常用塑料的注塑工艺设计

常用塑料的注塑工艺

一、聚乙烯-PE

1．物理特性：一般常用聚乙烯为高密聚乙烯（HDPE）密度0.95熔点130℃,低密聚乙烯(LDPE)密度0.92熔点120℃。

2．工艺特性：

①结晶型聚合物，有明显的熔点，软化温度X围窄（3—5℃）

②注塑压力的变化对聚乙烯的流动性的影响比料筒温度的影响要明显，所以在注塑成型时先从注塑压力方面考虑。但过高的剪切速率会出现熔体破裂现象,在制品表面出现毛糙、斑纹等熔体破裂现象.

③乙烯吸水性低，含水小于0.01℅,生产时可以不进行干燥处理.如储藏不当引起水分过量可在70-80℃温度下干燥1-2h。

④收缩率大且方向性明显,制品易翘曲变形。HDPE收缩率1.5-5℅,LDPE收缩率2-5℅,收缩率一般视制品壁厚而定,制品壁厚越大收缩率越大。

⑤聚乙烯对注塑机无特殊要求，一般均可使用。

3．制品与模具

①制品制品的壁厚与熔体的流动长度有关，而聚乙烯的流动性又随密度的不同有所不同，因此在选择制品厚度时需充分考虑流动比，低密聚乙烯的流长比为280:1，高密度聚乙烯的流长比为230:1。在选择制品的壁厚时，应考率收缩率的影响，从有利于熔体流动、减少制品收缩的角度出发，一般聚乙烯的壁厚应在1-3.5mm之间。

②模具的排气孔槽深度应控制在0.03mm以下。

4．树脂准备

注塑用的聚乙烯为了保证制品有一定的机械强度，通常选用熔体指数稍底的品级，而对于强度要求不高、薄壁、长流程的制品，熔体指数相应选择大些，熔体指数（MI）是在温度为190℃，负荷为2160g下，10分钟内熔体通过孔径为2.1mm，长度为8mm孔的克数。熔体指数值越小，树脂的分子量就越大，流动性就越差。

5．成型工艺

①注塑温度注塑温度应根据注塑制品实际情况来确定，一般低密聚乙烯料筒温度在160-220℃之间，高密聚乙烯在175-240℃之间。在料筒温度分布上喷嘴和加料段温度低一些，比计量段和压缩段低20℃左右，如果加料段温度过高，有可能造成物料粘附在螺杆上，造成加料不畅。高的料筒温度可以改善熔体的流动性，但能造成制品大的收缩。

②注塑压力和注塑速度

一般聚乙烯对注塑压力和注塑速度无特殊要求，一般选择视制品情况而定，但大的注射速度会造成熔体破裂现象。

③模具温度模具温度的高低对聚乙烯制品有较大的影响，即模具温度高，熔体冷却速度慢，制品的结晶度高，硬度、刚性均有提高，但制品的收缩相应加大，易出现缩痕。模具温度低，熔体冷却速度快，所得制品结晶度低，透明性增加，呈现柔韧性，但相应内应力增加，收缩的各向异性明显，易出现翘曲变形。通常低密聚乙烯的模具温度为35-55 高密聚乙烯60-70在选取时应注意制品要求。

二、聚丙烯（缩写代号PP）

1．物理特性

密度：0.91 熔点：164-170℃ 2.工艺特性

①聚丙烯为结晶性聚合物,其结晶度达50-70℅有明显的熔点.

②热稳定性好,分解温度可达300℃以上,与氧接触的情况下,树脂在260℃可变黄。

③聚丙烯的熔体流动性要比聚乙烯要好，其中压力对熔体粘度的影响要比温度明显。

④熔体弹性较大且冷凝速度快，易产生内应力，同时成型收缩率比较大（1-2.5℅）并具有各向异性.

⑤着色剂会增加制品的收缩.

3.制品与模具

①制品的厚度应充分考虑熔体充模的可能性,聚丙烯熔体的最大流长比为250:1, 熔体

流动性较好,制品壁厚可在0.9-4mm选取.

②由于聚丙烯流动性较好,在成型过程中易出现排气不良现象,故可射排气孔槽深度不超过

0.03mm。

⒋原料准备

注塑级的聚丙烯熔指数为（MI=1-10），选用较高的熔指数是为了提高熔体的流动性，减少制品内应力，减少制品翘曲。聚丙烯成型的允许含水量为0.05℅,因此在成型加工之前对原料颗粒可不做干燥处理,如水分含量过高可在80-100℃的温度下干燥1-1.5小时即可。5．成型工艺

①注射温度注射温度的提高有利于减小熔体粘度，但会增加制品的收缩，一般对聚丙烯的料筒温度应控制在200-270℃之间选择。

②注塑压力随着注塑压力的提高，剪切速率加大会使熔体粘度明显下降，注塑压力的提高对制品的冲击韧性、拉伸强度无不利影响，而且有利于相对伸长率，特别是成型收缩率有较大改善。因此聚丙烯在注塑时选用较高注塑压力。

③模具温度

模具温度的变化对聚乙烯制品有很大影响：

模具温度低：制品的结晶度降低，制品表面韧性增强，收缩率低，光洁度下降，面积较大较厚制品有翘曲倾向。

模具温度高：制品结晶度高，制品硬度和刚性增加，表面光洁度好，但易产生溢边、凹痕收缩率大的问题。

在一般箱式制品模具的模温要求型心温度略高于模腔温度约5℃，防止制品向不利的方向变形。

三、聚苯乙烯（名称缩写PS）

相对密度：1.05 软化点:95℃ 1．工艺特性

①聚苯乙烯属于无定型聚合物,无明显熔点,熔体温度的X围较宽且热稳定性较好,约在95℃开始软化,120-180℃之间成为流体,300℃开始分解.

②聚苯乙烯的比热容比较低,加热流动和冷却固化都比较快,流体粘度适中,且流动性好,易于成型.可以通过改变料筒温度和注塑压力来改变熔体流动性.

③制品应力大,易碎裂是聚苯乙烯加工中的最大难题,这除了与材料本身分子量分布不均,低分子物残留过多,分子链成刚性质脆,收缩系数不均有关外,还与模具及制品设计和成型工艺有关。注塑成型设备聚苯乙烯对注塑设备无特殊要求，一般的螺杆机都可生产。

2．制品与模具设计

①由于聚苯乙烯的热膨胀系数与金属相差较大，因此在聚苯乙烯制品中不适宜有金属嵌件的存在，否则当制品使用环境发生变化时，制品易应力开裂。

②与其他塑料一样，聚苯乙烯制品的壁厚与熔体的流动性，以及制品的性能有关，制品越厚熔体的流动阻力越小，但随之而来的收缩和应力也增加，所以聚苯乙烯的制品壁厚不宜太厚，当然也不能太薄，当制品的壁厚小于0.8mm时熔体流动困难,易出现制品填充不足现象。鉴于聚苯乙烯的流长比为200：1，所以制品壁厚一般在1-4之间选择为佳。

③聚苯乙烯的成型收缩率为0.5-0.8%。

④排气孔槽的深度应控制在0.03mm以下。

⑤为了减少制品中的内应力，要求模具温度应尽可能一致，各部分温差应控制在8-6℃之内，否则制品出模时易开裂，或制品上出现水波纹。

3．原料准备

聚苯乙烯的吸水性较低（小于0.05%）而成型加工中所允许的含水量为0.1%,一般加工前不需干燥处理,如果含湿量很高可在70-80的热风循环干燥箱内进行的,干燥时间约为1.5-2小时,如用粉碎料时加入15-30%之间为宜.

4.成型工艺

①注塑温度聚苯乙烯的注塑温度根据制品的不同应在140-260℃选择,当料筒温度高时,熔体流动性提高有利于充模,使制品的透明性提高,但时制品的冲击强度下降,当原料分解时,制品浇口处有气泡,制品变黄,浑浊出现银丝.从有利制品透明和提高生产率的角度出发,料筒温度应在180-215℃之间选择为宜,一般喷嘴和加料段温度低于压缩和计量段20℃为宜。

②注塑压力大的注塑压力对聚苯乙烯的熔体充模是有利的，随着注塑压力的增加对制品的冲击强度无不利影响，成型收缩率下降，但制品的内应力增加使制品在脱模或使用过程中发生开裂，注塑压力可以在60-150MPAX围内选取。

③注塑速度较高的注塑速度不仅会使模腔内的空气难以及时排出，而且会使制品表面不洁，透明性变差，冲击强度下降，较大的剪切力会导致制品中的应力增加，因此在不发生波纹和溶接痕的情况下尽量减小注塑速度。

④模具温度使用要求较高的制品采用模具加温的方法，模具温度在50-60℃之间选择，最高温度不超过70℃，模腔型芯温差不超过3-6℃。对一般制品采用低模温成型，用后处理的方法消除内应力。

5．成型中注意事项

①树脂、模具、注塑机料筒、螺杆、喷嘴必须清洁，无灰尘杂质。

②使用粉碎料时混合不能超过15-30%，注意粉碎料的使用次数多次使用会导致聚苯乙烯变色。

③制品后处理为了消除制品内应力，防止制品开裂，当对制品进行后处理，制品壁厚≤6mm时，在空气或水中取温度60-70℃，处理30-60分钟；当制品壁厚大于6mm时则取70-78℃，处理120-300分钟。

四、ABS

ABS塑料是由丙烯晴（A）-丁二烯（B）-苯乙烯（S）三种单体组分经接枝共聚而成，其密度1.02-1.08(通用级)，丙烯晴含量的增加是为了改善ABS的耐油性和耐化学性；丁二烯的增加是为了提高ABS的冲击韧性；苯乙烯的添入是为了增加ABS的熔体流动性。

1．工艺特性