热固性塑料注塑成型基础知识.docx

一、热固性塑料注塑成型技术简介
热固性塑料指在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应，交联固化成为不熔物质的一大类合成树脂。这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体或粘稠液体；在成型过程中能软化或流动，具有可塑性，可制成一定形状，同时又发生化学反应而交联固化，有时释放出一些副产物，如水等。
热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔融，在溶剂中也不能溶解。酚醛、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯以及有机硅等塑料，都是热固性塑料。
热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应，交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。
热固性塑料注塑利用螺杆或柱塞把聚合物送入注塑机机筒，聚合物经机筒加热粘度会降低，注塑机把粘度降低的聚合物注射进加热过的模具中。物料充满模具，即对其保压。此时产生化学交联，使聚合物变硬。硬的（即固化的）制品趁热即可自模具中顶出，固化后的塑料不能再成型或再熔融。
最早应用于热固性塑料成型的工艺方法是压塑法（compression moulding）和压铸法（transfer Moulding）与它们相比，注塑法（Injection Moulding）的优缺点如下：
　　注塑法比压塑法、压铸法优越处是：较快的成型周期（2～3倍），过程自动化；制品生产稳定性较好；较低的人工费；高的生产能力。
　　注塑法相对于压塑法、压铸法的缺点是：较高的设备和模具投资；压塑法可以得到较高的制品强度和较好的表面光洁度。
二、热固性塑料注塑成型工艺过程
1、热固性塑料注塑工艺步骤
热塑性塑料和热固性塑料在加热时都将降低粘度。然而，热固性塑料的粘度却随时间和温度而增加，这是因为发生了化学交联反应。这些作用的综合结果是粘度随时间和温度而呈U型曲线。在最低粘度区域完成充填模具的操作也是热固性注射模塑的工艺要求，此时物料注塑成型所需压力小，对聚合物中的纤维损害最低。
热固性塑料注塑过程一般分为锁模（合模）、注射、保压、加热固化、开模、顶出产品六个步骤，各成型步骤代表注塑成型的不同阶段，通过对注塑机参数的设定，在正常生产的情况下注塑机会自动完成。
　　热固性塑料注塑工艺过程利用一螺杆使物料流经加热过的机筒，机筒则以水或油循环于机筒四周的夹套中。螺杆可按每种材料的不同类型加以设计，稍加压缩以脱除空气并加热物料获得低粘度，在合适的工艺条件下，大多数热固性物料在螺杆中都可以得到比较好的流动性。
物料进入模具的操作是利用注射压力把螺杆高速推向前，使被塑化的低粘度物料压入模具中。这种快速流动要求在几秒（0～5）的时间里填满模腔。填充模具时物料的高速流动产生更大的摩察热会加速化学反应。模腔一旦被填满，注射压力就将降到保压压力。保压压力维持2～10秒后卸压，然后开始下一个周期塑化阶段。
加热固化过程是物料被保持在热的模具中，直至变硬，然后打开合模装置，顶出制品。制品刚顶出时可以是轻度未固化和有点柔软，在取出后1分钟或2分钟内利用制品内部保留的热量完成最终固化。热固性制品的整个生产周期为10～120秒，同制品厚度和原材料的类别有关。
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2、热固性塑料成型加工过程中注意事项
(1)利用“最低黏度”状态充填型腔。由于热固性树脂所具备的这种特殊流变行为，其“最低黏度”状态持续时间短，必须利用这一时机充填型腔。过早过晚都会造成制品充模不完全形成废品。另外，选择先进的成型设备和富有加工经验的技术人员，是确保成型高质量制品的关键因素之一。
(2)注意对温度、压力和时间三要素的控制。如果温度掌握不好，既无法充满型腔，也不能使制品固化完全，特别是注塑成型时，如果控制不好温度，物料在机筒内固化会造成整台机组报废。热固性塑料中含大量的填料或增强材料，其黏度自然比热塑性塑料大，其成型压力自然要比热塑性塑料高得多。另外，在其固化反应中，还会生成水和低分子挥发气体，水汽还易从熔体内部冒出，使制品表面留有气泡，鉴于这些情况，热固性塑料往往是采用低塑化温度，高注射压力成型。因此，热固性塑料成型过程中对温度、压力和时间三要素的控制要比热塑性塑料困难和复杂得多。
(3)按照热固性塑料成型条件和工艺要求，正确控制固化热量、固化时间，防止制品“过熟化”或“欠熟化”。
(4)热固性塑料制品出模后，通常要进行后处理。后处理一般在烘箱中进行，温度通常为120-160℃ ，时间以5～20h为宜。经过后处理的制品其性能和尺寸稳定性均得到不同程度的提高，有效改善制品在使用过程中发生变形、翘曲或开裂的问题。
(5)热固性塑料存放及使用要求要按工艺规范执行，特别是BMC原材料，防止阳光直射、勿重压、密封保存、包装无破损、低于25℃保存,遵守先进先出的原则。否则会影响材料的流动性和产品质量。