塑料注塑及性能表征大型工艺实验讲义编者袁象恺李长江宋刚东华大学材料学院2005年12月
塑料注塑及性能表征 大型工艺实验讲义 编者 袁象恺 李长江 宋刚 东华大学材料学院 2005 年 12 月
一、实验目的1概述注塑成型（InjectionMolding）是聚合物加工中的重要方法之一，将固态物料在注塑机的料筒中加热塑化，并由注塑系统将熔体在高压下注入模具中成型，冷却（对塑料）或硫化（对橡胶）后取出制品这就是注塑成型过程。用这种方法可在高生产效率下制出各类形状复杂、高质量、高精密度的制品。注塑成型的特点：能一次成型出外形复杂、尺寸精确或带有嵌件的塑料制品；对各种塑料加工的适应性强，几乎能加工所有的热塑性塑料和某些热固性塑料，包括通用塑料（如PE、PP、PVC、PS等）、工程塑料（如ABS、尼龙等）等，以及复合材料（如玻纤增强PP玻纤增强尼龙66等）；生产效率高；易于实现自动化；所成型的制件经过很少修饰或不修饰就可满足使用要求；还能生产加填料改型的某些制品。注塑用的设备主要是注塑机。注塑机将塑料均匀塑化，并以足够的压力和速度将一定量的熔料注射到模具的型腔之中，制出合格的注塑件。2通过本实验达到的目的1.了解塑料注塑成型的设备和特点2.了解不同塑料注塑粒料的注塑性能3.学会注塑机的正确操作方法4.对注塑制品进行性能测试和表征1
1 一、实验目的 1 概述 注塑成型（Injection Molding）是聚合物加工中的重要方法之一， 将固态物料在注塑机的料筒中加热塑化，并由注塑系统将熔体在高压 下注入模具中成型，冷却（对塑料）或硫化（对橡胶）后取出制品， 这就是注塑成型过程。用这种方法可在高生产效率下制出各类形状复 杂、高质量、高精密度的制品。 注塑成型的特点：能一次成型出外形复杂、尺寸精确或带有嵌件 的塑料制品；对各种塑料加工的适应性强，几乎能加工所有的热塑性 塑料和某些热固性塑料，包括通用塑料（如 PE、PP、PVC、PS 等）、 工程塑料（如 ABS、尼龙等）等，以及复合材料（如玻纤增强 PP、 玻纤增强尼龙 66 等）；生产效率高；易于实现自动化；所成型的制件 经过很少修饰或不修饰就可满足使用要求；还能生产加填料改型的某 些制品。 注塑用的设备主要是注塑机。注塑机将塑料均匀塑化，并以足够 的压力和速度将一定量的熔料注射到模具的型腔之中，制出合格的注 塑件。 2 通过本实验达到的目的 1． 了解塑料注塑成型的设备和特点 2． 了解不同塑料注塑粒料的注塑性能 3． 学会注塑机的正确操作方法 4． 对注塑制品进行性能测试和表征
二、实验原理1注射机的结构组成一台通用注射机主要包括注射装置、合模装置、液压传动系统和电器控制系统、检测安保装置等。如图1所示。液压系统锁模系统模具系统注射系统控制系统图1注塑机的基本组成部分加热套料管头配台套眼料槽樱料料管头进料袋穴图2料筒的结构图1）注射装置（射胶系统）：主要由塑化部件（螺杆、料筒和喷嘴组成）以及料斗、计量装置、传动装置、注射和移动油缸等组成。主要作用是将塑料均匀塑化，并以足够的压力和速度将一定量的熔料注射到模具的型腔之中。2）模具、合模装置（锁模系统）：主要由前后固定模板、移动模板、连接前后固定模板用的拉杆、合模油缸、移动油缸、连杆机构、调模2
2 二、实验原理 1 注射机的结构组成 一台通用注射机主要包括注射装置、合模装置、液压传动系统和电器 控制系统、检测安保装置等。如图 1 所示。 图 1 注塑机的基本组成部分 图 2 料筒的结构图 1）注射装置（射胶系统）：主要由塑化部件（螺杆、料筒和喷嘴组成） 以及料斗、计量装置、传动装置、注射和移动油缸等组成。主要作用 是将塑料均匀塑化，并以足够的压力和速度将一定量的熔料注射到模 具的型腔之中。 2）模具、合模装置（锁模系统）：主要由前后固定模板、移动模板、 连接前后固定模板用的拉杆、合模油缸、移动油缸、连杆机构、调模
装置以及制品顶出装置等组成。主要作用是实现模具的启闭，在注射时保证成型模具可靠的合紧，以及脱出制品。3）液压系统和电器控制系统：液压系统由各种液压元件和回路及其它附属设备组成。电器控制系统则主要由各种电器和仪表等组成。作用是保证注射机按工艺过程预定的要求（压力、速度、温度、时间）和动作程序准确有效的工作。液压系统和电器控制系统有机的组织在一起，对注射机提供动力和实现控制。4）检测安保装置：是人机安全的保护屏障。通过检测油温、料温、系统超载和设备故障以及特设的机电联锁安全装置，达到人机安全运行。包括安全门、行程开关、机械器件组成的机电安全装置和由热电偶、电子尺、溢流阀与控制电脑构成的自动报警系统。2注射机的分类注射机的发展很快，类型日益增多，而分类方法很不一致1）按机器外形特征分类：立式注射机、卧式注射机、角式注射机和多模注射机。2）按机器的传动方式分为：液压式和机械式。3）按塑化方式和注射方式分类：①柱塞式注射机：通过柱塞依次将落入料筒的颗粒状塑料推向料筒前端的塑化室，依靠料筒外加热器提供的热量使塑料塑化，而后成粘流态的塑料被柱塞注射到模腔中去。n
3 装置以及制品顶出装置等组成。主要作用是实现模具的启闭，在注射 时保证成型模具可靠的合紧，以及脱出制品。 3）液压系统和电器控制系统：液压系统由各种液压元件和回路及其 它附属设备组成。电器控制系统则主要由各种电器和仪表等组成。作 用是保证注射机按工艺过程预定的要求（压力、速度、温度、时间） 和动作程序准确有效的工作。液压系统和电器控制系统有机的组织在 一起，对注射机提供动力和实现控制。 4）检测安保装置：是人机安全的保护屏障。通过检测油温、料温、系 统超载和设备故障以及特设的机电联锁安全装置，达到人机安全运行。 包括安全门、行程开关、机械器件组成的机电安全装置和由热电偶、 电子尺、溢流阀与控制电脑构成的自动报警系统。 2 注射机的分类 注射机的发展很快，类型日益增多，而分类方法很不一致。 1) 按机器外形特征分类：立式注射机、卧式注射机、角式注射机和多 模注射机。 2) 按机器的传动方式分为：液压式和机械式。 3) 按塑化方式和注射方式分类： ①柱塞式注射机：通过柱塞依次将落入料筒的颗粒状塑料推向 料筒前端的塑化室，依靠料筒外加热器提供的热量使塑料塑化，而后， 成粘流态的塑料被柱塞注射到模腔中去
料斗模具带式加热器加热缸冷却水鱼雷液压缸喷嘴图3注塞式注射机②螺杆式注射机：其物料的熔融塑化以及注射都是由螺杆完成的。它是目前产量最大使用最广泛的注射机。（本试验采用此种注射机：卧式螺杆注射机）固定板动板喷嘴模具料斗加热圈人E螺杆料筒储料生流道图4螺杆式注射机③螺杆塑化柱塞注射式注射机：其塑料的塑化靠螺杆进行，塑化好的塑料通过一个止回阀进入第二个料筒简，熔料在柱塞的作用下被注射到模具型腔中去。N
4 图 3 注塞式注射机 ②螺杆式注射机：其物料的熔融塑化以及注射都是由螺杆完成 的。它是目前产量最大使用最广泛的注射机。（本试验采用此种注射 机：卧式螺杆注射机） 图 4 螺杆式注射机 ③螺杆塑化柱塞注射式注射机：其塑料的塑化靠螺杆进行，塑 化好的塑料通过一个止回阀进入第二个料筒，熔料在柱塞的作用下被 注射到模具型腔中去