Page 23 - 《橡塑技术与装备》2021年18期（下半月塑料）

专家讲座 洪慎章·塑料压制成型

当其转变成残余应力后，制件便会在浇口附近产生很 的起因之一。取向收缩量与取向方位和取向程度有关。
大的变形，这种变形将会导致整个制件的尺寸和形状 通常，取向收缩沿着取向方位表现显著，而在与取向
发生变化。 垂直的方位上收缩值较小。此外，取向收缩的数值，
（4）尽量不在制件中使用金属嵌件，这是因为塑 一般均和取向程度成正比。
料和金属的收缩率不等，而在嵌件周围的塑料中诱发 （4）负收缩。塑件负收缩实际上是一种弹性效应，
产生残余应力，并因此导致制件在其使用过程中，在 它是指具有一定温度的制件从压注模中脱出后，因为
嵌件附近发生开裂。 模腔压力突然消失而产生的弹性体积膨胀现象。压注
（5）塑料制件壁厚应尽量设计得比较均匀，塑料 成型制件的弹性体积膨胀现象，起因于塑料本身固有
制件会因壁厚收缩不等，而在壁厚过渡部位诱发产生 的体积可压缩性。它虽然和收缩的基本概念刚好相反，
残余应力，并由此导致制件在其贮存或使用过程中发 但在考虑制件总的成型收缩时又不能将其忽略，故从
生变形。 方便起见，特将它视为一种负收缩进行处理。负收缩
（6）尽量缩小制件脱模时的模腔压力和外界压力 的大小与塑料品种、成型温度以及成型时的各种压力
之间的差值，因为此差值在制件中诱发产生脱模残余 因素（如压注成型压力、保压力和模腔压力等）有关。
应力，并导致制件脱模后发生变形。 （5）后收缩。后收缩是由塑件脱模后的时效变形
11.1.2 成型收缩率及其控制方法 所引起的收缩现象，对其可采用退火方法进行消除或
11.1.2.1 成型收缩的起因 减小。
压注成型时，主要有如下五种形式收缩。 11.1.2.2 影响成型收缩率的主要因素
（1）热收缩。高温塑料熔体在压注模内冷却定型 压注成型时，影响成型收缩率的主要因素如下。
为塑料制件时，塑料材料必须遵循的热胀冷缩之物理 （1）压力。压注成型时的压注压力、保压力和模
规律是引起制件收缩的主要原因之一，通常称为热收 腔压力等因素均对成型收缩率具有明显的影响。一般
缩。热收缩量与塑料熔体和模具之间的温差成正比。 来讲，这些压力的数值越大，制件可能产生的负收缩
（2）结晶收缩。如果压注结晶型塑料制件，则在 也就越大，负收缩与其他收缩抵消。将有利于降低制
其成型时的冷却过程中，塑料内部一般都会发生结晶。 件最终表现出的总成型收缩率。
结晶将使塑料大分子的构型由无规线团状态转变为规 （2）温度。压注时，温度包括物料温度和模具温
整的紧密排列，于是制件体积将会由此而收缩，制件 度两种。
的线尺寸也会因体积收缩而减小。因此，结晶变化也 当料温升高以后，熔体粘度将会减小。若此时的
是引起制件成型收缩的原因之一。结晶体积收缩与制 压注压力和保压力保持不变，则浇口冻结速度将会减
件中的结晶度有关，结晶度越高，结晶体积收缩量越 慢，于是延长保压时间，补缩作用增大，密度也随着
大。对于结晶型塑料制件来说，结晶体积的收缩值一 提高，所以成型收缩率降低。由上述内容分析可知，
般都比热收缩的体积收缩值大。 料温对成型收缩率的影响是收缩、结晶收缩、取向收
（3）取向收缩。由压注成型工艺可知，从加料室 缩和保压补偿作用的综合结果，如果前面三种收缩的
中压注出的塑料熔体经过模具浇道及浇口时，其流速 影响比较大，制件最终表现出的成型收缩率将随着熔
和切应力均比它们进入模腔以后的数值大得多。因此， 体温升而增大 ；反之，保压补缩作用较大时，成型收
熔体在浇注系统中流动时将会产生非常显著的取向结 缩率会随着熔体温升而减小。
构。当熔体流入模腔之后，不仅其流速和所受的切应 模具温度是控制制件冷却定型的主要因素，它对
力大幅度减小，而且也不可能一瞬间完成冷却固化。 成型收缩率的影响主要表现在浇口冻结以后至制件脱
因此，熔体在浇注系统中已经形成的取向结构将会在 模之前这段过程。而在浇口冻结之前，模温升高虽有
一定程度上被熔体中剩余的热量解取向，从而导致某 增大热收缩的趋势，但也正是较高的模温将使浇口冻
些已经伸直且有序排列的大分子链结构将会恢复到原 结时间延缓，导致压注压力和保压力的影响增强，补
来蜷曲状的无规线团状态。于是塑料将会因此而收缩， 缩作用和负收缩量均会增大。因此，总成型收缩率是
与收缩方向一致的制件尺寸也将随着收缩而减小。这 两种反向收缩效应的结果，其数值并不一定随着模温
种收缩一般称为取向收缩。很显然，它也是成型收缩 升高而增大。如果浇口发生冻结，压注压力和保压力

年
2021 第 47 卷 ·3·