高分子材料基本加工工艺第六章 塑料注射成型

2、结构组成
注射装置----塑化、注射
合模装置----也称锁模装置，保证注射模具可靠地闭合， 实现模具开、合动作以及顶出制件。
液压传动系统、电器控制系统----保证注射机按预定工艺 过程的要求(如压力、温度、速度和时间)和动作程序准确 有效工作。
4、注射机的分类
按外形特征分：
立式 卧式 直角式
注射机的主要技术参数包括公称注射量、螺杆直径及有 效长度、注射行程、注射压力、注射速度、塑化能力、合模 力、开锁力、开模合模速度、开模行程、模板尺寸、推出行 程、推出力、空循环时间、机器的功率、体积和质量等。
二、注射成型工艺过程
成型前的准备
注射成
型工艺
注射过程
塑件的后处理
原料外观检验及工艺性能测定
按塑化方式分： 柱塞式 螺杆式
按锁模机构驱动方式分： 液压式 液压-机械联合式
按可成型塑件的精度分： 一般注塑机 精密注塑机
⑴立式注塑机
它的注射装置垂直装设， 并与锁模机构移动方向成 一条轴线。
优点：占地面积小，拆装 模具方便，易于安放嵌件 等。
缺点：塑件推出后需由人 工取出，不易实现全自动 操作。
缺点：占地面积介于立式和卧式两者之间，注射量的提 高也受到限制。
1)柱塞式注射机
柱塞在料筒内作往复运动， 将熔融塑料注入模具，分流梭 是形如鱼雷的部件，其作用是 将料筒内流经该处的塑料分成 薄层，使塑料分流，以加快热 传递。同时塑料分流后，在分 流梭表面流速增加，剪切速率 加大，粘度下降，塑料得到进 一步的混合和塑化。
⑵ 卧式注塑机 它的注射装置轴线与锁模机构轴线呈 一条直线并水平排列。
优点：机身较低，利于操作和加料，可实现全自动操 作，机床因重心低而稳定。

《高分子加工工程》主要习题第一章绪论1. 何谓成型加工高分子材料成型加工的基本任务是什么将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变为制品或实用材料的一种工程技术。

1.研究各种成型加工方法和技术；2.研究产品质量与各种因素之间的关系；3.研究提高产量和降低消耗的途径。

2. 简述聚合物成型加工时的关键步骤。

A.如何使聚合物产生流动与变形方法: a.加热熔体； b.加溶剂溶液； c.加增塑剂或其它悬浮液。

B.如何硬化定型方法：热固性：交联反应固化定型。

热塑性：a.熔体冷却b.溶液加热挥发成溶剂c.悬浮体先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。

a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。

b.结构：组成：非纯聚合物组成方式：层压材料，增强材料，复合材料宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等c.性质：有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性树脂的交联固化方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解4. 聚合物成型加工方法是如何分类的简要分为那几类1.根据形变原理分6类：a.熔体加工：b.类橡胶状聚合物的加工：c.聚合物溶液加工：d.低分子聚合物和预聚体的加工：e. 聚合物悬浮体加工：f.机械加工：2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类：a.主要发生物理变化：b.主要发生化学变化：c.既有物理变化又有化学变化：5. 简述成型加工的基本工序1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合2.成型：赋予聚合物一定型样3.机械加工：车，削，刨，铣等。

4.修饰：美化制品。

5.装配：粘合，焊接，机械连接等。

6. 简述塑料的优缺点。

优点：a.原料价格低廉；b.加工成本低；c.重量轻；d.耐腐蚀；e.造型容易；f.保温性能优良；g.电绝缘性好。

缺点：a.精度差；b.耐热性差；c.易燃烧；d.强度差；e.耐溶剂性差；f.易老化。

（1）加料装置：料斗，计量、加热干燥、自动上料 装置 （2）料筒 作用、结构、要求与挤出机的基本相同 （3）柱塞
作用：将注射油缸的压力传给塑料，并使熔体注射 入模具 （4）分流梭
将物料流变成薄层，使塑料产生分流和收敛流动 加快热传递，缩短传热过程，避免物料过热分解 熔体在分流梭表面流速↑，剪切速度↑，产生较大的 摩擦热，使料温↑，有利于塑料的混合与塑化，有效 提高产量和质量
顿流体，通过圆形截面或平板狭缝形浇口。
ηa= Kγn-1 (n＜1) 浇口的截面积↑ ，熔体体积流量↑
高分子材料成型加工
4. 熔体在模腔的流动：
4.1 熔体在典型模腔内的流动方式
4.2 熔体在模腔内的流动类型
高分子材料成型加工
三. 增密与保压过程： 1. 增密过程（压实过程） 2. 保压过程
4. 注射模具 成型零部件
凸模、凹模、型芯、 成型杆、镶块、动模、定模
浇注系统
主流道、分流道、浇口、 冷料阱、导向零件、分型 抽芯机构、顶出、加热、冷却、 排气
二. 注射机的工作过程
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
第二节 注射过程原理
一. 塑化过程 对塑料塑化的要求:塑料熔体进入模腔之前要 充分塑化，达到规定的成型温度。 塑化料各处的温度要均匀一致。 热分解物的含量达最小值。
高分子材料成型加工
2. 按注射机外形特征分类
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
3. 按注射机加工能力分类
注射量：注射机在注射螺杆（柱塞）作一次最大注射 行程时，注射装置所能达到的最大注射量
锁模力：注射机合模机构所能产生的最大模具闭紧力
4. 按注射机用途分类
高分子材料成型加工
二.注射机的基本结构

1注射成型的特点：生产周期快，适应性强，生产率高和易于自动化2注射成型加工三要素：材料，设备，模具3成型工艺三要素：温度T 压力P 时间t 。

压力：塑化压力，注射压力，保压压力4什么是注射成型：注射成型亦称注射模塑或利用注塑机的注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法 5注塑成型就是将塑料在气塑成型机的料筒内加热熔化，当呈流动状态时在栓塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的闭合磨具内，经过一定的时间冷却定型后，开启磨具即得制品（间歇操作）6螺杆分类：1加料段，作用，输送物料，物料状态，固体状态，部分熔化，螺纹特点，等距等深，最深2压缩段，压实物料，熔融状态，等距不等深，渐变3均化段，定温定量定压，熔融状态，等距等深，最浅均化段，定温定量定压，熔融状态，等距等深，最浅 7填料的表面处理：作用1使颗粒分散均匀，不凝结在一起2所有填充剂粒子被聚合物包围润湿3使其充剂表面与聚合物有良好的粘合力 8偶联剂（硅烷类）：一是具有良性结构物质分子中一部分基团与无机物表面化学基团反应形成顽固的化学键，另一部分有亲有机性质，可与有机物反应，从而把两种性质不同材料结合起来9什么是挤出成型：挤出成型亦称挤压模塑或挤塑，即借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热熔化的塑料在压力推动下，强行推动口模而成为具有恒定截面的连续型材料的一种定型方法10挤出成型适用范围：挤出法几乎能成型所有的热塑性塑料，也可加工某些热固性塑料11挤出成型制品：生产的制品有管材，板材，薄膜，线缆包覆物以及塑料与其它材料的复合材料等12挤出成型的设备：单螺杆挤出机的基本结构：主机，挤出机辅助设备 挤出机分类：单螺杆，双螺杆，立式，卧式，排气式，非排气式，螺杆，柱塞13什么是一次成型：在大多数情况下一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下，在大多数情况下一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下，经过流动，经过流动，经过流动，成型和成型和冷却硬化（或交联固化）而将塑料制成各种形状的产品方法14什么是二次成型：二次成型则是将一次成型所得的片，管，板等塑料成品，加热使其处于类橡胶状态（在材料的Tg Tg——Tf 或Tm 间）通过外力作用使其形变而成型为各种较简单性状，再经冷却定型而得产品15共混聚合物选择原则：化学结构原则（相近）溶解度参数原则（接近）流变学原则（等粘度原则）（接近）胶体化学原则（表面张力）（接近）分子扩散动力学原则 16什么是填充和增强改性：在聚合物中填加其它无机和有机物以改变其力学，在聚合物中填加其它无机和有机物以改变其力学，工艺，工艺，使用性能活降低成本的改性方法17注射机主要参数：1公称注射量，做一次最大行程射出的聚苯乙烯的量2注射压力，注射过程中最大压力3注射速度4塑化能力，单位时间塑化物料的多少5锁模力18什么是增强改性：在聚合物中加入增强材料以及改变聚合物的性能尤其是力学性能的改性方法，在聚合物中加入增强材料以及改变聚合物的性能尤其是力学性能的改性方法，增强材增强材料：玻纤，碳纤，晶须，硼纤维19什么是填料，什么是增强材料：为了改善塑料的成型加工性能，提高制品的某些技术指标，赋予塑料制品某些新的性能，或为了降低成本和聚合物单耗而加入的一类物质称填料。

⾼分⼦材料成型加⼯原理第⼀章绪论1.按所属成型加⼯阶段划分，塑料成型加⼯可分为⼏种类型？分别说明其特点。

(1)⼀次成型技术⼀次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有⼀定形状和尺⼨制品或半制品的各种⼯艺操作⽅法。

⽬前⽣产上⼴泛采⽤的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。

(2)⼆次成型技术⼆次成型技术，是指既能改变⼀次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺⼨，⼜不会使其整体性受到破坏的各种⼯艺操作⽅法。

⽬前⽣产上采⽤的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数⼏种⼆次成型技术。

(3)⼆次加⼯技术这是⼀类在保持⼀次成型或⼆次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺⼨和表观性质所进⾏的各种⼯艺操作⽅法。

也称作“后加⼯技术”。

⼤致可分为机械加⼯、连接加⼯和修饰加⼯三类⽅法。

2.成型⼯⼚对⽣产设备的布置有⼏种类型？(1)过程集中制⽣产设备集中；宜于品种多、产量⼩、变化快的制品；衔接⽣产⼯序时所需的运输设备多、费时、费⼯、不易连续化。

(2)产品集中制⼀种产品⽣产过程配套；宜于单⼀、量⼤、永久性强的制品、连续性强；物料运输⽅便，易实现机械化和⾃动化，成本降低。

3.塑料制品都应⽤到那些⽅⾯？(1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电⽓⼯业(5)化学⼯业(6)仪表⼯业(7)建筑⼯业(8)航空⼯业(9)国防与尖端⼯业(10)家具(11)体育⽤品和⽇⽤百货4.如何⽣产出⼀种新制品？(1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等⽅⾯所应具备的指标；(2)根据要求，选定合适的塑料，从⽽决定成型⽅法；(3)成本估算；(4)试制并确定⽣产⼯艺规程、不断完善。

第⼆章塑料成型的理论基础1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对⾼分⼦材料加⼯有何实际意义？2.请说出晶态与⾮晶态聚合物的熔融加⼯温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。

晶态聚合物：Tm——Td；⾮晶态聚合物：Tf——Td。

对于作为塑料使⽤的⾼聚物来说，在不结晶或结晶度低时最⾼使⽤温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连接相，因此在Tg以上仍不会软化，其最⾼使⽤温度可提⾼到结晶熔点。

《塑料注射成型》课程学习指南第一部分前言一、课程性质《塑料注射成型》课程是高分子材料加工技术（塑料成型工艺方向）专业的一门主干核心课程，根据长三角地区经济发展对高分子材料加工行业人才的实际需求，专业人才培养目标和结合高职学生的智能特点，按照我院“双证融通，产学合作”人才培养模式，课程内容框架以模拟企业真实场景和氛围，以塑料注塑工职业标准为导向，以注塑工职业工作过程为主线，以实际项目为载体，以塑料注射成型制品生产任务为驱动，使学生掌握从事塑料注射成型岗位（群）所必需的塑料注射成型理论基础、塑料注射模具设计方法和塑料注射机操作技能，具有面向注射成型岗位（群）的职业能力，为后续综合实践及顶岗实习打下基础。

二、课程理念1、以项目为载体，任务为驱动，激发学生的学习兴趣《塑料注射成型》课程突破传统以学科体系为的学习塑料注射成型操作、成型机械和成型模具的框架，构建以实际项目为载体，以“塑料注射成型制品生产”任务为驱动，以塑料注塑工职业工作过程为主线的能力培养教学模式，培养学生分析、解决问题的能力，激发学生的学习兴趣。

2、课程模块化，适应个性化教学《塑料注射成型》课程改变教学要求过于统一的状况，以塑料注塑工职业技能要求和相应的塑料注塑职业技术知识为模块，实施课程模块教学目标分级别、教学内容分级别的模块化教学，适应不同基础、不同发展方向的学生需要。

3、提倡多种学习方式，提高学生素质《塑料注射成型》课程教学充分发挥学生的主体作用，使学生在学习塑料注射成型技术的过程中学会独立处理能力、学会团队合作能力、学会组织管理能力、学会自我完善能力、学会现代创建能力，培养学生具有终身学习和可持续发展的能力。

4、创新评价方法，促进学生发展《塑料注射成型》课程在实施项目教学的过程中，结合项目各任务的特点，设计过程评价和结果评价、学生间相互评价和教师评价并重的评价方法，促使学生积极参与并重视项目学习的每一个过程，积极思考、乐于实践，勇于改进，全面提高自身的知识水平、职业技能和职业素质，培养学生的自主学习能力和激发学生的学习积极性和自信心，并为今后的可持续发展打下良好基础。

高分子材料注射成型操作过程解析
微课图片引入…Biblioteka 高分子材料注射成型操作过程解析
学习目标
&总目标：能按照注射机安全操作规程简单操作注射 机 &促成目标： （1）注射成型的原理 （2）注射成型基本操作流程

高分子材料注射成型操作过程解析
重难点及解决办法
重难点 （1）注射成型的原理 （2）注射成型基本操 作过程 解决办法 （1）利用现代教育技 术（动画、视频） （2）现场操作
注射成型原理 固态（颗粒状或粉 状）塑料 注射成型基本操作 熔融态 九个关键点
思考题



（1）注射成型所用的设备是（ ）。 A、压制机 B、注射机 C、挤出机 （2）塑料在料筒中需要进行（ ）才可以进行注射成型。 A、保压 B、加热 C、塑化 （3）塑料熔体在注射之后通常需要经过一段时间的（ ）。 A、塑化 B、保压 C、脱模 （4）在日常的学习和生活中，请你找找哪些塑料制品是采用注 射成型方法生产出来的？
知识点二 注射成型基本操作过程
加料，塑料粒子通过自动上料系统吸入到料斗，由于重 力作用，进入注射机料筒中，在外侧加热器的作用下完成熔 融，关闭安全门，合上模具，闭合的模具可以提供封闭的型 腔，机座前移，使浇口与喷嘴贴合，然后储料，为注射过程 提供足够塑化好的熔料，注射，将熔料以高速高压的形式注 入到模具型腔，注射结束需要一定时间的保压，进入型腔内 的塑料作进一步的冷却定型，最后打开模具，这时，产品已 经通过注射成型过程完成，然后利用推出结构脱出制品，这 就完成了注射成型的一个完整周期。

知识点一 注射成型原理
首先将粒状或粉状的塑料经注射机的料斗加到料筒中， 经加热熔化呈现流动状态，然后在注射机的移动螺杆快速而 又连续的压力下，从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快 的速度注入到密闭的模具内。充满模腔的熔体在受压的情况 下，经冷却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化后， 开模得到与模具型腔相应的制品。

流动性要适中： 流动性要适中：
太大：溢出模外，塑料在型腔内填塞不紧， 太大：溢出模外，塑料在型腔内填塞不紧，或树脂 与填料分头聚集。 与填料分头聚集。 太小：难于在压力下充满型腔，造成缺料， 太小：难于在压力下充满型腔，造成缺料，不能模 压大型、 复杂及厚制品。 压大型、 复杂及厚制品。
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
四、模压成型工艺和条件限制
高分子材料成型加工
模压压力的作用
促进物料流动，充满型腔提高成型效率。 促进物料流动，充满型腔提高成型效率。 增大制品密度，提高制品的内在质量。 增大制品密度，提高制品的内在质量。 克服放出的低分子物及塑料中的挥发物所 产生的压力，从而避免制品出现气泡、 产生的压力，从而避免制品出现气泡、肿胀 或脱层。 或脱层。 闭合模具，赋予制品形状尺寸。 闭合模具，赋予制品形状尺寸。
高分子材料成型加工
4.压缩率 4.压缩率 定义： 定义：粉状或粒状的热固性塑料的表观比重与制 品比重之比。即压塑料在压制前后的体积变化。 品比重之比。即压塑料在压制前后的体积变化。 Rp = d2 / d1 Rp值总是＞ 1 Rp值总是 值总是＞ Rp 越大，所需的模具装料室越大消耗模具钢材， 越大，所需的模具装料室越大消耗模具钢材， 不利于传热，生产效率低，易混入空气。 不利于传热，生产效率低，易混入空气。 解决方法： 解决方法： 预压。 预压。
高分子材料成型加工
排气
赶走气泡、水份、挥发物，缩短固化时间 赶走气泡、水份、挥发物， 过早， 过早，不能完全排气 过迟，制品表面已经固化，气体不能顺利排出 过迟，制品表面已经固化，
保压固化
经过固化后， 经过固化后，原来可溶可熔的线型树脂变成了 不溶不熔的体型结构的材料。 不溶不熔的体型结构的材料。 固化速率不高的塑料也可在制品能够完整地脱 模时固化就暂告结束， 模时固化就暂告结束，然后再用后处理来完成 全部固化过程，以提高设备利用率。 全部固化过程，以提高设备利用率。

高分子材料加工工艺 Polymer Processing Engineering 青岛科技大学材料科学与工程学院材料物理教研室高分子材料加工工艺第六章高分子材料的压制成型 2Contents 热固性塑料的模压成型橡胶制品的模型硫化复合材料压制成型 3高分子材料加工工艺第六章压制成型压制成型是高分子材料成型加工技术中历史最久，也是最重要的方法之一，广泛用于热固性塑料和橡胶制品的成型加工。

压制成型是指主要依靠外压的作用，实现成型物料造型的一次成型技术。

几乎所用的高分子材料都可用此方法来成型制品。

4根据成型物料的性状和加工设备及工艺的特点；压制成型可分为模压成型和层压成型（备注：不用模具）两大类。

模压成型包括：热固性塑料的模压成型(即压缩模塑、橡胶的模压成型(即模型硫化和增强复合材料的模压成型。

层压成型包括：复合材料的高压和低压压制成型。

压制成型的主要特点是需要较大的压力，加压的目的是加速热固性塑料和橡胶成型时的物理化学变化，防止制品出现气泡，保证制品的质量。

5但对于有些不饱和聚酯树脂的压制成型 ,因为没有低分子物析出,一般不用加压或仅需加少量的压力即可,这样的压制为低压成型或接触成型。

考虑到生产效率、制品尺寸、产品使用的特点,目前压制成型主要用于 :热固性塑料的成型、橡胶制品的成型、复合材料的成型。

第一节热固性塑料的模压成型模压成型是热固性塑料主要成型工艺,通常称压缩模塑。

其工艺过程是将模塑料在已加热到指定温度的模具中加压,使物料熔融流动并均匀地充满模腔,在加热和加压的条件下经过一定的时间,使其发生化学交联反应而变成具有三维体型结构的热固性塑料制品。

因为热固性塑料经交联固化后,其分子结构变成三维交联的体型结构,所以制品可以趁热脱模。

热塑性塑料模压成型时 ,必须将模具冷却到塑料固化温度才能定型为制品,为此需交替加热与冷却模具,生产周期长,故生产中很少采用。

目前,对有些熔体粘度较大的热塑性塑料或成型较大平而的制品时,也采用压缩模塑法。

第六章注塑成型一、简答题1.简单描述一个完整的注塑过程。

塑化物料，注塑，保压冷却，开模，脱模，合模2.注塑制品有何特点。

壁厚均匀；制品上有凸起时，要对称，这样容易加工；为加强凸台的强度．要设筋，并在拐角处加工出圆角；倾斜的凸台或外形会使模具复杂化，而且体积变大，应该设计为和分型面垂直的形状；深的凹进部分．尽可能的集中在制品的同一侧；对于较薄的壁．为避免出现侧凹，可将制品上的凹孔设计成v形槽；所有的拐角处都应有较大的圆角。

3.注塑机有几种类型，包括哪些组成部分。

按传动方式：机械式注塑机，液压式注塑机，机械液压式注塑机按操纵方式：手动注塑机、半自动注塑机、全自动注塑机按塑化方式：柱塞式注塑机、预塑式注塑机、橡胶注塑机包括以下：注射装置、合模装置、液压电气控制系统4.柱塞在柱塞式注塑机中的作用。

柱塞将注塑力传递至聚合物，并将一定的熔料快速注射入模腔。

5.挤出机和注塑机的螺杆有何异同。

注塑机的螺杆存在前进、后退运动，多为尖头，压缩比较小6.为了防止“流涎”现象，喷嘴可采用哪几种形式，描述每种形式的工作原理。

小孔型：孔径小而射程长。

料压闭锁型：利用预塑时熔料的压力，推动喷嘴芯达到防止“流涎”弹簧锁闭式：用弹簧侧向压合顶针。

可控锁闭式：用液（或电、气）动控制顶针开闭7.锁模系统有哪几种型式，描述每种型式的工作原理。

液压式，轴杆式8.注塑机料筒清洗要注意哪些问题。

1.首先使用上要注意操作的问题。

2.如果加工的物料有腐蚀性，且停机后需要一定时间才开机，则要及时对料筒进行清洗。

清洗工作应在料筒加热情况下进行，一般用聚苯乙烯作为清洗料。

在清洗结束后，立即关闭加热开关，并做结束工作。

3.如果是一般物料，清洗时一定要升温到上次实验物料的熔点之上进行清洗，否则螺杆会扭断。

后在降温到所需温度进行实验。

4.清洗时可采用高低不同转速进行清洗，容易洗净。

最后在所需转速清洗，后进行实验。

9.嵌件预热有何意义。

为了装配和使用强度的要求，理解塑件内常常嵌入金属嵌件。

9
1
2
3
5 4
6 7 8
9 13 12 6 10
图 6.3 移动螺杆式注射机 1－动模板 2－注射模具 3－定模板 4－喷嘴 5－料斗 6－螺杆传动齿轮 7－注射油缸 8－液压泵 9－螺杆 10－加热机筒 11－加热器 12－顶出杆(销) 13－锁模油缸
10
3 2 6 1 4
1
2 6 7 5 4 5 3
锁模系统组成：通常有固定模板、移动模板、合模油缸、 顶出装置等部件
最常见锁模系统结构形式：直压式和曲肘式两种
图6.9 直压式锁模系统示意图 1－合模油缸 2－后固定模板 3－移动模板 4－塑模 5－拉杆 6－前固定模板 7－锁母
32
1
4
3
3
2
2
图6.10 曲肘式锁模系统示意图 1－喷嘴 2－低压油 3－高压油 4－制品
4．塑化能力
塑化能力：机筒单位时间所能塑化的物料质量（以标 准塑料PS为准）
通常注射机在一个成形周期内所能塑化的物料量应比
实际注射量大20%左右 塑化能力与注射机最大注射量和成形周期间关系：
3.6Q G T
注射机基本参数还有：注射速度、模板移动速度、空 循环时间、模具的最小厚度和最大厚度等
6.1.2 注射模具
26
（5）喷嘴
喷嘴结构设计应尽量简单和易于装卸 喷嘴头部：一般为半球形，要求能与模具主流道
衬套的凹球面配合良好以防止注射时漏料
喷嘴孔直径：应根据最大注射量、物料性质和制
品特点而定，一般应比主流道直径小0.5~1.0mm
喷嘴类型：直通式和锁闭式两类 锁闭式喷嘴：注射机塑化物料时呈锁闭状态，以避 免熔体在塑化过程中不断从喷嘴流出（“流涎”）

高分子材料基本加工工艺《高分子材料基本加工工艺》复习题课程名称《高分子材料加工技术》任务1：认识常用橡胶1. 高分子材料将高分子化合物经过工程技术处理后所得到的材料称为高分子材料。

2. 高分子材料加工描述高分子材料加工是将高分子材料转变成所需形状和性质的实用材料或制品的工程技术。

3. 高分子材料加工的主要内容包括：①橡胶加工②塑料加工4. 橡胶的共性：①具有橡胶状弹性。

②具有粘弹性。

③有缓冲减震作用。

④对温度依赖性大。

⑤具有电绝缘性。

⑥有老化现象。

⑦需进行硫化。

必须加入配合剂。

5. 橡胶的分类：按材料来源分天然橡胶和合成橡胶；按性能和用途分通用橡胶和特种橡胶。

6. 天然橡胶的特性及缺点。

特性：①为不饱和橡胶，化学性质活泼，能进行加成反应和环化反应，能与硫磺硫化和与氧反应，硫化反应速度较快；②为非极性橡胶，易与烃类油及溶剂作用，不耐油；③在室温下无定形态，具有高弹性（在通用橡胶中仅次于BR）；在低温下或伸长时能出现结晶，属于结晶型橡胶，具有自补强性，在-70℃时为玻璃态；④具有良好的综合性能，且加工性好；⑤具有良好的耐透气性和电绝缘性。

缺点：耐油性、耐老化性（臭氧、热氧）差。

7. NR广泛应用于制造各类轮胎、胶管、胶带、胶鞋、工业制品及医疗卫生制品，是用途最广的橡胶品种。

8. 合成橡胶：合成橡胶是指由各种单体经聚合反应而制成的高弹性聚合物。

9. 合成橡胶按性能和用途分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。

10. 凡是性能与NR相近，加工性能较好，能广泛用于轮胎和其他一般橡胶制品的称为通用合成橡胶。

11. 凡是具有特种性能，专供制造耐热、耐寒、耐化学腐蚀、耐溶剂、耐辐射等特种合成橡胶制品使用的称为特种橡胶。

12. 通用合成橡胶包括丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶。

13. 非结晶性橡胶，纯胶强度较低，需用炭黑补强，否则无使用价值。

14. BR的弹性在通用橡胶中最高，最主要的缺点是抗湿滑性不佳。

高分子材料加工工艺 Polymer Processing Engineering 青岛科技大学材料科学与工程学院材料物理教研室高分子材料加工工艺第六章高分子材料的压制成型 2Contents 热固性塑料的模压成型橡胶制品的模型硫化复合材料压制成型 3高分子材料加工工艺第六章压制成型压制成型是高分子材料成型加工技术中历史最久，也是最重要的方法之一，广泛用于热固性塑料和橡胶制品的成型加工。

压制成型是指主要依靠外压的作用，实现成型物料造型的一次成型技术。

几乎所用的高分子材料都可用此方法来成型制品。

4根据成型物料的性状和加工设备及工艺的特点；压制成型可分为模压成型和层压成型（备注：不用模具）两大类。

模压成型包括：热固性塑料的模压成型(即压缩模塑、橡胶的模压成型(即模型硫化和增强复合材料的模压成型。

层压成型包括：复合材料的高压和低压压制成型。

压制成型的主要特点是需要较大的压力，加压的目的是加速热固性塑料和橡胶成型时的物理化学变化，防止制品出现气泡，保证制品的质量。

5但对于有些不饱和聚酯树脂的压制成型 ,因为没有低分子物析出,一般不用加压或仅需加少量的压力即可,这样的压制为低压成型或接触成型。

考虑到生产效率、制品尺寸、产品使用的特点,目前压制成型主要用于 :热固性塑料的成型、橡胶制品的成型、复合材料的成型。

第一节热固性塑料的模压成型模压成型是热固性塑料主要成型工艺,通常称压缩模塑。

其工艺过程是将模塑料在已加热到指定温度的模具中加压,使物料熔融流动并均匀地充满模腔,在加热和加压的条件下经过一定的时间,使其发生化学交联反应而变成具有三维体型结构的热固性塑料制品。

因为热固性塑料经交联固化后,其分子结构变成三维交联的体型结构,所以制品可以趁热脱模。

热塑性塑料模压成型时 ,必须将模具冷却到塑料固化温度才能定型为制品,为此需交替加热与冷却模具,生产周期长,故生产中很少采用。

目前,对有些熔体粘度较大的热塑性塑料或成型较大平而的制品时,也采用压缩模塑法。

第六章挤出成型工艺第一节热塑性塑料工艺特性（一）收缩率热塑性塑料加工成型中产生的热收缩产生原因：宏观：材料的热胀冷缩行为－微观：分子间自由体积发生变化。

通常高分子材料的热膨胀系数远大于金属材料、陶瓷材料。

影响热塑性塑料成形收缩的因素如下：第六章挤出成型工艺第六章挤出成型工艺1、塑料品种热塑性塑料成形过程中由于还存在结晶化形起的体积变化，内应力强，冻结在塑件内的残余应力大，分子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比则收缩率较大，收缩率范围宽、方向性明显。

另外成形后的收缩、退火或调湿处理后的收缩一般也都比热固性塑料大。

第六章挤出成型工艺2、塑件特性成形时融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。

由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。

所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。

另外，有无嵌件及嵌件布局，数量都直接影响物料流动方向，密度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小，方向性影响较大。

第六章挤出成型工艺3、进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响物料流动方向、密度分布、及成形时间。

直接进料口、进料口截面大（尤其截面较厚的）则收缩小但方向性大，进料口宽及长度短的则方向性小。

距进料口近的或与物料流动方向平行的则收缩大。

4、成形条件模具温度高，融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料则因结晶度高，体积变化大，故收缩更大。

另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时间长的则收缩小但方向性大。

第六章挤出成型工艺（二）流动性1、热塑性塑料流动性大小，一般可从分子量大小、熔融指数、表现粘度及流动比（流程长度/塑件壁厚）等一系列指数进行分析。

分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、表现粘度小；流动比大的则流动性就好。

按模具设计要求我们大致可将常用塑料的流动性分为三类：第六章挤出成型工艺（1）流动性好：尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素；（2）流动性中等改性：聚苯乙烯（例ABS·AS）、PMMA、聚甲醛、聚氯醚；（3）流动性差：聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。

4、注塑成型过程的工艺控制 4）注塑制件的成型工艺要点 熔接缝 提高熔体温度和模具温度 充模速率 注射压力和保压压力 退火处理 材料的选择 模具设计
4.2 普通注塑成型原理
4、注塑成型过程的工艺控制 4）注塑制件的成型工艺要点 表面光洁度 凹陷、缩孔 无光泽（或光泽不均）、暗纹 银丝 熔接痕 颜色不均匀 龟裂 内应力分布
塑模 按模具的浇注系统：分为冷流道模具、绝热流
道模具、热流道模具、温流道模具
4.2 普通注塑成型原理
2、注塑成型模具 1）塑模的分类 按模具的结构特征，可分为8类 单分型面模具 双分型面模具 带有活动镶件的模具 横向分型侧抽芯模具 自动卸螺纹模具 定模设顶出装置的模具 无流道模具
4.2 普通注塑成型原理
4.2 普通注塑成型原理
4、注塑成型过程的工艺控制
4）注塑制件的成型工艺要点
制品收缩和翘曲
收缩率
SL0 L1 10% 0 L0
注射压力和保压压力 熔体温度 模具温度 注射速率
4.2 普通注塑成型原理
4、注塑成型过程的工艺控制 4）注塑制件的成型工艺要点 取向和结晶 取向 结晶 料温及模温 应力
4.2 普通注塑成型原理
动 复杂而又重要 制品平面内的浇口流动，分为三个阶段：开始
阶段、过渡阶段、主流动阶段
4.2 普通注塑成型原理
4、注塑成型过程的工艺控制 2）注射成型过程（塑化、流动、冷却、定型）
及其控制 充模过程与控制 塑料熔体的充模流动形式
浇口厚度远小于制品厚度，且熔体流动速率很 大的情况：不稳定、脉动
浇口厚度小于制品厚度，且熔体流动速率较大 的情况：滞流
2）注射过程及其控制
塑化作用与控制
影响注塑过程塑化的因素

S U= t
Q V= t
合理地提高注射速度：能减少熔料在模内的温差，改善压力 传递效果，保持制品密度均匀和制品精度，缩短生产周期。 注射速度过高：（1）熔料离开喷嘴后产生不规则流动，产生大 的剪切热，易焦烧物料；（2）高速注射时，模内的气体来不及 排出，夹杂在物料中严重影响制品质量。
塑化能力
是指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的千克数。
成型周期
成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率，生产中 应在保证质量的前提下，尽量缩短成型周期中各时间。
充模时间直接反比于充模速率，一般3～5s； 保压时间：即对型腔中塑料的压实时间，一般20～120s； 冷却时间：决定于制品厚度及塑料性能，一般30～120s。
四、多级注塑
多级注塑：在一个注射过程中，螺杆向模具推进熔体时，要求实现在 不同位置上的有不同注射速度和不同注射压力等工艺参数的控制。
注射压力
保压压力
保压作用：对型腔内的熔体进行压实，是塑料紧贴于模壁以获得 精确的形状，使不同时间和不同方向进入型腔同一部位的塑料熔 合成一个整体，补充冷却收缩。
保压与射出两个阶段区别在于：射出时型腔未满,压力可 以释放,不存在压力太大的变化,以速度控制为主。而保 压阶段型腔已打满,材料流动速度已无法控制,而以压力 大小来控制。
注射成型原理
模具
成型方法简介
1. 注射成型也称注塑，是塑料的一种重要成型方法。 2. 适用原料： 除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑 性塑料都可用此法成型。注射成型也能加工某 些热固性塑料，如酚醛塑料等。 3. 成型周期 注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的 长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成 型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件 等。

种类： a.硬脂酸锌：一般塑料用（除PA除外），适合于高温模具。 b.石蜡：用于PA，适合于中低温模具。 c.硅油：效果最好，但价格较贵
使用方法： a.手涂 b.喷涂
注意：润滑剂的用量要适中，需表面处理的塑料件不可用脱模剂。
7 模具保养
模具保养——涂防锈油
四、注塑成型工艺
（二）注射成型过程 1 基本工艺流程
四、注塑成型工艺
（一）成型前的准备 1 塑料原料的检验
①塑料原料的种类 ②塑料原料的外观： 检查原料色泽、粒 子大小及均匀性等。 ③塑料原料的工艺性能测定：原料流动 性、熔融指数、收缩率、含水量、分子 量、热性质等。
2 塑料原料的着色
①染色造粒法： 色剂和塑料原料充分混合后挤出造粒 ②干混着色法： 原料与分散剂、颜料混合着色后直接注射 ③色母料着色法：原料与色母料按一定比例混合均匀后用于注射成型
先升温至比料筒中物料加工温度高20℃左右，注净后加入清洗剂最后 加入新料，用预塑的方式连续多空注射清洗即可。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、注塑成型工艺
（一）成型前的准备
5 嵌件的预热
①嵌件的安装：为满足装配和使用强度的要求，有的塑料制品含 有金属嵌件。带有嵌件的塑料制品在注射前，必须将嵌件放 进模具内的预定位置并可靠固定。
五、注塑成型工艺参数
（一）温度 1 料筒温度 ①影响料筒温度的因素
a 塑料的黏流温度或熔点：料筒温度应在粘流温度Tf （或熔点Tm） 和热 分解温度 Td 之间。对于Tf （或 Tm ）~ Td区间较窄的物料，机筒温度可相 对较低；对于 Tf （或 Tm ）~ Td区间较宽的物料，机筒温度可高一些。 b 塑料特性：热敏性塑料如POM、PVC等要严格控制料筒的最高温度和在 料筒中的停留时间。 c 塑料的分子量和分子量分布： M高，分布窄，T高 d 注射机类型：螺杆式注射较注塞式注射机料筒温度较低10~20℃。 e 塑件及模具结构：对于薄壁制件料筒温度高于厚壁制件；形状复杂或带 有嵌件的制件料筒温度也应高一些。 f 添加剂种类：为玻璃纤维或无机填料时，由于熔体流动性变差，相应提 高料筒温度；若添加剂为增塑剂或软化剂时，料筒温度可适当低些。