補(bǔ)縮不足。注射壓力、保壓壓力不足、塑膠熔體補(bǔ)縮不足。 保壓壓力保持時(shí)間不足，塑膠熔體補(bǔ)縮不足，同保壓壓力保持時(shí)間不足，塑膠熔體補(bǔ)縮不足，同時(shí)也容易造成回流（時(shí)也容易造成回流（back flow）。）。 注射速度過慢，塑膠熔體補(bǔ)縮不足。注射速度過慢，塑膠熔體補(bǔ)縮不足。 注射量不足。注射量不足。 料溫、模溫偏高，冷卻慢，塑膠收縮完全而產(chǎn)生料溫、模溫偏高，冷卻慢，塑膠收縮完全而產(chǎn)生收縮下陷。收縮下陷。 流道、澆口尺寸偏小、壓力損失增大，同時(shí)澆口流道、澆口尺寸偏小、壓力損失增大，同時(shí)澆口凝固太早，補(bǔ)縮不良。凝固太早，補(bǔ)縮不良。 局部壁太厚。

51、局部壁太厚。表面縮水、縮孔表面縮水、縮孔(真空泡真空泡) 對(duì)策對(duì)策 增加澆口及流道尺寸，使壓力有效作用于成型品的肉增加澆口及流道尺寸，使壓力有效作用于成型品的肉厚部。必要時(shí)也可調(diào)整膠口位置。厚部。必要時(shí)也可調(diào)整膠口位置。 提高保壓壓力、延長(zhǎng)保壓時(shí)間。提高保壓壓力、延長(zhǎng)保壓時(shí)間。 提高填充速度，在塑膠冷卻固化前可以達(dá)到充分壓縮。提高填充速度，在塑膠冷卻固化前可以達(dá)到充分壓縮。 使壁厚變化圓滑些，并提高此部分的冷卻效率。使壁厚變化圓滑些，并提高此部分的冷卻效率。 膠料預(yù)先充分干燥除去水份。膠料預(yù)先充分干燥除去水份。 料筒溫度設(shè)定不宜偏高，可有效防止塑料分解氣體之料筒溫度設(shè)定不宜偏高，可有效防止塑料

52、分解氣體之產(chǎn)生。產(chǎn)生。 換用小螺桿或機(jī)臺(tái)，防止螺桿產(chǎn)生過剪切。換用小螺桿或機(jī)臺(tái)，防止螺桿產(chǎn)生過剪切。 升高背壓，使氣體能由料筒排出。升高背壓，使氣體能由料筒排出。 適當(dāng)降低填充速度，氣體有充足時(shí)間排出。適當(dāng)降低填充速度，氣體有充足時(shí)間排出。 表面縮水、縮孔表面縮水、縮孔(真空泡真空泡) 原因分析原因分析 制品表面或表面附近，沿塑料流動(dòng)方向呈現(xiàn)制品表面或表面附近，沿塑料流動(dòng)方向呈現(xiàn)的銀白色條紋。的銀白色條紋。 銀絲的產(chǎn)生一般是塑膠中的水分或揮發(fā)物或銀絲的產(chǎn)生一般是塑膠中的水分或揮發(fā)物或附著模具表面的水分等氣化所致，注塑機(jī)螺桿附著模具表面的水分等氣化所致，注塑機(jī)螺桿卷入空氣有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生銀條。卷入空

53、氣有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生銀條。 材料有雜質(zhì)。材料有雜質(zhì)。銀紋銀紋(料花、水花料花、水花) 對(duì)策對(duì)策 塑膠含水分、揮發(fā)物、干燥不足。塑膠含水分、揮發(fā)物、干燥不足。 塑料熔體過熱或滯留料筒太久而分解，產(chǎn)生大量氣塑料熔體過熱或滯留料筒太久而分解，產(chǎn)生大量氣體，排出不完全，在固化時(shí)便產(chǎn)生銀絲。體，排出不完全，在固化時(shí)便產(chǎn)生銀絲。 模具溫度過低，塑料熔體迅速固化導(dǎo)致排氣不完全。模具溫度過低，塑料熔體迅速固化導(dǎo)致排氣不完全。 模具表面附有油或水分或脫模劑，蒸發(fā)而成氣體狀，模具表面附有油或水分或脫模劑，蒸發(fā)而成氣體狀，隨著塑料熔體的冷卻固化而液化。隨著塑料熔體的冷卻固化而液化。 螺桿卷入空氣，料斗下部的冷卻充分，則料

54、斗側(cè)的螺桿卷入空氣，料斗下部的冷卻充分，則料斗側(cè)的溫度低，與料筒有溫度差，膠粒常擦傷螺桿，易帶入溫度低，與料筒有溫度差，膠粒常擦傷螺桿，易帶入空氣?？諝狻ｃy紋銀紋(料花、水花料花、水花)對(duì)策對(duì)策 注射初期排氣不良。初期射出的的塑料熔體迅速注射初期排氣不良。初期射出的的塑料熔體迅速固化，因而氣體排出不完全，發(fā)生銀線。固化，因而氣體排出不完全，發(fā)生銀線。 注射壓力過高、注射速度過快。當(dāng)厚度變化劇烈注射壓力過高、注射速度過快。當(dāng)厚度變化劇烈時(shí)，流動(dòng)中的壓縮塑料熔體急速地減壓而膨脹，時(shí)，流動(dòng)中的壓縮塑料熔體急速地減壓而膨脹，揮發(fā)分解氣體與模穴接觸后液化。揮發(fā)分解氣體與模穴接觸后液化。銀紋銀紋(料花、水花料花、水花) 原因分析原因分析 一般所謂的燒焦（一般所謂的燒焦（Burn Mark）包括制品表面）包括制品表面因塑膠降解導(dǎo)致的變色及制品的填充末端焦黑因塑膠降解導(dǎo)致的變色及制品的填充末端焦黑的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 燒焦是滯留型腔內(nèi)的空氣在塑料熔體填充時(shí)未燒焦是滯留型腔內(nèi)的空氣在塑料熔體填充時(shí)未能迅速排出（困氣），被壓縮而顯著升溫，將能迅速排出（困氣），被壓縮而顯著升溫，