一、注塑性能
1. 结晶性，收缩率 分子结构简单、对称性高的聚合物从高温向低温转变时都能结晶，如聚乙烯，聚丙烯，聚偏二氯乙烯，聚四氟乙烯等；一些分子链节较大，但分子之间作用力也很大的聚合物也可以结晶，如聚酰胺，聚甲醛等；分子链上有很大侧基的聚合物一般很难结晶，如聚苯乙烯，聚醋酸乙烯酸，聚甲基丙烯酸甲酯等；分子链刚性大的聚合物也不能结晶，如聚砜，聚碳酸酯，聚苯醚等。 结晶聚合物一般都具有耐热性、非透明性和较高的强度。 结晶程度越高，体积收缩越大（收缩率越大），易因收缩不均而引起翘曲。 结晶必须发生在塑料的玻璃化温度之上，熔点之下。一般没有明确的熔点，对称性高的熔点高，对称性低的熔点低。 冷却速度提高以及模温降低，结晶度降低，密度减小。 切应力和剪切速率增大，取向程度将提高，结晶速度和结晶度增大；但作用时间太长，变形松弛使取向结构减小或消失，结晶速度又会减小。 压力增大，聚合物结晶温度将提高，结晶度将增大，密度增大。 聚合物沿料流方向收缩大，强度高；与料流垂直方向收缩小，强度低。 厚度越大，收缩也越大。 塑料品种各种塑料都有其各自的收缩范围，同种类塑料由于填料、分子量及配比等不同，则其收缩率及各向异性也不同。塑件特性塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件，嵌件数量及布局对收缩率大小也有很大影响。模具结构模具的分型面及加压方向，浇注系统的形式，布局及尺寸对收缩率及方向性影响也较大。预热情况、成形温度、成形压力、保持时间、填装料形式及硬化均匀性对收缩率及方向性都有影响。成形时由于塑件各部位密度及填料分布不匀，故使收缩也不匀。产生的收缩差使塑件易发生翘曲、变形、裂纹 结晶塑料（收缩率） 非结晶塑料（收缩率） PE(1.5~3.5) PTEE() PS(0.5~0.8) PPO(0.5~1.0) EP(0.1~0.5) 未知（收缩率） MF(0.5~1.5) 塑料名称 PA1010 塑料制品壁厚/mm 1 0.5~1 PP HDPE POM 1~2 1.5~2 1~1.5 2~2.5 1.5~2 2~2.6 105~120% 2 3 1.1~1.3 4 2~2.5 5 1.8~2 2.5~3 - 2.5~3.5 120~140% 110~150% 2~2.5 6 7 8 >8 高度/水平的收缩率百分比 PP( 1.0~2.5) PVDF() PSF(0.4~0.8) UF(0.6~1.4) PA() PET(2.0~2.5) POM(1.2-3.0) PBT(1.3~2.4) PC(0.3~0.8) PF(0.4~0.9) PMMA(0.2~0.8) 硬PVC(0.6~1.5) ABS(0.4~0.7) 2.5~4 70% 1.4~1.6
2. 各个转化温度，热敏性（热降解）
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热降解：由于聚合物在高温下受热时间过长（或浇口截面过小，剪切作用大时）而引起的变色降解反应。 一般情况下，热降解温度稍高于热分解温度，所以生产中产将热分解温度作为热稳定温度。 对于热稳定性差的塑料可以考虑加入稳定剂。如硬PVC、POM 塑料(结晶) 玻璃化温度 熔化温度 分解温度 塑料(非结晶) 玻璃化温度 熔化温度 分解温度 塑料(结晶) HDPE 压力MPa 热变形温度 压力MPa 热变形温度 压力MPa 热变形温度 塑料(非结晶) 压力MPa 热变形温度 塑料(非结晶) 压力MPa 热变形温度 塑料(非结晶) 压力MPa ABS 1.82 83-103 PC 1.82 0.45 0.45 90-108 PS 1.82 65-96 PVC 1.82 0.45 67-82 0.45 HIPS 1.82 0.45 PS+20~30%GF 1.82 82-112 0.45 1.82 48 0.45 60-82 PP 1.82 56-67 0.45 POM 1.82 0.45 PBT 1.82 0.45 150 ABS 170 260 PS 100 150~240 300~400 PC 150 220-260 300 PVC 87 150~220 200~300 PMMA 105 160 270 PPO 211 268 330 HDPE -110~ -80 105~135 335~450 PP -20 165~180 350~380 PA6 45 228 310~380 PA66 45 264 POM -85 183 222 PET 80?165? 257~265 290~350 102-115 110-157 138-174 70-200 PA66 1.82 0.45 塑料(结晶) PA6 1.82 80-120 0.45 PA6+30%GF 1.82 0.45 PA66+30%GF 1.82 0.45 149-176 245-262 265-292 0.45 148 140-176 204-259 216-264 82-121 PA610+40%GF 0.45 1.82 0.45 PA1010 1.82 塑料(结晶) PA610 1.82 57-100 149-185 200-225 215-226 55 64-92.5 PMMA 1.82 68-99 0.45 74-109 PMMA/PS 1.82 85-99 ASA 1.82 0.45 0.45 130-135 132-141 54 PPO 1.82 0.45 PSU 1.82 PSU+30%GF 0.45 1.82 0.45 2
热变形温度 175-193 180-204 174 182 185 191 80-102 106-108
3. 吸湿性，水敏性（水降解） 水降解：某些基团很容易在注射温度和压力下被聚合物中的水分分解。如果基团位于聚合物主链上，被水解之后聚合物平均分子质量降低，制件力学性能将变差；位于支链上则影响不大。 易产生水解的基团：酰氨基，酯基，醚基，腈基 对于吸湿性很大的聚酯，聚酰胺，聚醚等原材料必须要采取干燥措施。控制含水量到0.03%~0.2%以下。 材料名称 ABS POM PMMA PA6 PA66 PC PSF PETP 吸水率% 0.2~0.45 0.22~0.35 0.3~0.4 1.3~1.9 1.5 0.24 0.22 允许含水量% 0.1 0.1 0.05 0.1 0.1 0.01~0.02 0.1 0.05~0.1 0.05~0.1 材料名称 PPO PE PP PS PPS 氯化聚醚 聚酚氧 PVC PBTP 吸水率% 0.07~0.2 <0.01 <0.03 0.03~0.1 0.02~0.08 0.01 0.13 允许含水量% 0.05 0.5 0.5 0.1 0.1 0.01 0.05 0.08~0.1 0.01 PA9,11,610,1010
4. 流动性 相对分子量小分布宽、熔融指数高、螺旋线长度长、表观黏度小、流动比大则流动性好；平均相对分子质量高但分布窄的塑料流动性差。 流动性太差，注塑时不易充满模腔；流动性太大时，易飞边，严重时还会黏膜，使制品不易脱模，并使模具清洗不易。 料温、模温、压力与流动性基本呈正比，料温不能提高时，提高模温也可以增加流动性。但有些塑料对温度比较敏感，有些对压力比较敏感。 流动性好： PE、PP、PA、PS、CA 流动性中等：POM、HIPS、ABS、PMMA、聚氯醚 流动性差：PC、硬PVC、PPO、PSF、氟塑料
塑料 对温度敏感度 表1 一些塑料粘度受温度的影响程度 PS PE 、PP CA PMMA、PC 、PA 最高 较高 高 一般 POM 差 表3 压力对塑料熔体粘度的影响 序号 1 2 3
名称 PS PS 熔体温度/℃ 196 180 压力变化范围/MPa 0～126.6 14～175.9 粘度增大倍数 134 100 3 4 HDPE PP 14～175.8 14～175.8 4.1 7.3
表4 塑料熔体粘度对剪切速率的敏感度 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 塑料 ABS（最敏感） PC PMMA PVC PA PP PS LDPE（最不敏感） 敏感度 对剪切的敏感度依次降低
5. 冷却速度
6. 取向 分为拉伸取向和流动趋向。注塑一般为流动取向。 流动取向可分为：单轴取向，多轴取向（平面取向）。 《塑料成型加工与模具》42~45页
7. 氧化降解、应力降解、毒性、腐蚀性、 对于氧稳定性差的塑料可以考虑加入抗氧剂。 聚乙烯和聚丙烯燃烧时,会闻到石蜡或煤油的气味,没有多少刺激性。但聚氯乙烯和ABS受热分解时释放出的氯乙烯、氯化氢或丁二烯等对人体都有较大的刺激性。
无论裂解出什么气体,对人体都有危害。裂解出的低分子有机物会经呼吸道侵入人体,同时空气中的有害成分对五官特别是眼黏膜有刺激和麻醉作用。人体吸入高浓度有害空气,或长时间在带有有害成分的空气环境下工作,可能会引起胸闷、恶心、头晕、头痛、乏力、呕吐和神经衰弱。
除聚合物本身受热会裂解有害气体而使聚合物带有一定的毒性和刺激性外,聚合物中的添加剂也要加以考虑。如稳定剂中的铅盐、钡盐、镉盐、有机锡,增塑剂中的邻苯酸酯类化合物,着色剂中的铬化物等,受热后都有可能随同蒸气进入空间,对人体产生不利的影响。
二、注塑工艺
1. 成型前的准备 1）造粒、原料检验 对于粉状物料，在注射成型前，经常还需要将其配制成粒料。
原材料的检验包括三个方面:一是所用原材料是否正确,是否能满足制品的使用要求(品
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种、规格、牌号等) ;二是外观检验 (色泽、颗粒形状及均匀性,有无杂质等) ;三是物理性能检验(包括熔体指数、流动性、热稳定性、含水量指标及收缩率等)。
2）着色 原料：染料和颜料。颜料是塑料的主要着色剂，分为无机颜料和有机颜料。
染料：着色力强，色彩鲜艳；但对热、光和化学药品的稳定性比较差。成型温度不高又希望制品透明时，可采用耐热性较好的蒽醌类和偶氮类染料。 无机颜料：对热、光、化学稳定性高价格低，但色泽不鲜艳，只能用于不透明制件的着色。 有机颜料：着色特性介于染料和无机颜料之间，对热、光、化学稳定性一般，但色彩较鲜艳，用低浓度着色可得到彩色的半透明制件。 注射制件着色最常见的方法是采用色母料着色,即将原材料颗粒与色母料按一定比例混合均匀,直接加入注射机料斗中。该方法简单实用,着色均匀,但成本偏高。优点是着色剂在物料中容易均匀分散，制件色泽鲜艳和无颜料粉尘。并有利于自动化。但不适用于无混炼功能的注塑机（柱塞式）。
对于原料为粉料的注射成型,一般采用的是造粒染色,即把粉料和颜色母料经过挤出造粒,获得颜色均匀的颗粒料。 3）干燥 防止出现气泡和银纹等缺陷。 干燥的方法很多,应根据塑料性能、生产批量和具体干燥设备 边行选择。批量较小的多采用热风循环烘箱和红外线加热烘箱干燥;大批量的通常采用沸腾干燥和气流干燥;高温下易氧化变色的塑料,如聚酰胺,则采用真空烘箱干燥为好。
干燥温度和时间以及料层厚度是影响干燥效果的主要因素。温度越高,低分子及水分挥发越快,但不能超过塑料的软化温度或熔点,否则料易变软结成团,使加料困难,干燥温度一般为100°C左右；较长的干燥时间有利于提高干燥效果,但易造成能源浪费,对热稳定性差的塑料还会引起分解变色;若料层过厚,由于塑料导热性差,在同样的干燥条件下会使表层和中心层干燥效果不同。因此料层厚度以20~50mm为宜。 空气循环干燥箱：物料厚度以12~20mm左右为宜，最厚也不要超过30mm，以利于空气循环流通。 抽湿干燥机：大批量物料 料斗干燥：能与注塑机相连，还可防止吸湿性塑料再次吸湿。 一般需干燥：ABS,PA,PMMA,PC,PPO,PBT 一般不需干燥：PE,PP,PS,PVC,POM
空气循环干燥箱的干燥工艺条件 塑料 PVC PC ABS PSF PPO 温度°C 70~80 120 85~96 120~140 95~110 时间h 3~4 6~8 4~5 3~4 2~4 塑料 POM PMMA PETP PBTP 温度°C 110 90~95 130 110~120 时间h 2 6~8 3~4 3~4 料斗中的干燥工艺条件
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