Page 19 - 《橡塑技术与装备》2018年16期（8月下半月 塑料版）

专家讲座 洪慎章·注塑工艺及模具设计

是一模多腔小制件浪费率达 15%~25%，甚至更高， 短 ；若制件较厚，固化时问缩短更明显。这使模具温
故采用无浇注系统凝料的流道模具有重大意义。这种模 度控制较为困难。模温偏低会延长固化周期，或使固
具称为热固性塑料的温流道注塑模。此种温流道注射要 化不完全，致使塑料件性能下降。倘若模温偏高，低
使流道内物料始终保持熔融状态， 为此对模具的温流道 黏度熔体会到处钻模形成飞边。 靠近模壁的熔体黏度
部分单独设置一个低温区，温度大致在 105~110℃范 迅速越过最低点而过早固化，会使塑料件表层发暗出
围。此温流道板用热水或热油循环保温，而型腔部分 现流痕和黏模。局部熔体过早固化， 还会使塑料件某
是高温区。 些部分缺料。模内熔体受热时， 一方面由于分子链活
6.2.1.2 模内流动和固化 动性增大使黏度降低 ； 但另一方面因固化反应而使黏
热塑性塑料熔体充模时模壁温度低于熔体温度， 度大增。图 329 所示是两个相反的综合影响结果。
使靠近模壁处的熔体迅速冷却生成冻结皮层。靠近冻
结层处熔体黏度高于中心层，流速沿断面呈抛物线分
布， 如图 328(a) 所示。热固性塑料熔体充模时，模壁
温度高于熔体温度，不会产生冻结层。接触模壁处熔
体因受到加热反而使黏度降低。除紧邻模壁薄层因摩
擦阻力流速较低外，整个断面流速分布相近，形成 “ 活
塞流 ”，如图 328(b) 所示。

1 一物料黏度的物理变化 ； 2 一化学交联使黏度增加 ；
3 一热固性塑料综合黏度曲线
图 329 热固性塑料黏度与加热温度、时间的关系
综上所述，热固性塑料注塑模具的总体结构设计
时必须考虑如下特点 :
(1） 制件尚未固化前树脂黏度比热塑性塑料低，
图 328 熔体充模流速分布比较 对于 0.01~0. 02 mm 缝隙也会溢出。
热固性塑料熔体的充模流速分布特性，与粉状料 (2） 制件成型后硬而脆。其分型面上的飞边和钻
压制成型相比，型腔中充模终止时的塑料熔体温度均 入缝隙的溢料使清理困难。易破碎的小片会磨损模具
匀一致 ，没有明显的内外层 ，固化程度不易区别 。 表面。
因 此， 注射充模塑料件在整个断面上有较均匀一致的 (3） 热固性塑料的摩擦因数和收缩率较小。塑料
力学和电绝缘性能。但是这种充模流动，在模具高温 件对型芯包紧力较小，开模时易滞留在型腔的一侧。
模壁外的流速很高，对模壁产生很大摩擦、磨损。特 (4） 塑料熔体对模具成型表面有较严重的磨蚀磨
别是在流道和型腔的狭窄通道处，壁面磨损甚。 损 。
热固性塑料充模后固化交联成三维网状结构。不 (5） 模具工作温度远高于室温，使室温下的装配
会出现大分子链的取向， 也很少产生熔体破裂现象。 间隙很难控制。室温下过小间隙会使工作时的运动零
但是纤维状的填料在充模流动中会出现流动取向，使 件产生咬死和拉毛现象。
制件在流动方向的力学性能和收缩率高于垂直流动方 6.2.2 模具设计要点
向。 许多重要设计步骤，如模具的强度和刚度计算等，
热固性塑料熔体在充模过程中， 近模壁处的流速 与热塑性塑料注塑模相同或相似，这里从简。
高且速度梯度大，与型腔面的传热系数高，又会产生 6.2.2.1 模具设计过程
不容忽视的摩擦热。这使充模熔体很快达到固化温度。 图 330 所示是 — 模八腔的酚醛塑料注塑模。因
与其他成型方法比较，同样厚度制件固化反应时间最 制件太小和飞边过多，如采用压制模生产则效率太低，

2018 第 44 卷 ·3·
年