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TPR/TPE熱塑性彈性體的注塑成型工藝
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作者:fcxzz8
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發(fā)布時(shí)間: 2014-10-21
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TPR的干燥
根據(jù)材料的特性和供料情況，一般在成型前應(yīng)對(duì)材料的外觀和工藝性能進(jìn)行檢測(cè)。供應(yīng)的粒料往往含有不同程度的水分、熔劑及其它易揮發(fā)的低分子物，特別是具有吸濕傾向的TPR含水量總是超過(guò)加工所允許的限度。因此，在加工前必須進(jìn)行干燥處理，并測(cè)定含水量。在高溫下TPR的水分含量要求在5％以下，甚至2％～3％，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小時(shí)。已經(jīng)干燥的材料必須妥善密封保存，以防材料從空氣中再吸濕而喪失干燥效果，為此采用干燥室料斗可連續(xù)地為注塑機(jī)提供干燥的熱料，對(duì)簡(jiǎn)化作業(yè)、保持清潔、提高質(zhì)量、增加注射速率均為有利。干燥料斗的裝料量一般取注塑機(jī)每小時(shí)用料量的2.5倍。
TPR染色
以SBS為基礎(chǔ)的TPE在顏色上優(yōu)于大多數(shù)其它TPR材料。所以，它們只需要較少量的色母料就可達(dá)到某種特定的顏色效果，而且所產(chǎn)生的顏色比其它TPR更為純凈。一般說(shuō)來(lái)，色母料的粘度應(yīng)該比TPR的粘度低，這是因?yàn)門(mén)PR的熔融指數(shù)比色母料高，這將有利于分散過(guò)程，使得顏色分布更加均勻。
對(duì)于以SBS為基礎(chǔ)的TPE，推薦采用聚苯乙烯類載色劑。
對(duì)于以較硬的SEBS為基礎(chǔ)的TPR，推薦采用聚丙烯(PP)載色劑。
對(duì)于以較軟的SEBS為基礎(chǔ)的TPR，可采用低密度聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物。對(duì)于較軟的品種，不推薦采用PP載色劑，因?yàn)閺?fù)合材料的硬度將受到影響。
對(duì)于某些包膠注塑的應(yīng)用，使用聚乙烯(PE)載色劑可能會(huì)對(duì)與基體的粘接力產(chǎn)生不利的影響。
注塑前需要清洗料筒
新購(gòu)進(jìn)的注塑機(jī)初用之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注塑機(jī)機(jī)筒進(jìn)行清洗或拆洗?！?br /> 清洗機(jī)筒一般采用加熱機(jī)筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。對(duì)于TPR材料，可用所加工的新料置換出過(guò)渡清洗料。
TPR的成型溫度
在加工注塑過(guò)程中，溫度的設(shè)定是否準(zhǔn)確是制品外觀和性能好壞的關(guān)鍵。下面是進(jìn)行TPR加工注塑時(shí)溫度設(shè)定的一些建議。
進(jìn)料區(qū)域的溫度應(yīng)設(shè)定得相當(dāng)?shù)停员苊膺M(jìn)料口堵塞并讓夾帶的空氣逸出。當(dāng)使用色母料時(shí)為了改善混合狀態(tài)，應(yīng)將過(guò)渡區(qū)域的溫度設(shè)定在色母料的熔點(diǎn)以上。離注塑噴嘴最近區(qū)域的溫度應(yīng)該設(shè)定得接近于所需的熔體溫度。所以，經(jīng)過(guò)測(cè)試，通常TPR產(chǎn)品在各個(gè)區(qū)域溫度的設(shè)定范圍分別是：料筒為160攝氏度到210攝氏度，噴嘴為180攝氏度到230攝氏度。
模具溫度應(yīng)該設(shè)定高與注塑區(qū)的冷凝溫度，這將能避免水分對(duì)模具的污染以致制品表面出現(xiàn)的條紋。較高的模具溫度通常會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的循環(huán)周期，但它能改進(jìn)焊接線和制品的外觀效果,所以，模具溫度的范圍應(yīng)設(shè)計(jì)定在30到40之間。
模具的填充、保壓、冷卻
在制品成型填充模具型腔的過(guò)程中，如果制品的填充性能不好，就會(huì)發(fā)生壓力降低過(guò)大、填充時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、填充不滿等等情況，從而使制品存在質(zhì)量問(wèn)題。為了提高制品在成型時(shí)的填充性能，改善成型制品的質(zhì)量，一般可以從下列幾個(gè)方面來(lái)考慮：
1）改換科悅另一系列的產(chǎn)品；
2）改變澆口位置；
3）改變注射壓力；
4）改變零件的幾何形狀。
通常將注射壓力的控制分成為一次注射壓力、二次注射壓力（保壓）或三次以上的注射壓力的控制。壓力切換時(shí)機(jī)是否適當(dāng)，對(duì)于防止模內(nèi)壓力過(guò)高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取決于保壓階段澆口封閉時(shí)的熔料壓力和溫度。如果每次從保壓切換到制品冷卻階段的壓力和溫度一致，那么制品的比容就不會(huì)發(fā)生改變。在恒定的模塑溫度下，決定制品尺寸的最重要參數(shù)是保壓壓力，影響制品尺寸公差的最重要的變量是保壓壓力和溫度。例如：在充模結(jié)束后，保壓壓力立即降低，當(dāng)表層形成一定厚度時(shí)，保壓壓力再上升，這樣可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消除塌坑和飛邊。
保壓壓力及速度通常是塑料充填模腔時(shí)最高壓力及速度的50％~65％，即保壓壓力比注射壓力大約低0.6~0.8MPa。由于保壓壓力比注射壓力低，在可觀的保壓時(shí)間內(nèi)，油泵的負(fù)荷低，固油泵的使用壽命得以延長(zhǎng)，同時(shí)油泵電機(jī)的耗電量也降低了。采用預(yù)先調(diào)節(jié)好一定的計(jì)量，使得在注射行程的終點(diǎn)附近，螺桿端部仍殘留有少量的熔體（緩沖量），根據(jù)模內(nèi)的填充情況進(jìn)一步施加注射壓力（二次或三次注射壓力），補(bǔ)充少許熔體。這樣，可以防止制品凹陷或調(diào)節(jié)制品的收縮率。
冷卻時(shí)間主要取決于熔體溫度、制品的壁厚和冷卻效率。此外，物料的硬度也是一個(gè)因素。與很軟的品種比較，較硬的品種在模具內(nèi)將較快地凝固。如果從兩側(cè)進(jìn)行冷卻，那么每0.100' 壁厚所需的冷卻時(shí)間通常將是大約10到15秒。包膠方式的制品將需要較長(zhǎng)的冷卻時(shí)間，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^(guò)較小的表面積而有效地冷卻。每0.100'壁厚所需的冷卻時(shí)間將是大約15到25秒。
注塑工藝條件的影響
1 塑料成型不完整
（1）進(jìn)料調(diào)節(jié)不當(dāng)，缺料或多料。
（2）注射壓力太低，注射時(shí)間短，柱塞或螺桿退回太早。
（3）注射速度慢。
（4）料溫過(guò)低。
2 溢料（飛邊）
（1）注射壓力過(guò)高或注射速度過(guò)快。
（2）加料量過(guò)大造成飛邊。
（3）機(jī)筒、噴嘴溫度太高或模具溫度太高都會(huì)使塑料黏度下降，流動(dòng)性增大，在流暢進(jìn)模的情況下造成飛邊。
3 銀紋、氣泡和氣孔
（1）料溫太高，造成分解。
（2）注射壓力小，保壓時(shí)間短，使熔料與型腔表面不密貼。
（3）注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，產(chǎn)生分解氣；注射速度太慢，不能及時(shí)充滿型腔造成制品表面密度不足產(chǎn)生銀紋。
（4）料量不足、加料緩沖墊過(guò)大、料溫太低或模溫太低都會(huì)影響熔料的流動(dòng)和成型壓力，產(chǎn)生氣泡。
（5）螺桿預(yù)塑時(shí)背壓太低、轉(zhuǎn)速太高，使螺桿退回太快，空氣容易隨料一起推向機(jī)筒前端。
4 燒焦暗紋
（1）機(jī)筒、噴嘴溫度太高。
（2）注射壓力或預(yù)塑背壓太高。
（3）注射速度太快或注射周期太長(zhǎng)。
根據(jù)材料的特性和供料情況，一般在成型前應(yīng)對(duì)材料的外觀和工藝性能進(jìn)行檢測(cè)。供應(yīng)的粒料往往含有不同程度的水分、熔劑及其它易揮發(fā)的低分子物，特別是具有吸濕傾向的TPR含水量總是超過(guò)加工所允許的限度。因此，在加工前必須進(jìn)行干燥處理，并測(cè)定含水量。在高溫下TPR的水分含量要求在5％以下，甚至2％～3％，因此常用真空干燥箱在75℃～90℃干燥2小時(shí)。已經(jīng)干燥的材料必須妥善密封保存，以防材料從空氣中再吸濕而喪失干燥效果，為此采用干燥室料斗可連續(xù)地為注塑機(jī)提供干燥的熱料，對(duì)簡(jiǎn)化作業(yè)、保持清潔、提高質(zhì)量、增加注射速率均為有利。干燥料斗的裝料量一般取注塑機(jī)每小時(shí)用料量的2.5倍。
TPR染色
以SBS為基礎(chǔ)的TPE在顏色上優(yōu)于大多數(shù)其它TPR材料。所以，它們只需要較少量的色母料就可達(dá)到某種特定的顏色效果，而且所產(chǎn)生的顏色比其它TPR更為純凈。一般說(shuō)來(lái)，色母料的粘度應(yīng)該比TPR的粘度低，這是因?yàn)門(mén)PR的熔融指數(shù)比色母料高，這將有利于分散過(guò)程，使得顏色分布更加均勻。
對(duì)于以SBS為基礎(chǔ)的TPE，推薦采用聚苯乙烯類載色劑。
對(duì)于以較硬的SEBS為基礎(chǔ)的TPR，推薦采用聚丙烯(PP)載色劑。
對(duì)于以較軟的SEBS為基礎(chǔ)的TPR，可采用低密度聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物。對(duì)于較軟的品種，不推薦采用PP載色劑，因?yàn)閺?fù)合材料的硬度將受到影響。
對(duì)于某些包膠注塑的應(yīng)用，使用聚乙烯(PE)載色劑可能會(huì)對(duì)與基體的粘接力產(chǎn)生不利的影響。
注塑前需要清洗料筒
新購(gòu)進(jìn)的注塑機(jī)初用之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注塑機(jī)機(jī)筒進(jìn)行清洗或拆洗?！?br /> 清洗機(jī)筒一般采用加熱機(jī)筒清洗法。清洗料一般用塑料原料（或塑料回收料）。對(duì)于TPR材料，可用所加工的新料置換出過(guò)渡清洗料。
TPR的成型溫度
在加工注塑過(guò)程中，溫度的設(shè)定是否準(zhǔn)確是制品外觀和性能好壞的關(guān)鍵。下面是進(jìn)行TPR加工注塑時(shí)溫度設(shè)定的一些建議。
進(jìn)料區(qū)域的溫度應(yīng)設(shè)定得相當(dāng)?shù)停员苊膺M(jìn)料口堵塞并讓夾帶的空氣逸出。當(dāng)使用色母料時(shí)為了改善混合狀態(tài)，應(yīng)將過(guò)渡區(qū)域的溫度設(shè)定在色母料的熔點(diǎn)以上。離注塑噴嘴最近區(qū)域的溫度應(yīng)該設(shè)定得接近于所需的熔體溫度。所以，經(jīng)過(guò)測(cè)試，通常TPR產(chǎn)品在各個(gè)區(qū)域溫度的設(shè)定范圍分別是：料筒為160攝氏度到210攝氏度，噴嘴為180攝氏度到230攝氏度。
模具溫度應(yīng)該設(shè)定高與注塑區(qū)的冷凝溫度，這將能避免水分對(duì)模具的污染以致制品表面出現(xiàn)的條紋。較高的模具溫度通常會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的循環(huán)周期，但它能改進(jìn)焊接線和制品的外觀效果,所以，模具溫度的范圍應(yīng)設(shè)計(jì)定在30到40之間。
模具的填充、保壓、冷卻
在制品成型填充模具型腔的過(guò)程中，如果制品的填充性能不好，就會(huì)發(fā)生壓力降低過(guò)大、填充時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、填充不滿等等情況，從而使制品存在質(zhì)量問(wèn)題。為了提高制品在成型時(shí)的填充性能，改善成型制品的質(zhì)量，一般可以從下列幾個(gè)方面來(lái)考慮：
1）改換科悅另一系列的產(chǎn)品；
2）改變澆口位置；
3）改變注射壓力；
4）改變零件的幾何形狀。
通常將注射壓力的控制分成為一次注射壓力、二次注射壓力（保壓）或三次以上的注射壓力的控制。壓力切換時(shí)機(jī)是否適當(dāng)，對(duì)于防止模內(nèi)壓力過(guò)高、防止溢料或缺料等都是非常重要的。模制品的比容取決于保壓階段澆口封閉時(shí)的熔料壓力和溫度。如果每次從保壓切換到制品冷卻階段的壓力和溫度一致，那么制品的比容就不會(huì)發(fā)生改變。在恒定的模塑溫度下，決定制品尺寸的最重要參數(shù)是保壓壓力，影響制品尺寸公差的最重要的變量是保壓壓力和溫度。例如：在充模結(jié)束后，保壓壓力立即降低，當(dāng)表層形成一定厚度時(shí)，保壓壓力再上升，這樣可以采用低合模力成型厚壁的大制品，消除塌坑和飛邊。
保壓壓力及速度通常是塑料充填模腔時(shí)最高壓力及速度的50％~65％，即保壓壓力比注射壓力大約低0.6~0.8MPa。由于保壓壓力比注射壓力低，在可觀的保壓時(shí)間內(nèi)，油泵的負(fù)荷低，固油泵的使用壽命得以延長(zhǎng)，同時(shí)油泵電機(jī)的耗電量也降低了。采用預(yù)先調(diào)節(jié)好一定的計(jì)量，使得在注射行程的終點(diǎn)附近，螺桿端部仍殘留有少量的熔體（緩沖量），根據(jù)模內(nèi)的填充情況進(jìn)一步施加注射壓力（二次或三次注射壓力），補(bǔ)充少許熔體。這樣，可以防止制品凹陷或調(diào)節(jié)制品的收縮率。
冷卻時(shí)間主要取決于熔體溫度、制品的壁厚和冷卻效率。此外，物料的硬度也是一個(gè)因素。與很軟的品種比較，較硬的品種在模具內(nèi)將較快地凝固。如果從兩側(cè)進(jìn)行冷卻，那么每0.100' 壁厚所需的冷卻時(shí)間通常將是大約10到15秒。包膠方式的制品將需要較長(zhǎng)的冷卻時(shí)間，因?yàn)樗鼈兛梢酝ㄟ^(guò)較小的表面積而有效地冷卻。每0.100'壁厚所需的冷卻時(shí)間將是大約15到25秒。
注塑工藝條件的影響
1 塑料成型不完整
（1）進(jìn)料調(diào)節(jié)不當(dāng)，缺料或多料。
（2）注射壓力太低，注射時(shí)間短，柱塞或螺桿退回太早。
（3）注射速度慢。
（4）料溫過(guò)低。
2 溢料（飛邊）
（1）注射壓力過(guò)高或注射速度過(guò)快。
（2）加料量過(guò)大造成飛邊。
（3）機(jī)筒、噴嘴溫度太高或模具溫度太高都會(huì)使塑料黏度下降，流動(dòng)性增大，在流暢進(jìn)模的情況下造成飛邊。
3 銀紋、氣泡和氣孔
（1）料溫太高，造成分解。
（2）注射壓力小，保壓時(shí)間短，使熔料與型腔表面不密貼。
（3）注射速度太快，使熔融塑料受大剪切作用而分解，產(chǎn)生分解氣；注射速度太慢，不能及時(shí)充滿型腔造成制品表面密度不足產(chǎn)生銀紋。
（4）料量不足、加料緩沖墊過(guò)大、料溫太低或模溫太低都會(huì)影響熔料的流動(dòng)和成型壓力，產(chǎn)生氣泡。
（5）螺桿預(yù)塑時(shí)背壓太低、轉(zhuǎn)速太高，使螺桿退回太快，空氣容易隨料一起推向機(jī)筒前端。
4 燒焦暗紋
（1）機(jī)筒、噴嘴溫度太高。
（2）注射壓力或預(yù)塑背壓太高。
（3）注射速度太快或注射周期太長(zhǎng)。
