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為了更好地掌握注塑技巧，我們的第一課先從塑料材料的性能講起。

目前，我們注塑所常用的塑料原料有ABS、PP、PC、PE等等。本文就幾種最常用的塑料原料作為切入點，要把握好注塑，以下的幾項塑料物性我們得好好掌握。

一、塑料三態(tài)

塑料有熱固性和熱塑性二大類，熱固性塑料成型固化后，不能再加熱熔融成型。而熱塑性塑料成型后的制品可再加熱熔融成型其它制品。

熱塑性塑料隨著溫度的改變，產(chǎn)生玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三態(tài)變化，隨溫度重復(fù)變動，三態(tài)產(chǎn)生重復(fù)變化。

塑料玻璃態(tài)時可切削加工。高彈態(tài)時可拉伸加工，如拉絲紡織、擠管、吹塑和熱成型等。粘流態(tài)時可涂復(fù)、滾塑和注塑等加工。但當(dāng)溫度高于粘流態(tài)時，塑料就會產(chǎn)生熱分解，當(dāng)溫度低于玻璃態(tài)時塑料就會產(chǎn)生脆化。當(dāng)塑料溫度高于粘流態(tài)或低于玻璃態(tài)趨向時，均使熱塑性塑料趨向嚴(yán)重的惡化和破壞，所以在加工或使用塑料制品時要避開這二種溫度區(qū)域。

二.晶形塑料

塑料分有結(jié)晶形和非結(jié)晶形，結(jié)晶塑料的分子鏈?zhǔn)?strong>有規(guī)則排列，非結(jié)晶形塑料分子鏈?zhǔn)?strong>無定型排列。

結(jié)晶形塑料有較明顯熔點，有最快結(jié)晶溫度點，保持最快結(jié)晶溫度點。并隨時間的延長結(jié)晶率能提高。對制品的屈服強(qiáng)度、彈性模量、剛硬度隨之提高，熱變形溫度和耐化學(xué)溶劑的穩(wěn)定性也有改善。收縮率隨密度增大而減小。如模具溫度過高成型制品易形成大的球晶，制品脆，力學(xué)性能降低，制品扭曲變形會增大。總之希望結(jié)晶型塑料成型制品有較高結(jié)晶率和均稱的小晶體，不希望有大的球晶體和不均稱結(jié)晶度。

1.結(jié)晶與冷卻溫度和冷卻速度關(guān)系：

塑料的結(jié)晶溫度是在熔點以下，玻璃化溫度以上。不同的塑料種類有不同的最快結(jié)晶溫度點。如“PP”的最快結(jié)晶溫度128度。

• 當(dāng)冷卻溫度處于最快結(jié)晶溫度時，冷卻時間需延長，制品容易形成大球晶，使制品發(fā)脆，扭曲變形和力學(xué)性能下降。

• 當(dāng)冷卻溫度處于玻璃態(tài)溫度時，冷卻時間短，結(jié)晶不完整。成型制品受模具壁急速冷卻，制品表面與模具直接接觸，制品表面先凍結(jié)，即停止結(jié)晶，而制品中心還沒有冷卻繼續(xù)結(jié)晶直至凍結(jié)，造成制品表層與中心的結(jié)晶度不一樣，使制品內(nèi)應(yīng)力增大，制品尺寸和形狀變化大，力學(xué)性能差。

• 當(dāng)冷卻溫度處于玻璃態(tài)與最快結(jié)晶溫度之間，冷卻時間適宜，能達(dá)到較好而完善的結(jié)晶，制品性能就好。

2. 結(jié)晶與熔融溫度關(guān)系：

• 結(jié)晶塑料加工的熔融溫度選高，并在料筒里停留時間長，而射入模具后冷卻時間要長，結(jié)晶較完整，球晶大，制品脆，力學(xué)性能下降。再生塑料的加工溫度也要提高。

• 結(jié)晶塑料加工的熔融溫度選低一點，并在料筒里停留時間短一些，而射入模具后的冷卻時間也短，結(jié)晶時間也短，晶體尺寸易達(dá)到小而均。制品力學(xué)性能好，耐磨和熱變形溫度可提高。再生塑料的加工溫度也低。

3. 結(jié)晶與注射壓力關(guān)系：

注射壓力低易生成大而完整的球晶體，注射壓力高能生成小而形狀不規(guī)則的球晶體。隨著塑料分子量增大，結(jié)晶能力降低。

三、分子取向性

塑料分子取向性是受外力的作用，高分子鏈被拉直拉長，同時球晶體也被拉長。分子取向是在外力作用下的一種形變，分子的形變能提高其拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。但在取向垂直方向上其拉伸強(qiáng)度有所下降，沖擊強(qiáng)度也有所降低，所以說分子取向有方向性。塑料加工在高彈態(tài)時易控制分子取向性，在粘流態(tài)時不可控制分子取向性。擠出成型是塑料在高彈態(tài)下加工，可控制拉伸倍數(shù)、牽引力和速度，如塑料絲、膜、管、片和板等制品。注射成型是塑料在粘流態(tài)下加工，分子取向無序，受力的大小不同，凍結(jié)速度不一樣，造成制品各處的內(nèi)應(yīng)力大小不同，發(fā)生變形翹曲。所以注射成型加工不希望有較大的凍結(jié)分子取向性。

1. 分子取向性與溫度關(guān)系：

注塑成型分子取向是在溫度和壓力作用下的凍結(jié)取向。當(dāng)模具打開時，模具內(nèi)的型腔壓力全部消失，但制品一般不可能冷卻到常溫，等制品在模外冷卻到常溫這段時間，制品中的分子產(chǎn)生解取向，取向程度就下降。所以分子取向性與溫度變化有關(guān)，當(dāng)塑料熔體溫度提高，模具溫度升高，制品壁厚增厚，冷卻時間縮短，分子取向性下降，反之增大。在注射成型過程中分子有在等溫下流動取向和非等溫下流動取向。在等溫下分子流動取向的力和量是一樣的，但在非等溫分子流動取向力和量均不一致，易引起內(nèi)應(yīng)力的不一致，造成制品變形等質(zhì)量問題。

2. 分子取向與壓力速度關(guān)系：

塑料分子取向因受力的形式和作用性質(zhì)不同，可分為剪切應(yīng)力分子取向，即流動取向和受牽引作用的拉伸取向。流動分子取向有單軸或雙軸取向，并沿著流動方向有序排列。分子取向是與作用力成正比。

注塑成型分子取向性是將熔融塑料在注射壓力的作用下，射入模具型腔，并在注射和保壓壓力的繼續(xù)作用下凍結(jié)，分子取向性大小與凍結(jié)時的壓力成正比。

3. 分子取向殘余應(yīng)力與驟冷應(yīng)力：

分子取向殘余應(yīng)力是制品成型冷卻時的凍結(jié)取向應(yīng)力和構(gòu)型體積應(yīng)變應(yīng)力。制品的凍結(jié)分子鏈在失壓下，并在使用溫度和環(huán)境溫度的變化中，成型制品中原拉直和拉長的鏈鍛要恢復(fù)到此時的自由狀態(tài)，分子鏈產(chǎn)生卷曲，制品就產(chǎn)生變形，這種情況會持續(xù)到該塑料原始自由狀態(tài)，制品變形才停止。構(gòu)型體積應(yīng)變是由于制品的幾何形狀變化，造成不同的分子取向應(yīng)力。制品內(nèi)應(yīng)力不同，收縮情況也不同。制品的凍結(jié)應(yīng)力和型體應(yīng)力，會造成制品的裂縫和受熱后尺寸不穩(wěn)定等變化。

驟冷應(yīng)力是制品在成型冷卻過程中，模溫極低，制品的冷卻速度極快情況下，造成分子取向力不一致，在厚制品上易出現(xiàn)氣泡或凹痕。

4. 結(jié)晶形塑料與非結(jié)晶形塑料的取向性：

非結(jié)晶形塑料取向松弛的時間從失壓到玻璃態(tài)，結(jié)晶形塑料取向松弛的時間從失壓到熔點。因冷卻到熔點溫度比冷卻到玻璃態(tài)溫度，當(dāng)然到熔點溫度高，所以冷卻時間短。因此在同等成型條件下，非結(jié)晶形塑料解取向時間長，制品取向應(yīng)力小，結(jié)晶型塑料解取向時間短，不易解取向，取向性就大。

5. 怎樣減少分子取向性：

分子取向性隨著分子鏈越長越多取向性越大，并受壓力，凍結(jié)溫度和時間的變化而變化?？稍谶x材和工藝上進(jìn)行調(diào)整和控制，來減小注塑制品的分子取向性。

• 提高熔體和模具溫度，使取向效應(yīng)降低。

• 降低注射壓力，保壓壓力和時間，分子取向性降低。

• 澆口減小制品的分子取向性小。

• 制品壁簿、模具溫度極低，制品來不及取向就冷卻，取向效應(yīng)減少。

• 快速沖模時熔體在高剪切力的作用下，熔體溫度升高，粘度降低，模具型腔被迅速沖滿并快速冷卻，取向力也小。

四.分子量的分布

塑料分子量分布的寬或窄，主要是看該塑料最大分子量和最小分子量之間的范圍。范圍大的即分子量分布寬，反之為窄。分子量分布寬的，加工溫度范圍大，這種塑料易加工成型，反之不易加工成型。

五.塑料降解

塑料在熱、力、氧、水和光輻射等作用下聚合度降低，這過程叫降解。塑料降解，分子量降低，大分子鏈斷裂等變化，引起塑料機(jī)械性能的下降。如彈性降低，強(qiáng)度降低，粘度降低而熔融指數(shù)提高，成型時塑料熔體發(fā)生湍流，使制品表面粗糙等不良現(xiàn)象產(chǎn)生。

注射成型是在高溫、高壓和高速下成型制品。塑料在成型時易產(chǎn)生降解，控制好成型工藝可減少或避免塑料制品降解。特別在高溫時混入氧氣和水更能使塑料降解。剪切應(yīng)力的降解，是塑料在預(yù)塑背壓和速度，注射壓力及速度作用下，使塑料的分子鏈被運(yùn)動的螺桿切割斷，并伴隨料溫上升，粘度下降而產(chǎn)生力熱降解。如熱塑性塑料反復(fù)利用重復(fù)加工制品，塑料熔融指數(shù)隨重復(fù)加工次數(shù)增加而不斷提高。如聚碳酸酯和聚丙烯塑料從第一次加工時的熔融指數(shù)到重復(fù)十次加工后的熔融指數(shù)比較相差較大?！癙C第一次加工熔融指數(shù)0.71；到第十次加工時熔融指數(shù)39.4。PP第一次加工熔融指數(shù)1.67；到第十次加工時熔融指數(shù)11.8?！彼鼈冋扯茸兿×?。物理性能降低了，這也是一種塑料降解過程。所以要有比例地利用熱塑性塑料的回料。

六.熔融指數(shù)

塑料熔融指數(shù)就是指熔體的流動性能，熔融指數(shù)越大。流動性越好，成型加工比較方便，塑料的成型流動比越大，可成型薄壁制品。塑料的熔融指數(shù)測定是用流變儀來測定。

我們國家測試標(biāo)準(zhǔn)有“GB3682-83”標(biāo)準(zhǔn)試驗條件，一般有二種以上標(biāo)準(zhǔn)試驗條件，而所得的熔融指數(shù)相差較大。我們看塑料熔融指數(shù)大小，還要看標(biāo)準(zhǔn)試驗條件的序號。如ABS塑料熔融指數(shù)測試有“GB3682-83標(biāo)準(zhǔn)試驗條件”中序號“7或9”二種標(biāo)準(zhǔn)。序號“7”的試驗溫度200℃。序號“9”的試驗溫度為220℃；序號“7”的負(fù)荷5Kg，序號“9”的負(fù)荷10Kg。顯然測試結(jié)果序號“9”的熔融指數(shù)比序號“7”的要大得多。

GB3682—83標(biāo)準(zhǔn)試驗條件

計算公式：

1．負(fù)荷P=K（D2/d4）

P：負(fù)荷， 單位：g

K：口模系數(shù)， 單位：g.mm2

D：活塞頭直徑， 單位：mm

d：標(biāo)準(zhǔn)口模內(nèi)徑， 單位：mm

2．熔體流動速率：MFR=（600×W）/t

MFR：熔體流動速率， 單位g/10min

W：切取樣條重量的算術(shù)平均值 單位：g

t： 切取樣時間間隔 單位：S

3．關(guān)于塑料試驗條件序號選用：

七.常用塑料性能：

1.ABS

ABS塑料是丙烯睛、丁二烯、苯乙烯三元共聚物。常言塑料樹脂與橡膠合成。

1) 特性：

• 無毒、著色性好的非結(jié)晶塑料。

• 硬而堅韌，剛性好，耐低溫沖擊性好，耐蠕變性好，尺寸穩(wěn)定，收縮率小0.3%，耐磨而表面光澤。

• 絕緣性能較好，耐油，耐酸，耐堿。

• 缺點耐候性差，不耐紫外線，可燃，燃燒時有橡膠氣味。

2) 加工性能：

ABS流動性一般，加工成型性能好，適應(yīng)擠出，吹塑、注塑、層合、熱成型、發(fā)泡、焊接、印刷、電鍍、金加工和拋光等類加工。并能與PVC相容，共混成ABS合金塑料。

注射加工：

• ABS吸濕性好，加工時需干燥處理，注射成型加工時含水量在0.2%。

• 熔體流動性中等，當(dāng)間隙在0.04mm時溢邊。

• 熱分解溫度在270℃左右，加工溫度可選高一點，但不能超過分解溫度。模具溫度設(shè)在50~60℃，要求制品表面光潔度高一點，模溫可設(shè)在60~80℃。在生產(chǎn)制品時可將型腔溫度設(shè)高一些，將型芯溫度設(shè)低一點。

• 制品進(jìn)料處易發(fā)生熔接痕等不良外觀，要注意選擇正確進(jìn)料口，脫模敘度一般取2度以上，頂出力和速度不宜過大，否則制品易頂白。

3) 主要用途：

家電、電器儀表、汽車、建材、日用品等領(lǐng)域里。

4) 透明ABS、透光性85%，加工性能與ABS基本相同?；貜?fù)【ABS】，查看更多

2.PP

PP聚丙烯是聚烯烴類塑料。

1) 特性：

• 無味無毒高結(jié)晶形塑料，結(jié)晶率可達(dá)95%，密度低0.9~0.91g/cm3收縮率大1~3%。

• 剛性和耐磨性好，耐高溫，如在45N/cm2的力的作用下，在102~115℃溫度下不變形。

• 電絕緣性優(yōu)異，耐電壓和耐電弧性好?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好，耐酸耐堿，不吸水。

• 耐寒性差，-5℃下沖擊強(qiáng)度急劇下降，制品發(fā)脆。對熱氧、紫外線輻射敏感，易引起降解。易燃、燃燒時有臘味。染色、印刷和粘合性較差。

2) 加工性能：

PP加工性能好，適宜注射、擠出、吹塑、熱成型、焊接、電鍍和金切加工等類型加工。

注射成型：

• PP是高結(jié)晶形塑料，熔體溫度控制在熔點左右，易發(fā)生熔體破裂及制品毛糙，成型溫度控制在比熔點稍高一點溫度，對制品質(zhì)量有利。

• 因流動性好，成型間隙在0.03mm時溢邊。

• 冷卻速度快，成型周期短，但要注意壁厚處的冷卻。

• 成型收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形和方向性強(qiáng)度差異大。

• 注意控制料溫，料溫低方向性明顯，低溫高壓時更明顯。模溫50℃以下制品不光澤，易產(chǎn)生熔接痕；90℃以上易產(chǎn)生翹曲、變形。
  

3) 主要用途：

包裝、網(wǎng)繩類、醫(yī)用、家電、汽車、日用品等領(lǐng)域里。

回復(fù)【PP】，查看更多

3.PA

聚酰胺又名尼龍：有6、66、610、612、9、11、12和1010。

1) 特性：

• PA66無毒，不霉?fàn)€。結(jié)晶度高，有明顯熔點。熔體流動性好，可成型薄壁制品。收縮率1.5%左右。

• 機(jī)械性能優(yōu)越，表面硬度大，有自潤滑性，摩擦系數(shù)小，耐磨耗，有較高的韌性、耐沖擊。

• 電絕緣性好。耐油，耐堿和耐溶劑。

• 吸水性大，尺寸穩(wěn)定性差，染色性差。

2) 加工性能：

PA加工性一般，適宜注射、擠出、吹塑、噴涂、金切加工、焊接和粘接。

注塑成型：

• 結(jié)晶度高、熔點高，但熔融溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，料溫>300℃,停留時間超過30分鐘分解PA易吸濕，加工時含水量不超過0.1%，成型時含水量超出，熔體流動性差，制品是易產(chǎn)生氣泡、銀絲等。制品通過調(diào)濕處理尺寸要脹大。

• PA流動性好，成型間隙0.02mm溢邊，直通噴嘴要流延。必需用自鎖噴嘴。通過各種填充劑增強(qiáng)其流動性就差，可用直通噴嘴成型。

• 成型收縮率大，制品易產(chǎn)生縮孔和凹痕。

• 冷卻速度易影響結(jié)晶度，一般模具溫度為40～60℃。對制品要求伸長率高、柔軟性好的薄壁制品取低 溫。對制品要求硬度高，耐磨性好，變型小的厚制品宜取高溫。

3) 主要用途：

機(jī)械零件、紡織、化工容器、電工儀表等領(lǐng)域里。

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4.PC

聚碳酸酯，是力學(xué)性能特好，耐熱性優(yōu)的工程塑料。

1) 特性：

• PC是無毒、高透明度的非結(jié)晶形工程塑料。收縮率“0.5～0.7%”；

• 力學(xué)性能好，耐沖擊強(qiáng)度高的堅硬的塑料。耐熱能輻射，并對光穩(wěn)定和耐候性好。

• 電性能好，絕緣、耐電暈。耐油、耐低溫和耐熱變形溫度高?！爸破房稍?130℃和-80℃溫度下使用。

• 熔體粘度大，不耐強(qiáng)堿，不耐紫外線，易水解開裂。

2) 加工性能：

PC成型性能一般，適宜注射、擠出、模壓，熱成型、印刷、金切加工和粘接等種類型加工。

注塑成型：

• PC非結(jié)晶形塑料，熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍大，超過300℃時呈嚴(yán)重分解，分解時無毒無腐蝕性氣體。

• 水敏性強(qiáng)，易高溫水解，成型時含水量控制在0.02%以下,否則易出現(xiàn)銀絲,氣泡和水解。

• PC流動性差，成型時間隙在0.06mm時溢邊.流動性對溫度敏感,冷卻速度快。

• 收縮率小，易加工精度高的制品，但制品內(nèi)應(yīng)力大，最好后處理，清除內(nèi)應(yīng)力。

• 粘度高，對剪切作用不敏感，冷卻快。成型模具的澆道與澆口最好粗而短。模具溫度取70～120℃。模具溫度低，收縮、伸長、抗沖擊強(qiáng)度大，但抗彎和抗壓強(qiáng)度低。

3) 主要用途：

電子工業(yè)“接插件、線圈骨架”儀表燈罩，醫(yī)療手術(shù)器械等領(lǐng)域里。

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5.POM

1) 特性:

• POM為乳白色不透明的結(jié)晶型塑料,收縮率為1.05~3%

• 機(jī)械性能好,拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彈性模量高，有自潤滑性，磨擦系小，耐磨耗低，尺寸穩(wěn)定性好。

• 電性能好，絕緣和耐電弧性好?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好，耐堿、耐油、耐有機(jī)溶耐酸性差、熱穩(wěn)定性差，240℃即熱分解。易燃燒，燃燒時裂解快。有濃重酸臭味。

2) 加工性能：

POM加工較困難，主要用于注射成型，可以擠出，吹塑、滾塑、印刷、電鍍和金切加工。

注射成型：

• POM是結(jié)晶形塑料，熔融溫度范圍窄，熔融或凝固速度快，結(jié)晶速度快，料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶，流動性就下降。

• 熱敏性強(qiáng)極易分解，240℃分解，在200℃中滯后30分鐘以上也要分解，分解時有強(qiáng)烈酸性氣體散發(fā)出來，并有腐蝕性。

• 流動性中等，成型間隙0.04mm溢邊，流動性對溫度不敏感，對壓力敏感。

• 結(jié)晶度高，收縮率大，吸水性低，一般不需干燥，為防止塑料粘水，可在85℃溫度下干燥3小時，制品表面光潔度得到提高，并有利于成型薄壁制品。

• 因POM磨擦系數(shù)低，彈性高，成型制品表面易帶皺紋，毛斑、熔接痕，縮孔，凹痕等缺陷。當(dāng)料溫略高于熔點15℃左右，模溫在75～120℃，并高速注射可改善制品表面質(zhì)量。制品脫模后在90℃左右的熱水中緩冷，可改善收縮變形和內(nèi)應(yīng)力不勻現(xiàn)象。

3) 主要用途：

機(jī)械“代有色金屬”，儀表，電器，交通等領(lǐng)域里。

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