TPE成型收缩的因素汇总

热塑性塑料品种每繁多(duō)，即使同一品种也由于树脂分(fēn)子及附加物(wù)配比不同而使其使用(yòng)及工(gōng)艺特性也有(yǒu)所不同。另外，為(wèi)了改变原有(yǒu)品种的特性，常用(yòng)共聚、交联等各种化學(xué)方法在原有(yǒu)的树脂结构中(zhōng)导入一定百分(fēn)比量的其它单體(tǐ)或高分(fēn)子等，以改变原 有(yǒu)树脂的结构成為(wèi)具(jù)有(yǒu)新(xīn)的改进物(wù)性和加工(gōng)性的改性产(chǎn)品。

例如，ABS即為(wèi)在聚苯乙烯分(fēn)子中(zhōng)导入了丙烯腈、丁二烯等第二和第三单體(tǐ)后成為(wèi)改性共聚物(wù)，可(kě)看作(zuò)称改性聚苯乙烯，具(jù)有(yǒu)比 聚苯乙烯优异综合性能(néng)，工(gōng)艺特性。

由于热塑性塑料品种多(duō)、性能(néng)复杂，即使同一类的塑料也有(yǒu)仅供注塑用(yòng)和挤出用(yòng)之分(fēn)，故本文(wén)主要介绍各种注塑用(yòng)的热塑性塑料。

收缩率

热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述，影响热塑性塑料成型收缩的因素如下：

1.塑料品种热塑性塑料成型过程中(zhōng)由于还存在结晶化形起的體(tǐ)积变化，内应力强，冻结在塑件内的残余应力大，分(fēn)子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比则收缩率较大， 收缩率范围宽、方向性明显，另外成型后的收缩、退火或调湿处理(lǐ)后的收缩率一般也都比热 固性塑料大。  

２.塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却 慢、高密度层厚的则收缩大。另外，有(yǒu)无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向，密度分(fēn)布及收缩阻力大小(xiǎo)等，所以塑件的特性对收缩大小(xiǎo)、方向性影响较大。

3.进料口形式、尺寸、分(fēn)布这些因素直接影响料流方向、密度分(fēn)布、保压补缩作(zuò) 用(yòng)及成型时间。直接进料口、进料口截面大（尤其截面较厚的）则收缩小(xiǎo)但方向性大，进 料口宽及長(cháng)度短的则方向性小(xiǎo)。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。

4.成型条件模具(jù)温度高，熔融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料则因结晶度高，體(tǐ)积变化大，故收缩更大。模温分(fēn)布与塑件内外冷却及密度均匀性也有(yǒu)关，直接影响到各部分(fēn)收缩量大小(xiǎo)及方向性。另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时 间長(cháng)的则收缩小(xiǎo)但方向性大。注塑压力高，熔融料粘度差小(xiǎo)，层间剪切应力小(xiǎo)，脱模后弹性 回跳大，故收缩也可(kě)适量的减小(xiǎo)，料温高、收缩大，但方向性小(xiǎo)。因此在成型时调整模温、 压力、注塑速度及冷却时间等诸因素也可(kě)适当改变塑件收缩情况。  

模具(jù)设计时根据各种塑料的收缩范围，塑件壁厚、形状，进料口形式尺寸及分(fēn)布 情况，按经验确定塑件各部位的收缩率，再来计算型腔尺寸。对高精(jīng)度塑件及难以掌握收 缩率时，一般宜用(yòng)如下方法设计模具(jù)：

①对塑件外径取较小(xiǎo)收缩率，内径取较大收缩率，以留有(yǒu)试模后修正的余地。 

②试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。 

③要后处理(lǐ)的塑件经后处理(lǐ)确定尺寸变化情况（测量时必须在脱模后24小(xiǎo)时以后）。 

④按实际收缩情况修正模具(jù)。 

⑤再试模并可(kě)适当地改变工(gōng)艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。

流动性

1.热塑性塑料流动性大小(xiǎo)，一般可(kě)从分(fēn)子量大小(xiǎo)、熔融指数、阿基米德(dé)螺旋線(xiàn)流动長(cháng) 度、表现粘度及流动比（流程長(cháng)度/塑件壁厚）等一系列指数进行分(fēn)析。分(fēn)子量小(xiǎo)，分(fēn)子量 分(fēn)布宽，分(fēn)子结构规整性差，熔融指数高、螺流动長(cháng)度長(cháng)、表现粘度小(xiǎo)，流动比大的则流 动性就好，对同一品名(míng)的塑料必须检查其说明书判断其流动性是否适用(yòng)于注塑成型。按模 具(jù)设计要求大致可(kě)将常用(yòng)塑料的流动性分(fēn)為(wèi)三类：

①流动性好 尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素、聚（4）甲基戍烯； 

②流动性中(zhōng)等 聚苯乙烯系列树脂（如ABS、AS）、有(yǒu)机玻璃、聚甲醛、聚苯醚； 

③流动性差 聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。 

2.各种塑料的流动性也因各成型因素而变，主要影响的因素有(yǒu)如下几点： 

①温度料温高则流动性增大，但不同塑料也各有(yǒu)差异，聚苯乙烯（尤其耐冲击 型及MFR值较高的）、聚丙烯、尼龙、有(yǒu)机玻璃、改性聚苯乙烯（如ABS、AS）、聚碳酸酯、醋 酸纤维素等塑料的流动性随温度变化较大。对聚乙烯、聚甲醛、则温度增减对其流动性影响 较小(xiǎo)。所以前者在成型时宜调节温度来控制流动性。 

②压力注塑压力增大则熔融料受剪切作(zuò)用(yòng)大，流动性也增大，特别是聚乙烯、聚 甲醛较為(wèi)敏感，所以成型时宜调节注塑压力来控制流动性。 

③模具(jù)结构浇注系统的形式，尺寸，布置，冷却系统设计，熔融料流动阻力（如 型面光洁度，料道截面厚度，型腔形状，排气系统）等因素都直接影响到熔融料在型腔内的 实际流动性，凡促使熔融料降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。

模具(jù)设计时应根据所用(yòng)塑料的流动性，选用(yòng)合理(lǐ)的结构。成型时则也可(kě)控制料温，模温及注塑压力、注塑速度等因素来适当地调节填充情况以满足成型需要。

结晶性

热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可(kě)划分(fēn)為(wèi)结晶型塑料与非结晶型（又(yòu)称无定形）塑料两大类。 

所谓结晶现象即為(wèi)塑料由熔融状态到冷凝时，分(fēn)子由独立移动，完全处于无次序 状态，变成分(fēn)子停止自由运动，按略微固定的位置，并有(yǒu)一个使分(fēn)子排列成為(wèi)正规模型的 倾向的一种现象。 

作(zuò)為(wèi)判别这两类塑料的外观标准可(kě)视塑料的厚壁塑件的透明性而定，一般结晶性 料為(wèi)不透明或半透明（如聚甲醛等），无定形料為(wèi)透明（如有(yǒu)机玻璃等）。但也有(yǒu)例外情 况，如聚(4)甲基戍烯為(wèi)结晶型塑料却有(yǒu)高透明性，ABS為(wèi)无定形料但却并不透明。 

在模具(jù)设计及选择注塑机时应注意对结晶型塑料有(yǒu)下列要求及注意事项：

①料温上升到成型温度所需的热量多(duō)，要用(yòng)塑化能(néng)力大的设备。 

②冷却回化时放出热量大，要充分(fēn)冷却。 

③熔融态与固态的比重差大，成型收缩大，易发生缩孔、气孔。 

④冷却快，结晶度低，收缩小(xiǎo)，透明度高。结晶度与塑件壁厚有(yǒu)关，壁厚则冷却慢， 结晶度高，收缩大，物(wù)性好。所以结晶性料应按要求必须控制模温。 

⑤各向异性显著，内应力大。脱模后未结晶化的分(fēn)子有(yǒu)继续结晶化倾向，处于 能(néng)量不平衡状态，易发生变形、翘曲。 

⑥结晶化温度范围窄，易发生未熔粉末注入模具(jù)或堵塞进料口。

热敏性塑料及

易水解塑料

热敏性系指某些塑料对热较為(wèi)敏感，在高温下受热时间较長(cháng)或进料口截面 过小(xiǎo)，剪切作(zuò)用(yòng)大时，料温增高易发生变色、降解，分(fēn)解的倾向，具(jù)有(yǒu)这种特性的塑料称 為(wèi)热敏性塑料。如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物(wù)，聚甲醛，聚三氟氯乙烯等。 热敏性塑料在分(fēn)解时产(chǎn)生单體(tǐ)、气體(tǐ)、固體(tǐ)等副产(chǎn)物(wù)，特别是有(yǒu)的分(fēn)解气體(tǐ)对人體(tǐ)、设备、 模具(jù)都有(yǒu)刺激、腐蚀作(zuò)用(yòng)或毒性。因此，模具(jù)设计、选择注塑机及成型时都应注意，应选 用(yòng)螺杆式注塑机，浇注系统截面宜大，模具(jù)和料筒应镀铬，不得有(yǒu)死角滞料，必须严格控 制成型温度、塑料中(zhōng)加入稳定剂，减弱其热敏性能(néng)。

有(yǒu)的塑料（如聚碳酸酯）即使含有(yǒu)少量水分(fēn)，但在高温、高压下也会发生分(fēn)解， 这种性能(néng)称為(wèi)易水解性，对此必须预先加热干燥。

应力开裂及

熔體(tǐ)破裂

有(yǒu)的塑料对应力敏感，成型时易产(chǎn)生内应力并质(zhì)脆易裂，塑件在外力作(zuò)用(yòng)下或 在溶剂作(zuò)用(yòng)下即发生开裂现象。為(wèi)此，除了在原料内加入添加剂提高开抗裂性外，对原料应 注意干燥，合理(lǐ)的选择成型条件，以减少内应力和增加抗裂性。并应选择合理(lǐ)的塑件形状， 不宜设置嵌件等措施来尽量减少应力集中(zhōng)。

模具(jù)设计时应增大脱模斜度，选用(yòng)合理(lǐ)的进料口及顶 出机构，成型时应适当的调节料温、模温、注塑压力及冷却时间，尽量避免塑件过于冷脆 时脱模，成型后塑件还宜进行后处理(lǐ)提高抗开裂性，消除内应力并禁止与溶剂接触。

当一定融熔體(tǐ)流动速率的聚合物(wù)熔體(tǐ)，在恒温下通过喷嘴孔时其流速超过某值后，熔 體(tǐ)表面发生明显横向裂纹称為(wèi)熔體(tǐ)破裂，有(yǒu)损塑件外观及物(wù)性。故在选用(yòng)熔體(tǐ)流动速率高的聚 合物(wù)等，应增大喷嘴、浇道、进料口截面，减少注塑速度，提高料温。

热性能(néng)及

冷却速度

各种塑料有(yǒu)不同比热、热传导率、热变形温度等热性能(néng)。比热高的塑化时需要 热量大，应选用(yòng)塑化能(néng)力大的注塑机。热变形温度高塑料的冷却时间可(kě)短，脱模早，但脱模后 要防止冷却变形。热传导率低的塑料冷却速度慢（如离子聚合物(wù)等冷却速度极慢），故必须充分(fēn)冷 却，要加强模具(jù)冷却效果。

热浇道模具(jù)适用(yòng)于比热低，热传导率高的塑料。比热大、热传 导率低，热变形温度低、冷却速度慢的塑料则不利于高速成型，必须选用(yòng)适当的注塑机及加 强模具(jù)冷却。

各种塑料按其种类特性及塑件形状，要求必须保持适当的冷却速度。所以模具(jù) 必须按成型要求设置加热和冷却系统，以保持一定模温。当料温使模温升高时应予冷却， 以防止塑件脱模后变形，缩短成型周期，降低结晶度。

当塑料余热不足以使模具(jù)保持一定 温度时，则模具(jù)应设有(yǒu)加热系统，使模具(jù)保持在一定温度，以控制冷却速度，保证流动性， 改善填充条件或用(yòng)以控制塑件使其缓慢冷却，防止厚壁塑件内外冷却不匀及提高结晶度等。

对流动性好，成型面积大、料温不匀的则按塑件成型情况有(yǒu)时需加热或冷却交替使用(yòng)或局 部加热与冷却并用(yòng)。為(wèi)此模具(jù)应设有(yǒu)相应的冷却或加热系统。

吸湿性

塑料中(zhōng)因有(yǒu)各种添加剂，使其对水分(fēn)有(yǒu)不同的亲疏程度，所以塑料大致可(kě)分(fēn)為(wèi) 吸湿、粘附水分(fēn)及不吸水也不易粘附水分(fēn)的两种，料中(zhōng)含水量必须控制在允许范围内，不 然在高温、高压下水分(fēn)变成气體(tǐ)或发生水解作(zuò)用(yòng)，使树脂起泡、流动性下降、外观及力學(xué) 性能(néng)不良。所以吸湿性塑料必须按要求采用(yòng)适当的加热方法及规范进行预热，在使用(yòng)时还 需用(yòng)红外線(xiàn)辐照以防止再吸湿。