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隨著注射成型加工精度要求的不斷提高，除了正確選材和對所選塑料進行改性之外，如何正確選擇成型工藝條件，合理分析制品的綜合收縮率與加工工藝各參數(shù)之間的相互關系，以及收縮率產(chǎn)生的各種原因與加工因素對它的影響等是一項很重要的課題。
1 實驗部分
1.1 實驗原料
PP：1390型，注射級共聚PP，北京燕山石化公司。
1.2 設備
注射機：SZ-100／160NB，寧波塑料機械廠；
模具：鋼制注射平板模具。
1.3 試樣規(guī)格
200mm×100mm×4mm的平板。
1.4 工藝條件
表1列出PP的注射成型工藝條件。
表1 PP的注射成型工藝條件
項目 注射工藝參數(shù)
機筒溫度/℃ 180 200 210 220
注塑壓力/Mpa 60 80 100 120
保壓壓力/Mpa 40 50 60
注射溫度/℃ 200 210 220 230
注射時間/s 3 4 5 6
保壓時間/s 30 40 50 60
模具溫度/℃ 50 60 70 80
冷卻時間/ s 20 30 40 50
2 結果與討論
2.1 收縮過程和機理
仔細觀察PP試樣在表1所列各工藝條件組合下的注射情況可以發(fā)現(xiàn)，整個制品的收縮率為1％-3％，而這種收縮由三部分構成，即澆口凝固前的收縮、冷卻收縮和脫模后的自由收縮。
2.1.1 澆口凝固前的制品收縮
PP制品在澆口凝固前的收縮很大程度上取決于熔體的補償能力。物料一進入模具內，由于此時模具溫度較低，熔體溫度急速下降，而熔體的密度和粘度在不斷提高。熔體的補償能力取決于保壓壓力的大小，以及在該壓力下將熔體繼續(xù)向模內傳遞的整個充模時間。這一過程要一直持續(xù)到澆口凝固并封閉為止。因此可以認為，保壓壓力和保壓時間與這一階段的收縮關系極大，若保壓壓力大，保壓時間長，則制品的收縮率相對較低。
2.1.2 冷卻過程中的制品收縮
從澆口開始凝固直至脫模的整個階段為冷卻階段。此階段再無其它新的熔體進入模腔，PP制品的件重和密度不再變化。冷卻過程中，制品的收縮與模具溫度及冷卻速率、冷卻時間有關，冷卻速度快，制品來不及松弛，收縮率可能較小；如果模具溫度高，冷卻速度慢，分子有充分的松馳時間，收縮率就可能增大。
2.1.3 脫模后制品的自由收縮
脫模后的PP制品需在室溫下靜置一段時間，這是因為脫模后的制品還有一個自由收縮的過程。如果工藝條件設置不當，此段時間內還可能發(fā)生一些自然應力釋放后的變形。
因此，我們從制品測得的總收縮量是以上三部分之和。塑料材料產(chǎn)生收縮是正常的，但如何控制和掌握制品收縮與工藝因素的關系是一項較復雜的研究課題，必須從影響制品收縮率的工藝因素來進行分析研究。
2.2 影賂收縮率大小的工藝因素
2.2.1 模腔平均壓力對收縮率與穩(wěn)定性的影響
在PP注射過程中，熔體在特定溫度和壓力下充入模腔并一直持續(xù)到澆口封口，這一段壓力也可稱作封口壓力。封口壓力對制品收縮起決定性作用，封口壓力越高，制品收縮越?。蝗绻⑸鋾r的工藝條件和設備不能保證穩(wěn)定的封口壓力，就會使制品產(chǎn)生收縮波動，影響制品的尺寸穩(wěn)定性。
封口之前的模腔壓力取決于保壓壓力，保壓壓力實際上可看作維持保壓階段的注塑壓力，如果澆口凍封時間是一定的，那么提高保壓壓力必須使?jié)部诘姆饪趬毫μ岣?，保壓壓力對澆口封口壓力的影響實際上就反映了對收縮率的影響，而保壓壓力實際上也是注塑壓力的直接反映，圖1示出注塑壓力與制品收縮率的關系。
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