注射压缩成型的国内研究现状
微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展
塑料工业ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳＩＮＤＵＳＴＲＹ第４９卷第２期２０２１年２月微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展∗任亦心１ꎬ刘君峰１ꎬ许忠斌１ꎬ∗∗ꎬ王金莲２ꎬ∗∗∗ꎬ虞伟炳３ꎬ应建华３(１.浙江大学能源工程学院ꎬ浙江杭州３１００２７ꎻ２.杭州科技职业技术学院ꎬ浙江杭州３１１４０２ꎻ３.浙江赛豪实业有限公司ꎬ浙江台州３１８０２０)㊀㊀摘要:微孔发泡注塑技术是实现塑料轻量化设计的重要途径ꎮ在简要回顾微孔塑料发泡注塑成型工艺的基础上ꎬ重点介绍了微孔发泡注塑成型设备的发展动向ꎮ从注气㊁塑化㊁注射㊁模具和辅助系统等五个模块ꎬ分析总结工艺要求及多种国外产业端的先进设备特点和解决方案ꎮ文中重点论述多个成功应用的生产设备创新案例ꎬ并对微孔发泡注塑成型技术和设备的未来发展趋势进行展望ꎮ关键词:微孔泡沫塑料ꎻ注塑成型ꎻ设备ꎻ轻量化设计中图分类号:ＴＱ３２０ ６６＋２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００５－５７７０(２０２１)０２－００１２－０４ｄｏｉ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １００５－５７７０ ２０２１ ０２ ００３开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):ＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＭｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒＦｏａｍＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＲＥＮＹｉ￣ｘｉｎ１ꎬＬＩＵＪｕｎ￣ｆｅｎｇ１ꎬＸＵＺｈｏｎｇ￣ｂｉｎ１ꎬＷＡＮＧＪｉｎ￣ｌｉａｎ２ꎬＹＵＷｅｉ￣ｂｉｎｇ３ꎬＹＩＮＧＪｉａｎ￣ｈｕａ３(１.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１００２７ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＨａｎｇｚｈｏｕＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１１４０２ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＺｈｅｊｉａｎｇＳａｉｈａｏＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＴａｉｚｈｏｕ３１８０２０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｗａｓａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｒｏａｃｈａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｐｌａｓｔｉｃｓ.Ｂａｓｅｄｏｎａｂｒｉｅｆｒｅｖｉｅｗｏｆｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓꎬｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｔｈｅｍｏｌｄｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓｐｌａｓｔｉｃｆｏａｍｉｎｊｅｃｔｉｏｎｗａｓｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ.Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｖａｒｉｏｕｓａｄｖａｎｃｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｆｏｒｅｉｇｎｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｆｒｏｍｆｉｖｅｍｏｄｕｌｅｓꎬｓｕｃｈａｓꎬｇａｓｉｎｊｅｃｔｉｏｎꎬｐｌａｓｔｉｃｉｚｉｎｇꎬｉｎｊｅｃｔｉｏｎꎬｍｏｌｄａｎｄａｕｘｉｌｉａｒｙｓｙｓｔｅｍ.Ｍａｎｙｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌａｐｐｌｉｅｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃａｓｅｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄꎬａｎｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｆｏａｍｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗａｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＭｉｃｒｏＰｏｒｏｕｓＦｏａｍＰｌａｓｔｉｃꎻＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻＥｑｕｉｐｍｅｎｔꎻＬｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔＤｅｓｉｇｎ轻量化设计是未来塑料加工技术的趋势之一ꎮ塑料轻量化不仅有助于节省原料成本ꎬ对于汽车㊁航天航空等产业更意味着产品整体性能和竞争力的提升ꎮ微孔发泡注塑成型是在这个背景下发展起来的新技术ꎮ其最大的优势在于能进一步激发塑料轻量化的潜能ꎮ同时ꎬ该技术还可减少缩痕㊁翘曲变形和内应力区域[１]ꎬ降低锁模力和注塑压力ꎬ实现节能环保ꎮ特殊制备的微孔发泡塑料还可以根据产品需求具备一些功能特性ꎬ例如隔热[２]㊁隔声[３]㊁较低的介电常数等ꎮ近年来ꎬ国内外产业端的需求和环保政策的导向使发泡注塑成型技术成为领域内的研究热点ꎬ也促使该工艺不断发展和完善ꎮ但是微孔发泡注塑成型设备和工艺关键技术大多为国外大型公司如Ｔｒｅｘｅｌ㊁Ａｒｂｕｒｇ㊁Ｅｎｇｅｌ等所垄断ꎬ在一定程度上制约了国内产业的发展ꎮ本文介绍了微孔发泡注塑成型的原理和工艺过程ꎬ结合国内外产业界具体的设备创新案例ꎬ就微孔发泡注塑设备的各个功能模块分别展开综述ꎬ并对今后微孔发泡注塑的发展趋势进行了展望ꎮ１㊀微孔发泡注塑成型工艺过程微孔发泡注射成型的原理是利用快速改变温度㊁压力等工艺参数的方法ꎬ使聚合物－熔体气体均相体系进行微孔发泡而成型制品[４]ꎮ以Ｔｒｅｘｅｌ公司的ＭｕＣｅｌｌ技术为典例ꎬ微孔发泡注塑设备及其过程中对应的两相形态变化如图１所示ꎮ首先ꎬ由高压气瓶提供超临界流体(通常为氮气或二氧化碳ꎬ典型剂量为０ ２％~１ ０％)ꎬ在螺杆回收期间通过喷射器以精确的流率注入混合段机筒内已经熔化的聚合物中ꎻ在螺杆向前输送物料的同时ꎬ特殊设计的螺杆混合段元件把气体切碎㊁搅混ꎬ使其均匀溶解在聚合物熔体中ꎬ形成塑料熔体－气体均相体系ꎮ有些设备还会专门设置扩散室进一步均化ꎮ由于止回阀和封闭式射咀的存在ꎬ均相体系能在高压下保持不发生离析ꎬ这是均匀成核的条件ꎮ随后ꎬ该体系将通过封闭式射咀高速注入已充压缩气体的模腔ꎮ模腔内足够高的压力防止２１∗国家自然科学基金资助项目(５２０７３２４７)ꎬ浙江省教育厅一般科研项目(Ｙ２０１９４１４３０)ꎬ浙江大学项目(校合－２０２０－ＫＹＹ－５３３００５－００４１)∗∗通信作者ｘｕｚｈｏｎｇｂｉｎ＠ｚｊｕ ｅｄｕ ｃｎ㊀㊀∗∗∗通信作者ｗａｎｇｊｉｎｌｉａｎ８３＠１２６ ｃｏｍ作者简介:任亦心ꎬ女ꎬ１９９８年生ꎬ本科ꎬ主要从事高分子成型加工方面的研究ꎮ第４９卷第２期任亦心ꎬ等:微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展气泡在充模阶段生长ꎮ充模完成后ꎬ型腔内压力骤降ꎬ气体在聚合物中形成非常高的过饱和度ꎬ极不稳定ꎮ高能态分子聚合诱发形成泡核ꎮ随着外部压力继续减小ꎬ气泡迅速膨胀ꎬ直至模腔被充满㊁物料凝固ꎮ图１㊀微孔发泡注塑成型设备及工艺对应两相形态简图Ｆｉｇ１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆａｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｅｔａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｗｏ￣ｐｈａｓｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ相对于普通注射成型ꎬ气体的加入导致了系统额外的可变工艺参数ꎬ因此微孔发泡注塑成型过程要复杂得多ꎮ许忠斌等[５]曾系统地分析了影响微孔塑料注射成型过程的重要工艺参数ꎬ包括注射压力㊁注射时间㊁熔体温度等ꎮＫａｓｔｎｅｒ等[６]也曾就改变各个工艺参数进行过最终塑料制品力学性能的测试ꎮ微孔发泡过程工艺参数的复杂性要求设备的设计者必须深入了解原理ꎬ准确控制各部分参数ꎬ最大程度利用微孔发泡的优势而减少其负面影响ꎮ２㊀微孔发泡注塑成型设备典范２ １㊀注气系统注气系统即实现发泡剂注入聚合物体系的设备模块ꎮ不同的设备注气系统所在位置和注气形式各不相同ꎬ但均需要考虑能否精确控制注剂量㊁能否为后续的两相混合预留时间或提供基础ꎮ最后ꎬ注气系统的成本和可拆卸性也越来越成为重要的参考ꎮ注气系统所在位置主要可分为均化段机筒处和喷嘴处ꎮ注气系统接入均化段的机筒的典型案例有Ｔｒｅｘｅｌ公司的ＭｕＣｅｌｌ注塑机ꎮ该系列注塑机将微孔发泡技术最早实现商用ꎮ早期的ＭｕＣｅｌｌ注塑机用泵通过旁路阀控制注入量ꎻ随后先后引入了阻力元件㊁歧管系统㊁伺服电机系统等ꎬ实现精准注气和同步计量ꎮ目前ꎬ最新Ｔ系列注塑机拥有对新用户友好的智能给料控制系统ꎬ仅要求操作员输入装料质量和超临界氮的百分比ꎮ其注气系统会根据螺杆位置信号的反馈自动控制单个或多个位置的注气喷嘴开闭ꎬ根据实际熔胶时间和压力降情况调节打气时间和流速ꎬ实现注气环节智能化ꎮ然而该技术对已有注塑机的机筒㊁螺杆改造程度大ꎬ对起始投入资金要求高ꎮ针对此ꎬＴｒｅｘｅｌ公司在２０１９年塑料技术大会上发布了可代替端盖ꎬ用螺栓加装在标准化的螺杆/机筒上的新型螺杆尖端加料模块ꎬ如图２ｂ所示ꎮ该技术使得新机不需要特殊的定制螺杆㊁机筒和止回环ꎬ能够方便地切换回传统注塑ꎬ灵活适应生产ꎮａ－传统ＭｕＣｅｌｌ定制螺杆ｂ－ＭｕＣｅｌｌ新型螺杆尖端加料模块ｃ－Ｏｐｔｉｆｏａｍ技术鱼雷体状注气喷嘴ｄ－ＰｒｏＦｏａｍ技术及其颗粒锁ｅ－ＩＱＦｏａｍ颗粒－ＳＣＦ气体注气方式图２㊀微孔发泡注塑成型技术案例示意图Ｆｉｇ２㊀Ｃａｓｅｄｉａｇｒａｍｓｏｆｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ注气位置同样在均化段的还有意大利ＮｅｇｒｉＢｏｓｓｉ公司在２０１７年法国国际塑料行业解决方案展览会上推出的泡沫微孔成型方案(ＦＭＣ)ꎮ与ＭｕＣｅｌｌ不同ꎬＦＭＣ将气体从螺杆尾部引入螺杆内部的通道中ꎬ并通过螺杆均化段上的一系列 喷针 注入熔体聚合物ꎮ该方法无需对机筒进行更换ꎮ另一个常见的注气位置在喷嘴处ꎬ经典的工业案例有３１塑㊀料㊀工㊀业２０２１年㊀㊀Ｓｕｌｚｅｒ化学技术公司和德国亚琛大学塑料加工研究所(ＩＫＶ)的Ｏｐｔｉｆｏａｍ以及Ｄｅｍａｇ公司的Ｅｒｇｏｚｅｌｌ技术ꎮ如图２ｃＯｐｔｉ￣ｆｏａｍ[７]在注气时设计了一种鱼雷体状有环形间隙结构的喷嘴ꎮ该环形间隙由可通过气体的特殊烧结的金属制成ꎬ可将ＳＣＦ由此注入聚合物流道ꎬ既使注入时气体与熔体之间的接触表面最大化ꎬ又可防止聚合物渗出流道ꎮ使用这个注气系统ꎬ只需更新传统注塑机的喷嘴即可ꎮ但相较于均化段注塑ꎬ该方法建议的注射速度更小ꎮ在注气形式上ꎬ除了上述的注入超临界流体外ꎬ一些公司和研究所还开发了不需使用超临界流体的微孔发泡技术来避免造价高昂的超临界流体控制系统ꎮ例如塑胶颗粒－气体的混合注气方式ꎮ如图２ｄꎬＡｒｂｕｒｇ和ＩＫＶ开发的ＰｒｏＦｏａｍ技术[８－９]可以将自创的颗粒密封锁安装在任何常规注塑机的料斗和进料口之间ꎮ颗粒锁内的密封舱将颗粒聚合物从环境压力转移到发泡剂压力ꎬ在恒压储存仓中用气体浸渍ꎮ颗粒锁有专门的控制器ꎬ全过程仅新增一个发泡剂的压力参数ꎮ从整体上ꎬ该技术除了加入防气体流失的螺杆尾部额外密封外ꎬ无需干预原增塑单元ꎮ大众汽车公司构思并申请专利㊁预计近几年投产的ＩＱＦｏａｍ[１０]采用类似的方式ꎬ如图２ｅꎬ通过调节阀门以及两个致动器ꎬ在中低压下将气体与颗粒一起引入塑化系统ꎮＰｒｏＴｅｃｈ公司在２０１８年国际塑料加工贸易展览会上首次展示的ＳｏｍｏｓＰｅｒｆｏａｍｅｒ制造解决方案也采取将粒料经过浸渍送入一台或多台注塑机内的类似做法ꎮ塑胶颗粒 气体的注气方式体现了工业生产中模块化思想ꎬ通过可拆卸的组件进行扩展ꎬ从而灵活适应生产需求ꎮ但是在如何加快这种形式的气固吸收㊁缩短间歇注入的周期的问题上还有研究的空间ꎮ目前研究领域也提出了诸多代替超临界流体实现发泡的想法ꎮＹｕｓａ等[１１]开发的微孔发泡技术将物理发泡剂通过喷射阀和特殊螺杆运动的配合直接从气瓶中注入到熔融聚合物中ꎮ该装置形态与ＭｕＣｅｌｌ装置类似ꎬ新增一个排气循环系统ꎬ在聚合物饱和时将气体回收ꎬ不饱和时再次注入气体ꎮ在此基础上ꎬＷａｎｇ等[１２]实现了用空气作为发泡剂进行微孔塑料的制备ꎬ并验证得到相比于氮气和二氧化碳发泡剂更细腻均匀的微孔结构ꎬ具有较好的商业前景ꎮ２ ２㊀塑化系统塑化系统是微孔发泡注塑机的核心组成部分ꎬ它是实现聚合物机械塑化㊁加热塑化和两相混合的场所ꎮ对于注气位置靠前的设备ꎬ往往会从优化螺杆的角度促进两相混合ꎮ专为微孔发泡而开发的螺杆主要需考虑:提高塑化能力和分散混合能力㊁降低熔体温度不均匀性㊁防止发泡熔体中气体溢出逆流等ꎮ例如ꎬＴｒｅｘｅｌ为ＭｕＣｅｌｌ技术定制的螺杆具有长径比大的特点ꎬ塑化段后设置提高聚合物/气体混合效果的混炼元件ꎮ螺杆上的后止回阀和前止回阀使得混合段保持高压ꎬ防止混合物向进料区和喷嘴膨胀ꎮ对于注气位置偏后的设备ꎬ通过螺杆机械混合时间极短的工艺ꎬ例如Ｅｒｇｏｃｅｌｌ和Ｏｐｔｉｆｏａｍ[１３]ꎬ塑化系统会在螺杆到喷嘴之间专门设置混合室㊁扩散室等来强化气体在聚合物中的扩散和均化ꎮ其中ꎬＯｐｔｉｆｏａｍ采取了高压静态混合室ꎬ使得两相混合更充分ꎮＥｒｇｏｃｅｌｌ则采用动态混合室ꎬ由电机驱动旋转ꎬ连接气体计量模块ꎬ加在标准化的塑化装置前端ꎬ该设计使得注入气体的混合速度独立于螺杆转速ꎬ让塑化过程和两相混合过程分别控制在最优参数下ꎮ２ ３㊀注射装置在微孔发泡技术的注射环节ꎬ压降速率的增加会使得熔体成核速率提高ꎬ泡核均含气量减少ꎮ因此注射时的压降速率是得到均匀尺寸及分布的微孔的关键加工参数ꎮ提高压降速率的方式有提高注射速度㊁缩小喷嘴尺寸和延长喷嘴通道等ꎮ例如ꎬＭｕＣｅｌｌ注塑机喷嘴大小相较等效实心注塑缩小了九成ꎻ微孔发泡注塑机的塑化系统和注塑系统的动力装置也通常是分离的ꎬ分别提供较高的分散混合能力和注射速率ꎮ由于熔体黏度降低ꎬ微孔发泡注射装置的注射压力相比于传统注塑可降低４０％~５０％ꎮ注射喷嘴通常选择封闭式喷嘴以防止气体泄漏和提前发泡ꎮ２ ４㊀模具装置模具系统是塑料发泡成型的场所ꎬ同时具有了监控和调整塑料发泡过程的功能ꎮ为防止充模时期的预发泡ꎬ用于微孔发泡注塑的模具中通常会注入压缩气体ꎮ当塑料熔体被高速注入模腔时ꎬ该部分气体产生反压阻碍压降ꎮ因此微孔发泡的模具系统需具备高效排气进气系统ꎬ以便产生均匀的充模流场ꎮ由于注射速度高ꎬ连接流道和型腔的浇口截面积相对较大ꎮ对于传统注塑过程ꎬ模腔压力已被广泛应用作为监控成型过程的参量ꎮ但微孔发泡注塑中ꎬ在充模即将结束时压力就已经比较低的情况下ꎬ发泡过程的模腔压力很可能无法单独作为有用的反馈量ꎮ针对此ꎬＢｅｒｒｙ等[１３]的研究提出可以通过快速响应热电偶和传统的压力传感器的结合来监控㊁预测微孔发泡成型的效果ꎮ另一方面ꎬ由于聚合物发泡会自主膨胀压实型模腔ꎬ几乎不需要保压的过程ꎬ微孔发泡技术有着更节能省时的优点ꎮ２ ５㊀液压系统液压系统起到支持以上系统实现低注射压力㊁高注射速率的作用ꎬ并且能在螺杆停止转动和注射开始前维持机筒内压力ꎬ固定螺杆和防止预发泡ꎮ液压系统与注塑设备是相对独立的体系ꎬ在这里不做具体展开ꎮ２ ６㊀辅助系统通过微孔发泡注塑制作的产品在表面性能和力学性能可能有缺陷ꎮ针对这个问题ꎬ常采用共注射模塑㊁快速热循环㊁绝缘涂层法㊁气体对压和芯背膨胀法等[１４－１８]加以改善ꎬ注塑机中会相应增加辅助系统ꎮ共注射模塑是传统的改善产品表面的方式ꎬ在微孔发泡中也有运用ꎮ实心－微孔材料共注射成型设备能够解决产品表面缺陷的问题ꎮ它增设了固体表层塑料的注射筒ꎮ在加工时ꎬ先注射实心塑料作为表皮ꎬ然后注射发泡塑料作为制品芯部ꎬ最后以实心材料封口[１４]ꎻ循环加热法能提高模具和聚合物熔体之间的界面温度以保证表面的质量ꎬ同时避免长时间升温４１第４９卷第２期任亦心ꎬ等:微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展影响成核发泡ꎬ减少能耗浪费ꎮＣｈｅｎ等[１５]采用电磁感应加热与水冷相结合的方法ꎬ实现了快速的㊁仅限于模具表面的温度控制ꎬ可消除涡流痕迹ꎮ薄膜绝缘涂层法[１６]则是通过在模具的内表面添加不同厚度的聚四氟乙烯隔热薄膜ꎬ将界面温度保持在熔融温度以上ꎻ气体对压法即将模腔内气压升高ꎬ使得聚合物在填充过程中被限制发泡ꎮ一旦模腔被完全填充ꎬ表面层冷却ꎬ再减压发泡[１７]ꎮ该方法还能用来控制核的生长ꎮＭｕＣｅｌｌ的经典设备中应用了气体对压法ꎻ芯背膨胀法[１８]在对压法的基础上发展ꎬ以高注射速度将聚合物注入腔体厚度可变的精密机械ꎬ形成固体外层 皮肤 后ꎬ模具扩张厚度ꎬ压力突然下降诱导零件内部产生泡孔ꎬ逐渐达到更低的密度ꎮ该工艺能使制品减少表面漩涡痕迹ꎬ表层变薄ꎬ制品密度更低ꎮ此外ꎬ由于总厚度的增加ꎬ也改善了包括抗弯刚度在内的部分力学性能ꎮ３㊀展望微孔发泡注塑成型技术和设备在未来会呈现如下发展趋势:１)设备复杂性降低ꎮ许多大型注塑设备企业开始涉足这一市场ꎬ他们迫切需要解决的是如何将微孔发泡技术与客户已有的普通注塑机进行适配ꎬ实现低成本的更新改造ꎮ设备研发整体朝着降低发泡设备复杂性的方向发展ꎮ２)智能化提升ꎮ随着仿真软件和人工智能技术的发展ꎬ更加智能㊁操作友好的控制系统会集成到微孔发泡注塑机中ꎮ能进行状态监测㊁仿真计算㊁智能控制及可视化呈现的辅助模块在未来也适合应用于更为复杂的微孔发泡注塑过程ꎬ在气泡形态稳定性的控制㊁表面缺陷处理上有所突破ꎮ３)关注环保领域ꎮ作为一种绿色塑料加工技术ꎬ微孔发泡还可能进一步与塑料循环利用相结合ꎮ例如对废弃塑料制品粉碎㊁再造粒和再发泡ꎻ或采用三明治结构将回收的废弃塑料发泡作为内芯等ꎮ４)关注功能材料领域ꎮ对于微孔发泡塑料功能的深入研究会让微孔发泡技术潜在的应用场景进一步拓宽ꎬ特别是在对声学㊁热学㊁减震等有要求的特殊场景中ꎮ目前ꎬ几乎所有领先的微孔发泡注塑设备厂商都是国外的企业ꎮ国内微孔发泡领域主要集中在对原料工艺方面的研究ꎬ在设备和产业化方面还处于起步阶段ꎮ为实现国内微孔发泡塑料技术革新ꎬ还需通过产学研结合ꎬ不断优化过程设备ꎬ早日实现我国塑料产业的高端化㊁智能化升级ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]ＫＲＡＭＳＣＨＵＳＴＥＲＡꎬＣＡＶＩＴＴＲꎬＥＲＭＥＲＤꎬｅｔａｌ.Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆｓｈｒｉｎｋａｇｅａｎｄｗａｒｐａｇｅｂｅｈａｖｉｏｒｆｏｒｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒａｎｄｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ[Ｊ].Ｐｏｌ￣ｙｍｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ２００５ꎬ４５(１０):１４０８－１４１８.[２]ＺＨＡＯＪＣꎬＺＨＡＯＱＬꎬＷＡＮＧＬꎬｅｔａｌ.ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｔｈｅｒｍａｌｉｎｓｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈＢＰＰｆｏａｍｓｕｓｉｎｇｍｏｌｄ￣ｏｐｅｎｉｎｇｆｏａｍｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｗｉｔｈｉｎ￣ｓｉｔｕｆｉｂｒｉｌｌａｔｅｄＰＴＦＥｆｉｂｅｒｓ[Ｊ].ＥｕｒｏｐｅａｎＰｏｌｙｍｅｒＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１８ꎬ９８:１－１０.[３]ＮＥＹＣＩＹＡＮＩＢꎬＫＡＺＥＭＩＮＡＪＡＦＩＳꎬＧＨＡＳＥＭＩＩ.Ｉｎ￣ｆｌｕｅｎｃｅｏｆｆｏａｍｉｎｇａｎｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓｏｎｓｏｕｎｄｔｒａｎｓｍｉｓ￣ｓｉｏｎｌｏｓｓｏｆｗｏｏｄｆｉｂｅｒ￣ｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１７ꎬ１３４(２９):４５０９６.[４]李从威ꎬ周南桥ꎬ王全新.微孔发泡注射成型设备及技术研究进展[Ｊ].工程塑料应用ꎬ２００８ꎬ３６(１０):７６－８０.ＬＩＣＷꎬＺＨＯＵＮＱꎬＷＡＮＧＱＸ.Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｉ￣ｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２００８ꎬ３６(１０):７６－８０. 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[１２]ＷＡＮＧＬꎬＨＩＫＩＭＡＹꎬＯＨＳＨＩＭＡＭꎬｅｔａｌ.Ｄｅｖｅｌｏｐ￣ｍｅｎｔｏｆａｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｆｏａｍｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｖｏｉｄｆｒａｃｔｉｏｎｐｏｌｙ￣(下转第６７页)５１第４９卷第２期倪金平ꎬ等:阻燃玻璃纤维增强ＰＡ６的紫外光稳定性ＰｌａｓｔｉｃｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０１９ꎬ４７(１１):１４９－１５５. 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[１５]ＣＨＥＮＳＣꎬＬＩＮＹＷꎬＣＨＩＥＮＲＤꎬｅｔａｌ.Ｖａｒｉａｂｌｅｍｏｌｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｅｄｐａｒｔｓｕｓｉｎｇｉｎｄｕｃｔｉｏｎｈｅａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＰｏｌｙｍｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ:ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＰｏｌｙｍｅｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬ２００８ꎬ２７(４):２２４－２３２.[１６]ＬＥＥＪꎬＴＵＲＮＧＬＳ.Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｍｉｃｒｏ￣ｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｅｄｐａｒｔｓｔｈｒｏｕｇｈｍｏｌｄｓｕｒｆａｃｅｔｅｍ￣ｐｅｒａｔｕｒｅｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｉｎｆｉｌｍｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｐｏｌｙ￣ｍｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ２０１０ꎬ５０(７):１２８１－１２８９. [１７]ＣＨＥＮＳＣꎬＨＳＵＰＳꎬＬＩＮＹＷ.Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｇａｓｃｏｕｎｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｍｉｃｒｏｃｅｌｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｅｄｐａｒｔｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＰｏｌｙｍｅｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎬ２０１１ꎬ２６(３):２７５－２８２.[１８]ＷＡＮＧＧＬꎬＺＨＡＯＪＣꎬＷＡＮＧＧＺꎬｅｔａｌ.Ｓｔｒｏｎｇａｎｄｓｕｐｅｒｔｈｅｒｍａｌｌｙｉｎｓｕｌａｔｉｎｇｉｎ￣ｓｉｔｕｎａｎｏｆｉｂｒｉｌｌａｒＰＬＡ/ＰＥＴｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｏａｍｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｈｉｇｈ￣ｐｒｅｓｓｕｒｅｍｉｃｒｏｃｅｌ￣ｌｕｌａｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌꎬ２０２０ꎬ３９０:１２４５２０.(本文于２０２０－１１－０９收到)㊀(上接第２３页)ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｆｏｒＡｕ(ＩＩＩ)ｆｏｒｃａｔａｌｙｔｉｃａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｐｏｌ￣ｙｍｅｒꎬ２０１４ꎬ５５(２０):５２１１－５２１７.[１６]吴蒙华ꎬ李智ꎬ夏法锋ꎬ等.纳米Ｎｉ￣Ａｌ２Ｏ３复合层的超声－电沉积制备[Ｊ].功能材料ꎬ２００４ꎬ３５(６):７７６－７７８.ＷＵＭＨꎬＬＩＺꎬＸＩＡＦＦꎬｅｔａｌ.ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｎａｎｏＮｉ￣Ａｌ２Ｏ３ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌａｙｅｒｂｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ￣ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅ￣ｒｉａｌｓꎬ２００４ꎬ３５(６):７７６－７７８.[１７]ＳＨＡＮＭＵＧＡＭＳꎬＳＡＮＥＴＵＮＴＩＫＵＬＪꎬＭＯＭＭＡＴꎬｅｔａｌ.ＥｎｈａｎｃｅｄｏｘｙｇｅｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆＰｔｓｕｐｐｏｒｔｅｄｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎ￣ｄｏｐｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ[Ｊ].ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａꎬ２０１４ꎬ１３７:４１－４８.[１８]ＥＲＥꎬÇＥＬＩＫＫＡＮＨ.Ａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗａｙｔｏｒｅｄｕｃｅｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅｂｙｗａｔｅｒｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄ[Ｊ].ＲＳＣＡｄｖａｎｃｅｓꎬ２０１４ꎬ４(５５):２９１７３－２９１７９.[１９]ＭＩＴＲＡＭꎬＭＡＨＡＰＡＴＲＡＭꎬＤＵＴＴＡＡꎬｅｔａｌ.Ｃａｒ￣ｂｏｈｙｄｒａｔｅａｎｄｃｏｌｌａｇｅｎ￣ｂａｓｅｄｄｏｕｂｌｙ￣ｇｒａｆｔｅｄｉｎｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒｈｙｄｒｏｇｅｌｖｉａＮ￣ＨａｃｔｉｖａｔｅｄｉｎｓｉｔｕａｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｍｏｎｏｍｅｒｆｏｒｓｕｐｅｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＰｂ(ＩＩ)ꎬＨｇ(ＩＩ)ꎬｄｙｅｓꎬｖｉｔａｍｉｎ￣Ｃꎬａｎｄｐ￣ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１９ꎬ３６９:７４６－７６２. [２０]ＫＯＮＧＡＳＳＥＲＩＡꎬＳＯＭＰＡＬＬＩＮꎬＭＯＤＡＫＶꎬｅｔａｌ.Ｓｏｌｉｄ￣ｓｔａｔｅｉｏｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｕｓｉｎｇ２Ｄｈｅｘａｇｏｎａｌｍｅ￣ｓｏｐｈａｓｅｓｉｌｉｃａｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃｐｌａｔｆｏｒｍ:Ａｓｍａｒｔｔｗｏ￣ｉｎ￣ｏｎｅａｐ￣ｐｒｏａｃｈｆｏｒｒａｐｉｄａｎｄｓｅｌｅｃｔｉｖｅｓｅｎｓｉｎｇｏｆＣｄａｎｄＨｇｉｏｎｓ[Ｊ].ＭｉｃｒｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａꎬ２０２０ꎬ１８７(７):１－１３. [２１]ＭＡＤＨＥＳＡＮＴꎬＭＯＨＡＮＡＪＡ.Ｐｏｒｏｕｓｓｉｌｉｃａａｎｄｐｏｌｙｍｅｒｍｏｎｏｌｉｔｈａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓａｓｓｏｌｉｄ￣ｓｔａｔｅｏｐｔｉｃａｌｃｈｅｍｏｓｅｎｓｏｒｓｆｏｒＨｇｉｏｎｓ[Ｊ].ＡｎａｌｔｉｃａｌａｎｄＢｉｏａｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２０２０ꎬ４１２:７３５７－７３７０.(本文于２０２０－１０－１９收到)７６。
塑料注射成型新工艺
工程 塑料应用
２０ 年 ． ３ ０ ２ 第 ０卷 ． ２ 第 期
塑料 注 射成 型 新 工艺
陈静 波 申长雨 李 倩 刘春 太
（ 州大学 檬塑模具 国家工 程研究 中心 ４００ ） 邶 ５０２
摘要
简要介绍 了气体（ 辅助注射 、 水） 模具滑动 注射 、 熔苗 注射 、 受控低压 注射 、 注射 一 压缩 、 剪切控制取 向注舒 、
第二阶段为气体注＾ 。该 阶段把 高压惰性气 体注＾熔 体芯部 ， 焙体前沿在气体压 力的驱动 下继续 向前 流动 ， 至 直
充满整个型腔。气辅注塑时熔体流动距离明显缩短 ， 熔体 注 塑压力可 以太为降低。气体 可通 过注气元 件从 主流道或直 接 由型腔进＾制件 。因气体具 有始终选 择阻力最小 （ 高温 、 低粘 ） 的方向穿透的特性 ， 所以需要 在模具 内专 门设计气体
１ 气体 （ 辅助注射成型 “ 水）
（） ２ 大型平板制 件
如汽车 仪表板 、 内饰件 格栅 、 崩 商
机器的外罩及抛物线 形卫星天线 等。通过在制 件内设置 内 置式气道 ， 以显著提 高制品 的刚 度和表面 质量， 可 减小翘 曲 变形和表面凹陷 ， 大幅度 降低锁模力 ， 现用鞍小 的设 备成 实
空心制件 。例如 ， 对于直径为 １ ｍ 的制 件， ０ｍ 生产周期 可从 ６ 减至 １ （ ０ｓ ０ｓ 壁厚 ｌ ～１５ｍｍ） 而直径 为 ３ ｍ的制件 ； ０ｍ 生产周期则可 由 １０ｓ 到 ４ （ ８ 减 ｏ ｓ 壁厚 ２ ５～ ． ｍ） Ｋ ３ ０ ｍ 。Ｉ Ｖ
减至 ８个 ， 可大幅度缩短装配时 间。
气体辅助注射成型是 自往复式螺杆注塑机问世以来 ， 注 射成型技术最重要的发展 之一 它通过高 压气体在 注塑制
O形橡胶密封圈注射成型工艺研究
常选用 ４ 号 优质碳素钢 ， ５ 调质处理 ； 模腔表 面镀硬铬 ， 铬前模 镀 腔表面粗糙度应在 ０８ ．以上 ， 镀铬后抛光等 。注射模 具最关键的 是流道 、 进胶 口和排气槽的设计 和加工 。 注射 模具 流道应设计 尽量短而粗 ， 断面为半 圆形以促进 流 动， 宽度要逐渐减 小 ， 以便压降减小 。流道 的粗糙度 要与型腔一
从 图３ 可看 出， 同硫化条件下 ， 不 橡胶的拉伸强度变化不大 ，
当硫 化温度 为 １０℃ ， 化时 间不低于 ８ｍｎ时 ， 胶 的分 子链 ７ 硫 ｉ 橡
交 联 比较 完 全 ， 伸 强度 相 对 较 大 。 拉
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冷却 收缩后该 部位形成 一个 凹陷 ， 响密封圈 的密 封性能 。经 影 过设 计改 进 ， 封圈排 气槽 与溢料槽 相连 ， 密 而不 与型腔 直接相
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连， 保证 了型腔的完整性 ， 避免了密封圈硫痕 等缺 陷的发生 。
六、 结论
通过不 同硫化参 数 的试验 对 比， 生产 出满足使用性 能要求 的 ０形橡 胶密 封 圈 ， 尺寸规格 从直径 ｑ３ ｍＮ￣５４３ｍｍ， ｂ ０ｍ ５． 线 径从 ｄ３１ ｍＮ￣ｌ ｉ， Ｐ ．ｍ Ｏｍｌ 模具型 腔数从单 腔到 ３ 腔 ， 现 了多 ｌ ６ 实
此， 胶料 的注射时间不能大于焦烧时间。
ｔ 拉断伸长率 标 准值
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五 、 橡 胶 密 封 圈注 射 模 具 的 设 计 ０形
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０形橡 胶密封 圈 的注射模具 设计在 材质 、 加工 工艺等方 面 无特殊要 求 ， 合设备 自动移 出 、 配 开模 、 按橡压模设 计 即可。通
电器用塑件注射模的说明书
第一章绪论1.1 我国塑料模具的发展现状模具工业是国民经济的基础工业，受到国家和企业界的高度重视，发达国家就有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说。
当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认可。
我国模具行业近年来发展很快，据不完全统计，目前模具生产厂点共有2万多家，从业人员约50万人，全年模具产值约360亿元，总量供不应求，出口约2亿美元。
进口约l0亿美元。
当前，我国模具行业的发展具有如下特征：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平；塑料模和压铸模成比例增长；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。
从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区。
南方的发展快于北方。
目前发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江，其模具产值约占全国总产值的60％以上。
我国模具总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际水平。
（1）成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。
气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29～34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。
如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。
热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。
但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50～80%相比，差距较大。
（2）产品结构方面，我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展。
甘蔗渣利用现状及致密成型研究发展
甘蔗渣利用现状及致密成型研究发展符瑞华;高俊永;梁磊;曾建;谢晋谋;谢武装【摘要】甘蔗渣是甘蔗制糖的主要副产品,是一种可持续性的生物质资源.据测算,我国制糖企业每年剩余600～ 650万t甘蔗渣未能得到有效的合理利用,如何综合利用甘蔗渣替代薪材来发展绿色循环经济成为当前迫切研究的课题.本文拟提出一种基于甘蔗渣的生物质固化成型技术工艺,经致密成型后其密度、耐久性、燃烧特性都有质的改善,大大提高甘蔗渣的品位,而且方便运输、储存和使用,扩大了甘蔗渣在生物质能方面的新用途.【期刊名称】《甘蔗糖业》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】5页(P47-51)【关键词】甘蔗渣;生物质能源;致密成型【作者】符瑞华;高俊永;梁磊;曾建;谢晋谋;谢武装【作者单位】广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316;广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316;广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316;广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316;广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316;广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室,广东广州510316【正文语种】中文【中图分类】TS249.20 导言甘蔗是一种高光效的植物，是一种含有丰富糖分和纤維分的可持续性生物质资源，甘蔗渣是甘蔗制糖的主要副产品。
我国自上世纪80年代初开展制糖生产的节能工作以来，通过合理优化热能利用方案，余热利用等多种措施，我国制糖生产的平均煤耗对蔗比已从当初的8%左右下降到目前的5%以下。
甘蔗渣除满足制糖生产的能源需要以外，还有大量剩余，按目前我国年产蔗糖1100万t测算，全国制糖企业每年可剩余甘蔗渣600～650万t。
因此，甘蔗渣的综合利用是甘蔗制糖企业发展循环经济、提高经济效益、实现糖业可持续发展的重要环节。
AEM加工及性能改进研究进展
AEM加工及性能改进研究进展杨英;潘宏丽【摘要】AEM是乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物,广泛应用于汽车工业.综述了近5年AEM系列的研究进展,重点介绍AEM系列胶料的耐热性、耐油性及注射成型加工性能的升级改性情况.【期刊名称】《世界橡胶工业》【年(卷),期】2015(042)011【总页数】8页(P45-52)【关键词】乙烯丙烯酸甲酯橡胶(AEM);耐热性;耐油性;物理性能;注射成型;汽车软管;密封垫圈【作者】杨英;潘宏丽【作者单位】中国石油兰州化工研究中心《石化技术与应用》编辑部,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心《石化技术与应用》编辑部,甘肃兰州730060【正文语种】中文【中图分类】TQ333.97乙烯丙烯酸甲酯橡胶（AEM）投放市场已有约40 a。
它是乙烯和丙烯酸甲酯的共聚物，含有烯类单体可用二胺硫化。
最基础的AEM胶料可满足特定的性能或加工需求。
由于这些胶料制成的零部件被广泛应用于汽车工业，使得AEM用量稳步增长。
文献中有一些关于AEM胶料的总体认识：（1）可制成涡轮增压器和变速器油冷却器（TOC）软管，其挤压性能好，应关注焦烧情况；（2）可制成自动变速器及发动机的密封圈，应关注模具污染，由于其低硬度较难加工；（3）与促进剂DOTG相匹配的问题。
本文综述了近5年来AEM系列聚合物的研究进展，重点介绍了AEM胶料的性能升级情况。
多年来汽车市场的诸多变化促进了AEM的增长，但有些设计上的变化却限制或潜在限制了AEM的应用。
这些变化包括：（1）发动机温度过高；（2）保修时间更长、保修里程更高；（3）汽车液体的变化：发动机油和自动变速箱油的升级，涡轮增压系统中的通风控制系统（PCV）和废气循环优化，以及重新设计的PCV系统导致更高的燃料和酸凝液的浓度；（4）政府允许的汽车排放水平的改变；（5）从压缩、传递模塑法至注射成型的变化；（6）对AEM胶料的要求更加严格。
由于部分氯化弹性体无法满足TOC软管的高温及更长保修时间的要求，使得AEM胶料能取代一部分氯化弹性体。
基于Moldflow的注射成型与注压成型对比研究_庄俭
图 1 制品填充模型 Fig 1 Product populate model
1. 3 参数设置 制品的 Moldflow 仿真是对注射成型和注压成型方
法的最佳工艺的对比仿真，设置制品成型的参数。通 过正 交 实 验， 分 别 对 注 射 成 型 和 注 压 成 型 进 行 Moldflow 模拟仿真，选取注射成型和注压成型仿真时 的最佳工艺条件进行仿真。注射成型的最佳参数设置 如表 2 所示，注压成型的最佳参数设置如表 3 所示。
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压缩成型
碳化成型工艺可分为碳粉制备、粘结剂混合、挤压成型和成品 干燥4个步骤。 碳化成型工艺流程 热解碳化炉 原料 挥 发 份 搅拌混合 加热炉 热烟气 挤压成型 干燥室 成品碳
可燃气
影响生物质压缩成型的主要因素
1.原料的种类
不同原料的成型特性差异很大。
产量 主要影响 质量(密度、强度、热值等)
动力消耗
2.原料形态
压块能耗的研究
原料喂人的能耗 能耗主要构成： 物料与部件内壁摩擦的能耗 克服物料弹性变形的能耗。 物料的种类 粒度和含水率 成型料密度 生产率
能耗主要影响因素：
原料收集问题
生物质原料的特点是具有季节性、分散性，影响了生物质致密 成型燃料的规模化生产，必须考虑生物质的收集半径。考虑分散设 点及就地使用或集中调配使用的适宜方法。适宜的生物质致密成型 设备规模。
第七章 生物质压缩成型
7.1 生物质压缩成型一般概念
基本原理
一定粒度的农林废弃物在压力作用下制成各种成型燃料的工艺， 有些工艺需要加入一定的添加剂或加热处理。 生物质成型主要是利用木质素的胶黏作用。
主成分
纤维素 木质素 70～100℃软化、黏度↗，200～300℃呈熔融状
木质素为天然高分子聚合体， 具有复杂的三维结构，植物中含 量约为15%～30%。
几个有待深入研究的技术问题 各种原料的压缩特性:
实度的关系
秸秆在压缩过程中，是在一定压力（温度）下，通过秸秆的塑 性变形和其本身的木质素软化固化成型的。 在压缩过程中可分为3个阶段：
F（压力、压缩时间、温度）与 密
松软阶段（压力0MPa～8MPa）
过渡阶段（压力8MPa～13MPa） 压紧阶段（压力13MPa～30MPa） 在压力较小时，压块密度随压力的增大显著增大，但达到压紧阶段 后，变化缓慢，趋于常数。 一般情况下，在压力为15MPa时，压块的成型效果较好， 将压力控 制在15～30 MPa范围内就可以达到成型。
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注射压缩成型的国内研究现状
摘要:注射成型是塑料的主要成型方式,注射压缩是将注射和压缩两种成型方式结合在一起而新兴的一种注射成型工艺。
目前国内注射压缩成型还处于起步阶段,大尺寸透明件注射压缩技术基本上是空白。
本文在阅读大量文献的基础上,就国内注射压缩成型的研究现状做了系统阐述。
关键词:注射压缩成型研究现状
1 注射压缩成型概述
注射压缩成型(Injection Compression Molding／ICM)是将注射机料筒中的熔融树脂通过螺杆的挤压注射到不完全闭合的模具型腔中,在树脂冷却固化前,通过对模具施加额外的力进行二次合模,使模具完全闭合,从而对型腔中的树脂进行压缩,使其进一步密实,进而改善制品性能的一种注射成型方法[1]。
现如今,精密塑料制品以其重量轻、易加工等特点逐步代替工业产品中的精密金属及玻璃制件,在仪器仪表、航空航天以及汽车等领域内得到了广泛应用[2]。
塑料制件与玻璃制件相比较,存在折射率对温度依赖性大、热膨胀系数大、吸湿膨胀大、热变形温度低、受外力变形大、成型收缩比大、易产生双折射等缺点,直接影响到它的应用范围的扩大[3]。
2 注射压缩成型的国内研究现状
纵观所读文献,对注射压缩的研究主要集中在模具设计、仿真模拟和工艺研究三个方面,此外还有基本的理论研究。
(1)在模具设计方面,杨爱英设计了塑料壳体注射压缩模具,有效降低了热固性塑料加工中影响成本的纤维取向、飞边、流道物料损失等问题[4];广东工业大学的李江平创造性的将注压成型应用于纸餐具的生产,设计了一套生产纸餐具的模具,提高了成品率和生产率[5];青岛科技大学的齐斌设计和研究光盘盘基精密注射压缩成型模具,并通过CAE分析软件Moldflow进行正交模拟实验,分析注射压缩成型工艺参数对光盘盘基的收缩率均匀度及残余应力的影响[6]。
（2）在仿真模拟方面,四川大学的李小林以厚壁圆盘为例,详细论述了Moldflow在注压成型中的应用过程[7];邱庆军等对薄壁塑件注射压缩成型的热残余应力进行了仿真研究,研究了七个参数对脱模后热残余应力的影响[8];华中科技大学的李毅超对透明塑料板件注射压缩成型工艺进行了模拟研究,其采用多物理场全耦合的方法(即将水平集方程、动量方程与能量方程进行全耦合计算)对不同形状、维度的透明平板制件进行注射-压缩成型的模拟仿真分析[9]。
（3）在工艺参数方面,主要的工艺参数为熔体温度、模具温度、冷却时间、压缩时机、延迟时问、压缩距离、压缩速度、压缩压力和保压压力等,不同的研究人员根据制品的不同进行了相关参数的分
析。
哈尔滨工业大学的司红旗的硕士论文进行的是工艺参数对聚碳酸酯注射压缩制品性能的影响[10];邱庆军的硕士论文进行的是微透镜阵列注射压缩成型工艺及双折射研究[11];陈宇宏等对注射成型和注射压缩成型透明件和角窗的光学性能和残余应力做了对比研究,表明了注压成型的优越性[12,13];许p目前,国内对注射压缩成型的研究还处在起步阶段,与国内的先进技术相比,仍有较大的差距。
注射压缩成型注射成型周期短和热压成型精度高的优点,越来越受到科研单位和各大高校的重视,具有广阔的发展前景,有望成为聚合物成型的主要成型工艺。
参考文献
[1] 孟兵,孙建丽,刘志学.新型注射成型技术及特点[J].成都航空职业技术学院学报:综合版,2013,29(1):42-44.
[2] 费春红,张长春,李达,等.塑料光学制件精密成型技术的现状[J].橡塑技术与装备,2005,30(11):11-16.
[3] 费春红,张长春,李达,等.塑料光学制件精密成型技术的现状[J].橡塑技术与装备,2005,30(11):11-16.
[4] 杨爱英.塑料壳体注射压缩成型工艺及模具[J].模具工业,2006,32(2):46-48.
[5] 李江平.纸餐具注射压缩成型技术的研究[J].模具工
业,2000(6):37.
[6] 齐斌.光盘盘基精密注射压缩成型模具的设计与研究[D].青岛科技大学,2011.
[7] 李小林,洪剑城.Moldflow在注射压缩成型中的应用[J].工程塑料应用,2012,40(3):49-52.
[8] 邱庆军,蒋炳炎,陈磊,等.薄壁塑件注射压缩成型热残余应力仿真研究[J].塑料工业,2012,40(7):35-39.
[9] 李毅超.透明塑料板件注射—压缩成型工艺的模拟研究[D].华中科技大学,2011.
[10] 司红旗.工艺参数对聚碳酸酯注塑压缩制品性能的影响[D].哈尔滨工业大学,2012.
[11] 邱庆军.微透镜阵列注射压缩成型工艺及双折射研究[D].中南大学,2012.
[12] 陈宇宏,袁渊,李曦.注射成型和注射压缩成型角窗的残余应力比较[J].航空材料学报,2010,30(3):48-54.
[13] 陈宇宏,袁渊.注射成型和注射压缩成型透明件的光学性能对比与分析[J].航空材料学报,2011,31(2):55-60.
[14] 许菲,王克俭,韩志翔.注射压缩成型工艺对近视镜片熔接线
的影响[Z].第五届两岸三地先进成型技术与材料加工研讨会.
[15] 李沙,黄汉雄.注射-压缩精密成型制品收缩率均匀度的研究[J].塑料,2007,36(5):54-58.
[16] 李雪梅,许忠斌,谭振彪.光盘注射压缩成型过程的数值分析[J].轻工机械,2004(2):26-30.。