高分子材料综合性实验讲义 图2螺杆结构主要参数 D一螺杆外径：d螺杆根径：t-螺距：W螺槽宽度：c螺纹宽度h-螺槽深度；L螺杆长度： 聚丙烯导热性差，而比热容却较大，达到加工温度所需的热量较多，这表明，在挤出加工时， 聚丙烯要经过一段较长的距离才能熔融，因而加工聚丙烯的螺杆应有较大的长径比。螺杆压缩比（螺 杆加料段蝶槽容积/螺杆计量段螺槽容积)大小的选择与物料性能（如密度）也有关，但压缩比这个数值 不完全与物料压实程度相吻合。为了加大对物料的压实程度和剪切作用，便于塑化，一般选用压缩 比的数值都比2大，由此看出塑料工艺特性不同需采用的螺杆多数不同。 (2)机头设计要求 机头由筛板、分流支架、分流梭、模座及机头连接件等组成的。①机头必须设计一个通气孔， 与分流棱中心孔相通，并贯通模芯中心通气孔。②机头内务轮廓部分呈流线型过渡，无死角，表面 相糙度低。③机头连接结构要求紧凑、严密、筛板与分流梭间通道是反喇叭和正喇叭流道，提高料 流的压力，使塑料更密实 四、实验步骤 1原料规格的选择和原料的干燥 (1)原料规格的合理选用是关系到塑料棒材成型工艺控制的难易程度，如尼龙棒选用相对黏度2.5一 3.5左右较适宜，对聚砜要用较低黏度的料，一般选用相对黏良为0.5~0.6较适宜，否则黏度太高， 流动性差，拉伸引棒材也困难，聚丙烯选用熔融指数为02~4g/min较适宜。 (2)原料的干燥：由于各种原料的吸湿率不同，原料干燥条件也不同，一般如聚丙烯、聚乙烯等料的 吸得率小，可不经原料干燥即能使用，但对产品外观质量要求高时，如ABS或聚甲醛料必须烘去表 面水，另外对于尼龙、聚碳酸酯等原料吸湿后，液体容易在高温下气化挥发，引起严重水解或降解， 会造成制件多孔，而降低机械强度。故在加工前必须干燥原料，干燥的方法有烘箱干燥或真空干燥， 一般采用烘箱干燥，对于尼龙料的干燥，采用真空干燥方法效果奸，可以防止物料氧化发黄。 2.工艺参数控制 (1)温度控制：塑料棒材的挤出成型温度包括料筒、筛板、机头和口模等温度控制，这些温度控制 与棒材厚薄，物料黏度的高低及其对温度敏感性及高聚物聚集态等有关，机头温度比料筒温度低20 40℃左右，基本上接近高聚物的熔融温度即可。 (2)对于挤出加工来说，螺杆转速加大，则剪切速率增加，热塑性塑料熔体大都是非牛顿型假塑性 流体，其黏度随剪切速率的增加而下降，流动性提高挤出量随之提高.但过大的剪切速率熔融黏度 过低，会造成生产操作上的困难，同时低黏废熔体在螺秆反压作用下倒流，漏流量明显增加，在 定程度上又影响了出料量，有时，甚至会出现螺杆在高转速下“打滑“现象，因此应该把螺杆转速控 制在一定范围内。对不同物料来说，其溶体黏度对剪切敏感性不同要求对转速控制范围及精度不同， 6
高分子材料综合性实验讲义 6 图 2 螺杆结构主要参数 D—螺杆外径；d-螺杆根径；t-螺距；W-螺槽宽度；e-螺纹宽度 h-螺槽深度； L-螺杆长度； 聚丙烯导热性差，而比热容却较大，达到加工温度所需的热量较多，这表明，在挤出加工时， 聚丙烯要经过一段较长的距离才能熔融，因而加工聚丙烯的螺杆应有较大的长径比。 螺杆压缩比(螺 杆加料段螺槽容积/螺杆计量段螺槽容积)大小的选择与物料性能(如密度)也有关，但压缩比这个数值 不完全与物料压实程度相吻合。为了加大对物料的压实程度和剪切作用，便于塑化，一般选用压缩 比的数值都比 2 大，由此看出塑料工艺特性不同需采用的螺杆多数不同。 (2) 机头设计要求 机头由筛板、分流支架、分流梭、模座及机头连接件等组成的。①机头必须设计一个通气孔， 与分流棱中心孔相通，并贯通模芯中心通气孔。②机头内务轮廓部分呈流线型过渡，无死角，表面 相糙度低。③机头连接结构要求紧凑、严密、筛板与分流梭间通道是反喇叭和正喇叭流道，提高料 流的压力，使塑料更密实。 四、实验步骤 1. 原料规格的选择和原料的干燥 (1) 原料规格的合理选用是关系到塑料棒材成型工艺控制的难易程度，如尼龙棒选用相对黏度 2.5～ 3.5 左右较适宜，对聚砜要用较低黏度的料，一般选用相对黏良为 0.5～0.6 较适宜，否则黏度太高， 流动性差，拉伸引棒材也困难，聚丙烯选用熔融指数为 0.2～4 g／min 较适宜。 (2)原料的干燥: 由于各种原料的吸湿率不同，原料干燥条件也不同，一般如聚丙烯、聚乙烯等料的 吸湿率小，可不经原料干燥即能使用，但对产品外观质量要求高时，如 ABS 或聚甲醛料必须烘去表 面水，另外对于尼龙、聚碳酸酯等原料吸湿后，液体容易在高温下气化挥发，引起严重水解或降解， 会造成制件多孔，而降低机械强度。故在加工前必须干燥原料，干燥的方法有烘箱干燥或真空干燥， 一般采用烘箱干燥，对于尼龙料的干燥，采用真空干燥方法效果奸，可以防止物料氧化发黄。 2. 工艺参数控制 (1)温度控制：塑料棒材的挤出成型温度包括料筒、筛板、机头和口模等温度控制，这些温度控制 与棒材厚薄，物料黏度的高低及其对温度敏感性及高聚物聚集态等有关，机头温度比料筒温度低 20～ 40℃左右，基本上接近高聚物的熔融温度即可。 (2)对于挤出加工来说，螺杆转速加大，则剪切速率增加，热塑性塑料熔体大都是非牛顿型假塑性 流体，其黏度随剪切速率的增加而下降，流动性提高挤出量随之提高．但过大的剪切速率熔融黏度 过低，会造成生产操作上的困难，同时低黏废熔体在螺秆反压作用下倒流，漏流量明显增加，在一 定程度上又影响了出料量，有时，甚至会出现螺杆在高转速下―打滑‖现象，因此应该把螺杆转速控 制在一定范围内。对不同物料来说，其溶体黏度对剪切敏感性不同要求对转速控制范围及精度不同
高分子材料综合性实验讲义 此外，在生产过程中，应尽量保持螺杆转速稳定，避免时快时慢。否则，将会因物抖熔融黏度变化 过大而造成出料不匀，影响正常生产。 (3)冷却速率与冷却方式：水温及水的流量有关冷却方式有水溢式、喷淋式、两者结合式。冷却速 率直接影响质量性能，对结晶型高聚物尤为明显，如聚丙烯是结晶型物料，其比热容大，同时从增 融态冷却固化时因结晶释出大量结晶潜热，它的熔融黏度又较小，挤出材材时管坯的成型性较差， 因此从成型工艺角度看，聚丙烯材材需要快速冷却。然而冷却速度对结品型高聚物结品度。球品的 大小有影响，对高聚物的机械性能就有影响，如对聚丙烯冷却速度越快。熔融大分子来不及结品就 被冷凝固化，这时结晶度就低，成型收缩率较小，低温成核速率快，形成较小的球晶。对聚丙烯来 说，结晶度低，断裂伸长和冲击强度增高，而其他性能如拉伸强度、模量、硬度等都降低，另外球 品愈小则冲击强度愈高，由此看出在聚丙烯管挤出时采用快速冷却对降低成型收缩率是有好处的。 3.开、停机操作 (1)开车前应换上洁净的多孔板和过滤网。装好机头加热装置：2)对挤出机和机头加热，同时启动 控温风机，开料斗底座的冷却水：(3)当各部分达到指定的温度后，再保温20一30m,这时检查机 头连接螺栓是否松动，并趁热拧紧螺钉，防止漏料：(4)开动挤出机，打开料斗底部的开合门加料： (5)启动真空泵，真空度控制在一0.045~0.08Mpa:(6)开牵引机，注意牵引速度要与挤出速度相配合 为了克服棒材挤出胀大控制臂径，牵引速度比挤出速度高1%~10%：(7)根据控制仪表的指示值和 对挤出棒材的规格的要求，对各控制工艺参数进行相应的调整，使挤出成型进入正常状态：（⑧）停车 时，如果停车时间长，对热稳定性较差的塑料一定要将筒内的塑料全部挤完，以免下次开车时，升 温和保温时间长而引起过热分解，必要时，对机头，螺杆和多孔板应拆卸洁净，对于热稳定性好的 塑料，可以带料停车，但应保证料筒和机头内塑料不夹杂空气，以免下次开车时塑料被氧化，停车 后关闭螺杆冷却水，调节电动机转速的旋钮调到低速位置。 五、实验注意事项及要求 1.实验前充分预习，做到实验心中有数 (1)了解原材料品种，规格，提出控温范围：(2)了解挤管流程，设备，并有初步分析： (3)根据挤管操作要设计记录表格备用。 2。开车前清洗机头只能用铜器或压缩空气，多孔板可用火烧法清理。 3按操作程序开车，注意启动挤出机时，转速要缓慢上升，同时注意进料情况并密切注意电机电 流，如发现突增立即停车检查原因。 4.操作时分工负责，协调配合，精神集中。 5.注意观察现象，并进行分析，如发现异常现象，根据分析的原因采取适当处理方法看结果如何。 6.注意整个实验过程，细心观察，详细记录 7.写出实验报告。 六、思考题 1.挤出机由哪几部分组成，简述下各部分的作用？ 2.挤出成型温度控制一般在什么范用内，温度过高会怎么样，过低又会怎么样？ 3.螺杆有哪些作用？
高分子材料综合性实验讲义 7 此外，在生产过程中，应尽量保持螺杆转速稳定，避免时快时慢。否则，将会因物抖熔融黏度变化 过大而造成出料不匀，影响正常生产。 (3) 冷却速率与冷却方式：水温及水的流量有关冷却方式有水溢式、喷淋式、两者结合式。冷却速 率直接影响质量性能，对结晶型高聚物尤为明显，如聚丙烯是结晶型物料，其比热容大，同时从熔 融态冷却固化时因结晶释出大量结晶潜热，它的熔融黏度又较小，挤出材材时管坯的成型性较差， 因此从成型工艺角度看，聚丙烯材材需要快速冷却。然而冷却速度对结晶型高聚物结晶度。球晶的 大小有影响，对高聚物的机械性能就有影响，如对聚丙烯冷却速度越快。熔融大分子来不及结晶就 被冷凝固化，这时结晶度就低，成型收缩率较小，低温成核速率快，形成较小的球晶。对聚丙烯来 说，结晶度低，断裂伸长和冲击强度增高，而其他性能如拉伸强度、模量、硬度等都降低，另外球 晶愈小则冲击强度愈高，由此看出在聚丙烯管挤出时采用快速冷却对降低成型收缩率是有好处的。 3. 开、停机操作 (1)开车前应换上洁净的多孔板和过滤网．装好机头加热装置；(2)对挤出机和机头加热，同时启动 控温风机，开料斗底座的冷却水；(3)当各部分达到指定的温度后，再保温 20～30 min，这时检查机 头连接螺栓是否松动，并趁热拧紧螺钉，防止漏料；(4)开动挤出机，打开料斗底部的开合门加料； (5)启动真空泵，真空度控制在一 0.045～0.08 Mpa；(6)开牵引机，注意牵引速度要与挤出速度相配合， 为了克服棒材挤出胀大控制臂径，牵引速度比挤出速度高 1％～10％；(7)根据控制仪表的指示值和 对挤出棒材的规格的要求，对各控制工艺参数进行相应的调整，使挤出成型进入正常状态；(8)停车 时，如果停车时间长，对热稳定性较差的塑料一定要将筒内的塑料全部挤完，以免下次开车时，升 温和保温时间长而引起过热分解，必要时，对机头，螺杆和多孔板应拆卸洁净，对于热稳定性好的 塑料，可以带料停车，但应保证料筒和机头内塑料不夹杂空气，以免下次开车时塑料被氧化，停车 后关闭螺杆冷却水，调节电动机转速的旋钮调到低速位置。 五、实验注意事项及要求 1．实验前充分预习，做到实验心中有数 (1)了解原材料品种，规格，提出控温范围；(2)了解挤管流程，设备，并有初步分析； (3)根据挤管操作要设计记录表格备用。 2．开车前清洗机头只能用铜器或压缩空气，多孔板可用火烧法清理。 3.按操作程序开车，注意启动挤出机时，转速要缓慢上升，同时注意进料情况并密切注意电机电 流，如发现突增立即停车检查原因。 4．操作时分工负责，协调配合，精神集中。 5．注意观察现象，并进行分析，如发现异常现象，根据分析的原因采取适当处理方法看结果如何。 6．注意整个实验过程，细心观察，详细记录。 7．写出实验报告。 六、思考题 1．挤出机由哪几部分组成，简述下各部分的作用？ 2．挤出成型温度控制一般在什么范围内，温度过高会怎么样，过低又会怎么样？ 3．螺杆有哪些作用？
高分子材料综合性实验讲义 实验3热塑性塑料的注塑成型 一、实验目的 1了解注塑成型过程和成型工艺条件 2掌握注塑成型工艺参数的确定以及它们对制品结构形态的影响： 3掌握注塑机模具的结构、正确操作注塑机，掌握制作标准测试样条的方法。 二、实验原理 热塑性塑料具有受热软化和在外力作用下流动的特点，当冷却后又能转变为固态，而塑料的原 有性能不发生本质变化。注塑成型正是利用塑料的这一特性，尤其是热塑性塑料。注塑成型是热塑 性塑料成型制品的一种重要方法，塑料在注塑机料筒中经外部加热及螺杆对物料和物料之间的摩擦 升热使塑料熔化呈流动状后，在蝶杆的高压、高速作用推动下，塑料熔体通过喷嘴注入温度较低的 封闭模具型腔中，经冷却定型成为所需制品。采用注塑成型，可以成型各种不同塑料，得到质量、 尺寸、形状大小不同的各种各样的塑料制品，本实验是通过注射标准样条的过程、使学生对注塑成 型有初步的了解和掌握塑料注塑成型的工艺条件。 子 图3卧式柱事式注塑机结构示意图 1机座：2.电动机及油泵：3.注射油泵：4加料调节装置：5注射料筒柱寒：6.加料筒柱塞：7料斗：8.料筒 9.分流核10.定模板：11.模具：12.动模板：13锁模机构：14.锁模袖缸：15.喷嘴：16.加热器：17.油箱 1.注塑成型工艺过程 注塑成型过程按先后顺序包括成型前的准备，注塑过程，制件的后处理等。注塑前的准备工作 主要有原料的检验。着色、干燥，料筒的清洗，脱模剂的选用等.注塑过程主要包括各种工艺条件 的确定和调整，塑料熔体的充模和冷却过程.制件的后处理为成型的塑件进行的机械加工、抛光、 涂饰、退火或调湿处理.注塑成型的各个环节对塑件的性能都有很大的影响.注塑成型工艺条件包 括注塑成型温度、注射压力、注射速度、与之有关的时间。要想得到满意的注塑制品，涉及的生产 因素有注塑机的性能、制品的结构设计和模具设计、原材料的选择和注塑工艺条件。以上几个因素 相互关联，缺一不可.当注塑机和原料已经确定，模具已经安装在注塑机上时，工艺条件的选择和
高分子材料综合性实验讲义 8 实验 3 热塑性塑料的注塑成型 一、实验目的 1.了解注塑成型过程和成型工艺条件； 2.掌握注塑成型工艺参数的确定以及它们对制品结构形态的影响； 3.掌握注塑机模具的结构、正确操作注塑机，掌握制作标准测试样条的方法。 二、实验原理 热塑性塑料具有受热软化和在外力作用下流动的特点，当冷却后又能转变为固态，而塑料的原 有性能不发生本质变化。注塑成型正是利用塑料的这一特性，尤其是热塑性塑料。注塑成型是热塑 性塑料成型制品的一种重要方法，塑料在注塑机料筒中经外部加热及螺杆对物料和物料之间的摩擦 升热使塑料熔化呈流动状后，在螺杆的高压、高速作用推动下，塑料熔体通过喷嘴注入温度较低的 封闭模具型腔中，经冷却定型成为所需制品。采用注塑成型，可以成型各种不同塑料，得到质量、 尺寸、形状大小不同的各种各样的塑料制品，本实验是通过注射标准样条的过程、使学生对注塑成 型有初步的了解和掌握塑料注塑成型的工艺条件。 图 3 卧式柱塞式注塑机结构示意图 1.机座；2.电动机及油泵；3.注射油泵；4.加料调节装置；5.注射料筒柱塞；6.加料筒柱塞；7.料斗；8.料筒； 9.分流梭 10.定模板；11.模具；12.动模板；13.锁模机构；14.锁模油缸；15.喷嘴；16.加热器；17.油箱 1. 注塑成型工艺过程 注塑成型过程按先后顺序包括成型前的准备，注塑过程，制件的后处理等。注塑前的准备工作 主要有原料的检验。着色、干燥，料筒的清洗，脱模剂的选用等．注塑过程主要包括各种工艺条件 的确定和调整，塑料熔体的充模和冷却过程．制件的后处理为成型的塑件进行的机械加工、抛光、 涂饰、退火或调湿处理．注塑成型的各个环节对塑件的性能都有很大的影响．注塑成型工艺条件包 括注塑成型温度、注射压力、注射速度、与之有关的时间．要想得到满意的注塑制品，涉及的生产 因素有注塑机的性能、制品的结构设计和模具设计、原材料的选择和注塑工艺条件。以上几个因素 相互关联，缺一不可．当注塑机和原料已经确定，模具已经安装在注塑机上时，工艺条件的选择和 3 2 1 4 5 6 17 7 16 15 8 9 10 11 12 14 13
高分子材料综合性实验讲义 控制就成为至关重要的因素。直接影响塑料溶体的流动行为，塑料的塑化状态和分解行为，制品的 结晶和取向，进一步影响塑料制品的外观和性能，如果塑料成型工艺条件选择不当，不但制品性能 下降，甚至不能完整成型。 2.工艺条件及其对成型的影响 1)温度 注塑成型要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。前两种温度主要影响塑料的塑化和 流动，而后一种温度主要影响塑科溶体在模腔的流动和冷却。 ①料筒温度：温度是保证塑料塑化质量的关键工艺参数之一，料筒热量是通过加热圈对料简加 热获得.温度的高低由温度控制仪表对加热圈进行调节和控制，为了对料筒进行温度控制，注塑机 的料筒由3一4个温度控制仪表分段对料筒加以控制.料筒温度与熔体温度是有所差别的，在温度控 制中必需加以注意。料筒温度的高低与所加工的塑料特性有关。在选择料简温度时，主要考虑的因 素有塑料的品种、塑料的加工温度范围、塑料制件的结构、模具浇注系统的结构、注塑机的形式等 料筒温度的调节应保证塑料塑化良好，能够顺利地进行充模而不引起塑料熔体分解，只有塑化 良好的熔体才能顺利地进入模具型腔，才能得到与模具型腔完美一致的制品.塑料塑化良好的前提 是物料的温度在黏流温度以上，在物料的分解温度以下，对于无定型塑料，料简温度应控制在黏流 洱度T)以上：对于结品性塑料则料简温度控制在熔点温度工)以上：但两者的最高料筒温度必须控 制在它们的分解温度(Ta)以下。实际上塑料的加工温度范围在(T一Ta)或(Tm~Ta)之间。由于塑料品 种不同，或同种塑料因来源、神号不同，其TT:或~TmT的区间范围也有很大差异.对于加工 温度区间范围小的塑料，这种塑料一般是热敏性树脂，温度偏低则可能塑化不良，温度偏高则引起 塑料分解。料筒温度的控制不但应偏低些，使其远离分解温度，而且控温仪表的温度与实际温度误 差应尽可能小，避免因仪表的温度误差引起物料塑化不良或者高温分解。对于加工温度区间范由大 的塑料，料筒温度范围控制可适当放宽，为了能顺利使熔融物料充满模腔，料筒温度可适当高一些， 经试模后，料简祖度已经确定，则不要随意改动，以免因温度的波动引起制品的性能变化 料筒温度的配置，一般靠近料斗一端的温度偏低（便于螺杆加料输送），从后端到喷嘴方向温度逐 渐升高，使物料在料筒中逐渐熔融塑化。对于剪切敏感的塑料，采用螺杆式注塑机，由于蝶杆的剪 切摩擦热有助于物料的塑化，料筒前端的温度也可以略低于中段温度，以防止塑料的过热分解。 ②喷嘴温度：料筒前端喷嘴处的温度要单独控制，为防止塑料熔体的流涎作用，并估计到塑料熔 体在注射时，快速通过喷嘴，有一定的摩擦热产生，所以，喷嘴的温度稍低于料筒的最高温度，但 不能过低，不然会造成喷嘴的堵塞，增大流动阻力，甚至熔料不能通过喷嘴进入模具型腔，影响制 品的质量.由于喷嘴有不同类型，对于直通喷嘴、流动阻力小的结构，温度可适当降低，而弹簧喷 嘴、液控喷嘴等流动阻力较大其温度应适当提高，以免冷料堵塞喷嘴。料温对成型加工过程、材料 的成型性能、成型条件以及制品的物理机械性能等影响密切。通常随着料温的升高，熔体黏度降低 料筒、喷嘴和模具浇注系统的压力降碱少，塑料熔体在模具中的流动长度增加，从而改善了成型性 能，注射速率增大，培化时间和充模时间减少，注塑周期缩短：制品表面光洁度提高。但温度过高 时，塑料容易引起分解，造成材料的物理机械性能下降。料筒温度与喷嘴温度的选择。还与注塑的 其他工艺条件有密切的关系。例如选用较低的注射压力时，为保证物料的流动，应适当提高料筒温 度和喷嘴温度：反之，料筒温度和喷嘴温度较低，就需较高的注射压力。 ③模具温度：注塑模具是成型制件的关键部件之一。熔融的物料进入模具后，需要在短时间内将 9
高分子材料综合性实验讲义 9 控制就成为至关重要的因素。直接影响塑料溶体的流动行为，塑料的塑化状态和分解行为，制品的 结晶和取向，进一步影响塑料制品的外观和性能，如果塑料成型工艺条件选择不当，不但制品性能 下降，甚至不能完整成型。 2. 工艺条件及其对成型的影响 1）温度 注塑成型要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。前两种温度主要影响塑料的塑化和 流动，而后一种温度主要影响塑料溶体在模腔的流动和冷却。 ①料筒温度：温度是保证塑料塑化质量的关键工艺参数之一，料筒热量是通过加热圈对料简加 热获得．温度的高低由温度控制仪表对加热圈进行调节和控制，为了对料筒进行温度控制，注塑机 的料筒由 3～4 个温度控制仪表分段对料筒加以控制．料筒温度与熔体温度是有所差别的，在温度控 制中必需加以注意。料筒温度的高低与所加工的塑料特性有关．在选择料简温度时，主要考虑的因 素有塑料的品种、塑料的加工温度范围、塑料制件的结构、模具浇注系统的结构、注塑机的形式等。 料筒温度的调节应保证塑料塑化良好，能够顺利地进行充模而不引起塑料熔体分解，只有塑化 良好的熔体才能顺利地进入模具型腔，才能得到与模具型腔完美一致的制品．塑料塑化良好的前提 是物料的温度在黏流温度以上，在物料的分解温度以下，对于无定型塑料，料简温度应控制在黏流 温度(Tf)以上；对于结晶性塑料则料简温度控制在熔点温度(Tm)以上；但两者的最高料筒温度必须控 制在它们的分解温度(Td)以下。实际上塑料的加工温度范围在(Tf～Td)或(Tm～Td)之间。由于塑料品 种不同，或同种塑料因来源、牌号不同，其 Tf～Td或～Tm～Td 的区间范围也有很大差异．对于加工 温度区间范围小的塑料，这种塑料一般是热敏性树脂，温度偏低则可能塑化不良，温度偏高则引起 塑料分解。料筒温度的控制不但应偏低些，使其远离分解温度，而且控温仪表的温度与实际温度误 差应尽可能小，避免因仪表的温度误差引起物料塑化不良或者高温分解。对于加工温度区间范围大 的塑料，料筒温度范围控制可适当放宽，为了能顺利使熔融物料充满模腔，料筒温度可适当高一些， 经试模后，料简温度已经确定，则不要随意改动，以免因温度的波动引起制品的性能变化。 料筒温度的配置，一般靠近料斗一端的温度偏低(便于螺杆加料输送)，从后端到喷嘴方向温度逐 渐升高，使物料在料筒中逐渐熔融塑化。对于剪切敏感的塑料，采用螺杆式注塑机，由于螺杆的剪 切摩擦热有助于物料的塑化，料筒前端的温度也可以略低于中段温度，以防止塑料的过热分解。 ②喷嘴温度：料筒前端喷嘴处的温度要单独控制，为防止塑料熔体的流涎作用，并估计到塑料熔 体在注射时，快速通过喷嘴，有一定的摩擦热产生，所以，喷嘴的温度稍低于料筒的最高温度，但 不能过低，不然会造成喷嘴的堵塞，增大流动阻力，甚至熔料不能通过喷嘴进入模具型腔，影响制 品的质量．由于喷嘴有不同类型，对于直通喷嘴、流动阻力小的结构，温度可适当降低，而弹簧喷 嘴、液控喷嘴等流动阻力较大其温度应适当提高，以免冷料堵塞喷嘴。料温对成型加工过程、材料 的成型性能、成型条件以及制品的物理机械性能等影响密切。通常随着料温的升高，熔体黏度降低， 料筒、喷嘴和模具浇注系统的压力降减少，塑料熔体在模具中的流动长度增加，从而改善了成型性 能，注射速率增大，熔化时间和充模时间减少，注塑周期缩短；制品表面光洁度提高．但温度过高 时，塑料容易引起分解，造成材料的物理机械性能下降。料筒温度与喷嘴温度的选择。还与注塑的 其他工艺条件有密切的关系。例如选用较低的注射压力时，为保证物料的流动，应适当提高料筒温 度和喷嘴温度；反之，料筒温度和喷嘴温度较低，就需较高的注射压力。 ③模具温度：注塑模具是成型制件的关键部件之一。熔融的物料进入模具后，需要在短时间内将
高分子材料综合性实验讲义 其冷却至常温，模具温度的高低、温度的均匀性直接影响熔融物料的冷却历程，对制品冷却速度的 快慢以及制件的内在性能和外观质量影响极大。每一种塑料都有自己的成型模具温度，如果在成型 过程中能始终保持相适应的模具温度，使塑料的成型性得到极大的改善。塑件的冷却时间长短受到 模具温度高低的制约，将模具温度保持在允许温度范闹的低温状态，显然能缩短注塑周期，提高生 产效率。如果模具温度发生波动，塑件的收缩率也将发生变化，特别是结品性塑料，模具的变化对 结品度影响很大，模具温度恒定，也就稳定了成型塑件的尺寸精度。塑件在冷却过程中，模具各处 的温度保持均匀，冷却速度一致，制件的各部分收缩率能保持一致，从而防止了塑件的变形。 模具温度的高低主要取决于塑料的特性（结品与否），树脂的玻璃化温度的高低，制品的结构与尺 寸以及其他工艺条件（熔料温度、注射速度、注射压力及成型周期）。对模具温度的控制通常有两种方 式，对模具加热或通入冷却水，由于有些塑料的玻璃化温度较高，例如聚碳酸酯其玻璃化温度高达 150℃，如果采用冷却水对模具冷却，模具的温度较低，熔融的聚碳酸酯的进入模具，熔体急剧冷却 很快凝周，流动阻力很大，甚至不能流动以至于不能成型，必须对模具加热，采取加热圈或加热棒 对模具加热并保持设定的模具温度，其温度控制在树脂的玻璃化温度以下20℃，即减少了注塑成型 的废品，也降低了制品的内应力.对模具冷却的方式是对模具内的流道通入冷却水来控制的，为节 约水资源，同时确保模具温度的恒定，通常使用模具温度冷却器，冷却器的控温仪表调节冷凝水的 温度，使进入模具的冷却水温度保持一致.不管采取什么方法使模具保持定温的，对塑料熔体而言 都是冷却，因为保持的模具温度都低于塑料的玻璃化温度，而这才能使塑料定型和脱模。 无定型塑料熔体注入模腔后，随着温度的不断降低而冷知定型硬化，但并不大量产生结品相的 变化。模温主要影响熔体的黏度，也就是充模速率。对于熔体黏度较高的塑料，如聚碳酸酯、聚醚 聚砜等，则应采用较高的模温，提高模温可以调制制品的冷却速率，使制品冷却均匀，以防制品因 冷却过程温差过大而产生凹痕、内应力和裂纹等缺陷。结品性塑料注入模腔后，当温度降低至溶点 以下时。即开始结品。结品的速率受冷却速率的控制.而冷却速率又取决于植温。 因此模具温度直接影响制品的结品速率和结品构型。模具温度高时，冷却速率小，但结品速率 大。 一般塑料的最大结晶速率的温度都在熔点以下的高温一边。其次模具温度高时.有利于分子的 松弛过程，分子取向效应小。这种条件仅适合于结品速率很小的塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯， 模具温度对制品的性能影响很大。一般的规律是随着模具温度的升高，熔体的充模长度增加：树脂 大分子的取向程度下降：塑料制品的内应力降低：熔体的冷却时间延长：生产效率降低：制品的后 收缩增加：制品的密度以及结晶度略有增加。 质嘴 P袖缸活顶出 (B 高压油 回P压袖 图4曲臂锁棋机构闭模(A)和开模(B)工作原理示意图 2)压力 注射过程中的压力包括塑化压力和注射压力，它们直接影响塑料的塑化和制品的质量。 ①塑化压力（背压）：螺杆式注塑机在塑化物料时，螺杆后退受到一定的阻力（来源于注射油缸），喷
高分子材料综合性实验讲义 10 其冷却至常温，模具温度的高低、温度的均匀性直接影响熔融物料的冷却历程，对制品冷却速度的 快慢以及制件的内在性能和外观质量影响极大。每一种塑料都有自己的成型模具温度，如果在成型 过程中能始终保持相适应的模具温度，使塑料的成型性得到极大的改善。塑件的冷却时间长短受到 模具温度高低的制约，将模具温度保持在允许温度范圃的低温状态，显然能缩短注塑周期，提高生 产效率。如果模具温度发生波动，塑件的收缩率也将发生变化，特别是结晶性塑料，模具的变化对 结晶度影响很大，模具温度恒定，也就稳定了成型塑件的尺寸精度。塑件在冷却过程中，模具各处 的温度保持均匀，冷却速度一致，制件的各部分收缩率能保持一致，从而防止了塑件的变形。 模具温度的高低主要取决于塑料的特性(结晶与否)，树脂的玻璃化温度的高低，制品的结构与尺 寸以及其他工艺条件(熔料温度、注射速度、注射压力及成型周期)。对模具温度的控制通常有两种方 式，对模具加热或通入冷却水，由于有些塑料的玻璃化温度较高，例如聚碳酸酯其玻璃化温度高达 150℃，如果采用冷却水对模具冷却，模具的温度较低，熔融的聚碳酸酯的进入模具，熔体急剧冷却， 很快凝固，流动阻力很大，甚至不能流动以至于不能成型，必须对模具加热，采取加热圈或加热棒 对模具加热并保持设定的模具温度，其温度控制在树脂的玻璃化温度以下 20℃，即减少了注塑成型 的废品，也降低了制品的内应力．对模具冷却的方式是对模具内的流道通入冷却水来控制的，为节 约水资源，同时确保模具温度的恒定，通常使用模具温度冷却器，冷却器的控温仪表调节冷凝水的 温度，使进入模具的冷却水温度保持一致．不管采取什么方法使模具保持定温的，对塑料熔体而言 都是冷却，因为保持的模具温度都低于塑料的玻璃化温度，而这才能使塑料定型和脱模。 无定型塑料熔体注入模腔后，随着温度的不断降低而冷却定型硬化，但并不大量产生结晶相的 变化。模温主要影响熔体的黏度，也就是充模速率。对于熔体黏度较高的塑料，如聚碳酸酯、聚醚、 聚砜等，则应采用较高的模温，提高模温可以调制制品的冷却速率，使制品冷却均匀，以防制品因 冷却过程温差过大而产生凹痕、内应力和裂纹等缺陷。结晶性塑料注入模腔后，当温度降低至熔点 以下时，即开始结晶。结晶的速率受冷却速率的控制，而冷却速率又取决于模温。 因此模具温度直接影响制品的结晶速率和结晶构型。模具温度高时，冷却速率小，但结晶速率 大。一般塑料的最大结晶速率的温度都在熔点以下的高温一边．其次模具温度高时．有利于分子的 松弛过程，分子取向效应小。这种条件仅适合于结晶速率很小的塑料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯。 模具温度对制品的性能影响很大。一般的规律是随着模具温度的升高，熔体的充模长度增加；树脂 大分子的取向程度下降：塑料制品的内应力降低；熔体的冷却时间延长：生产效率降低：制品的后 收缩增加；制品的密度以及结晶度略有增加。 图 4 曲臂锁模机构闭模（A）和开模（B）工作原理示意图 2）压力 注射过程中的压力包括塑化压力和注射压力，它们直接影响塑料的塑化和制品的质量。 ①塑化压力(背压)：螺杆式注塑机在塑化物料时，螺杆后退受到一定的阻力(来源于注射油缸)，喷