浅析塑料化工工艺存在缺陷及改进

摘 要：化学化工技术的应用给人们的生活带来了巨大的变化，使得人们原本单调枯燥的生活变得丰富多彩。人们的生活环境因化学工艺产生了翻天覆地的变化，饮食衣着及住房也随之而变动，就连工作岗位的要求也与以往不同。化学化工使得人们的生活变得便利多彩，其中最典型的例子就是塑料，塑料的应用彻底改变了人们以往的生产生活方式，以轻便的身姿出现在人们的视野中，虽然应用中我们也发现了塑料对于环境产生的诸多不利影响，其在现代生产生活中的地位是不可小觑的。塑料化工工艺经过长期的演变已经发生了本质的改变，许多工艺在发展中更加先进，但就目前的工艺技术而言，塑料工艺仍就存在一定的问题，需要不断更新新的技术，摒弃从前那些笨拙的技术。针对聚丙烯（ PP） 塑料梳的主要成型缺陷，分析了缺陷产生的原因，然后根据现有条件主要通过调整PP塑料梳的注射成型工艺参数消除了缺陷，为解决类似制品的成型缺陷提供一定的借鉴。本文以塑料梳为例，将着力于塑料化工工艺的缺陷以及改进措施，以便塑料化工工艺在今后的发展中能够扬长避短，与时俱进。

关键词：塑料化工 工艺技术 实际缺陷 改进建议 塑料制品 塑料梳制品

由塑料制成的梳子其主要成分为聚丙烯，长期以来，经过大量实践表明聚丙烯比较适合用作这种对轻质和硬度要求不高的塑料制品，但是由聚丙烯制成的梳子属于扁平状且较长的注塑制成品，一般情况下，采用的模具为一模二腔式的，而且对其形状的要求较为特殊，因此在成品制成之前要充分考虑到可能出现的缺陷，也正是因为这样，由塑料制成的梳子成为研究塑料化工工艺所存在缺陷的典型例子，因为它既具有实际的操作用途，同时又较为常见，容易被人理解。

科技飞速的发展，由于工业化的发展状态已经远远超出了人们最开始发展工业的构想，其发展规模之大、速度之快、波及的范围之广已经使得世界进入一个新的局面。

不同的塑料制品要求不一样的性质，有些制品需要有良好的耐热性、可塑性、韧性等不同的品质。对于塑料梳而言，首先要有较好的韧性，这样不至于在使用过程中出现掉齿的现象。结合这一点，在制作塑料梳的工艺流程中，我们应该注意其在注塑的过程中是否会出现欠注、飞边、缩痕以及是否内含气泡等一系列问题。

第一大问题欠注，这是由于模具的型腔并没有完全的被填满，而是存在一定的缝隙，使得塑料梳在支撑室看上去有缺陷，体型上不饱满甚至还有一定的缺口。能够制造成塑料梳的原因有很多，比如说，在原材料方面的准备不够充足，熔体的温度并没有达到所要求的水平，因成型过急而导致加工成品周期变短，注塑时对其施加的压力不够，而保持一定的压力所用的时常也不够，浇筑塑料梳时系统内部的结构尺寸不合乎预估要求，螺杆的背压相对来讲又较低，注射的速度没有达到额定要求，模具的强度大大降低，以及模具的排气功能并不完善，进而导致排气不良等情况的发生。

第二大问题是飞边，该缺陷是因注塑过多导致的。飞边大多都发生在模具的分合位置上，例如动模和静模的分型面，滑块的滑配部位、镶件的绝隙、顶杆孔隙等处，飞边在很大程度上是由于模具或锁模力失效而造成。其主要原因为是由于锁模力度不够； 塑料梳模具排气不良，受压的空气会使模具的分型面胀开而出现飞边； 塑料的流动性过大，塑料的注射量低于模腔的容积，造成塑料梳表面局部下陷而产生的缺陷。其主要原因为模腔内塑料不足； 熔料温度过高或过低； 流道不合理、浇口的截面过小； 冷却阶段时接触塑料的面温度过热； 冷却效果不好，制品脱模后继续收缩。模温与塑料性质不相适应等在成型塑料梳时，有可能会在侧壁内部产生如图5 所示的大量气泡。这些气泡属于真空泡，造成的原因往往是由于充注进的塑料量不足或是冲入时的压力较低。在模具的急剧冷却作用下，与型腔接角的熔体牵拉，造成体积损失的结果。

第三大问题是剂用量过多，所设置的温度、压力、速度过高等。当塑料溶料被迫从数字的分型面及挤出来时，周围会出现过多的塑料溶料，他们凝固后便是我们所看到的飞边状态。这种情况大多发生在动模和静模的分型面上，多数时候是由于模具的失效造成的。模具内无法得到良好的排气，导致模具的分型面出现膨胀情况，这样也会导致制成品的飞边出现。至于缩痕，它的原因则类似于其他两个，导致缩痕的主要因素是由于塑料的注射量低于模腔的实际容积，成型时便会出现塑料梳表面的局部下陷，无法使用。当注塑时，若所施加的压力不足或给的压力低于正常值，则会在塑料梳内产生大量的气泡，这些真空的气泡，在模具的急剧冷却作用的催化下，导致与型腔街角的熔体被牵拉，从而造成了提及损失的后果。

基于上述讨论，再生产熟料梳的过程中应充分考虑这些影响因素，在尽量避免的同时还应该采取一些措施以防对制成品造成一定的损失。而在采取措施时，应该主要从温度、注塑压力、注塑速度三个方面入手，减少其对产品的影响。塑料梳的注射成型是一个复杂的过程，其是否合格与原料、模具、成型工艺参数、注塑设备、操作人员水平等多种因素有关，其中成型工艺参数对塑料梳的影响最为明显。合理的工艺参数主要是保证PP 塑料熔体良好塑化、顺利充模、冷却与定型，从而生产出合格的塑料梳。温度、注塑压力和注射速度（ 注射时间） 是影响塑料梳注射成型工艺的重要参数，此外还有注塑量与合模力等问题。

一、温度对塑料梳成型时缺陷的影响

这里所指的温度包括喷嘴口喷塑时的温度、料筒装料时的温度、以及模具在正常生产正常工作环境下的温度。对前两个温度的控制的主要目的是控制住聚乙烯塑料的流动能力和保证成功的冷确定型。若想要保证聚乙烯塑料能够正常的流动且不能使熔体在整个过程中发生变质或者在莫一温度下分解，料筒的最适温度是在聚乙烯塑料的粘流态温度和热分解温度之间。其分布原则是前高后低。

注塑压力主要用于克服PP 塑料从料筒向模具型腔的流动阻力，给予熔体一定的充模速率及对熔体进行压实等。它的大小取决于注塑机的类型、塑料的品种、模具浇注系统的结构、尺寸与表面粗糙度、温度、制品的厚度及流程的大小等，关系十分复杂。注塑压力如果过大，塑料梳可能产生飞边或在型腔内镶嵌过紧造成脱模困难，强制顶出会损伤塑料件等问题。注塑压力过小，则会产生缩痕或欠注，甚至造成不能成型等现象。

注塑的压力必须控制在要求的范围之内，虽然可以有微小的误差，但整体范围是一定的。注塑压力主要控制在注塑的过程中克服从料筒内向模具型腔内流动时聚乙烯塑料产生的阻力。在整个生产过程中，压力应始终控制在一个固定的数量范围内，不但要达到一个额定的数值，还要将其稳定在该数值，直到注塑过程的结束，若产生不连续的注塑，也会对产品产生很大的影响，甚至变成不合格产品。

注射速度是为了防止PP 熔体通过喷嘴后产生冷却，因此PP 熔体必须在短时间内充满型腔，所以除了熔体必须有足够的注塑压力外，还必须具有一定的流速。合理的选择注射速度可改善压力传递效果、减少模具型腔内熔体温差，可得到密度均匀，应力小、尺寸精度高的塑料梳，因此注射速度不能过低也不能过高。如果过低，则熔体充模时间长，塑料梳易形成熔接痕，密度不均，内应力大； 如果过高，熔体在高速流经喷嘴、浇口等处时，易产生大量的剪切热而降解和变色，并出现吸入气体和排气不良等现象，从而直接影响塑料梳的质量。同时高速注塑也不易保证注塑压力与保压压力的撤换，形成过量注塑而使梳子出现飞边。

二、注塑速度对塑料梳成型时缺陷的影响

注塑的速度需要特别的掌握，在注塑的整个过程中速度都是特殊规划的，在任何环节出现任何问题都会导致上述问题的产生，从而影响整体制成品的质量以及其在市场的销量。

三种工艺参数下PP 塑料梳的成型情况温度、注塑压力、注射速度三者之间相互影响，相互制约，表1 所示为这三种工艺参数下PP 塑料梳的成型情况。

从表1 可以得出以下几点： ①当温度设置的较高时，注塑压力和注射速度可以选择小一些的参数；②当温度不变时，注塑压力和注射速度过小，塑料梳缺陷以欠注和缩痕为主； 当注塑压力和注射速度过大时，塑料梳缺陷以气泡和飞边为主； ③只要调整好注塑压力和注射时间，可以在不同温度下成型出合格的塑料梳； ④可以通过调整注射成型工艺参数消除模具末开排气槽的所带来的制品缺陷。除以上三个工艺参数外，合模力的合理选择也很重要，它要能保证模具不被型腔压力所形成的胀模力顶开，保证塑料梳成型完整、尺寸精确。合模力如果过小则会造成飞边，过大可能会损坏模具。3 其它因素对聚乙烯塑料梳成型的影响及解决措施在注塑过程中，除工艺参数外，调模等原因也会影响塑料梳的成型，如在调模时锁模机铰未伸直，或开、锁模时调模的螺母松动便会造成锁模力不足而出现飞边现象。因此在调模时，首先应将锁模机铰伸直，并确保调模的螺母处于紧固状态。另由于塑料梳模具未开设排气槽，给试模带来一定困难，如果条件允许，也可通过修模方法来消除一些缺陷，如在塑料易产生气泡的部位开设排气槽来消除气泡等缺陷。 聚乙烯塑料梳子的成型缺陷与注射成型工艺参数、模具等因素有关，由于受现有生产条件限制，主要通过调整注射成型工艺参数来控制制品质量，从而达到消除缺陷的目的。采用表1 能够达到合格的注射成型工艺参数，经过连续试制，消除了各种缺陷，生产出了合格的聚乙烯塑料梳。

一方面，我们需要大力支持工业生产，这样我们的生活才会更加有效率。另一方面，世界各国都对现今的环境问题采取了各种不同的手段和措施，也对一切能够产生污染的行业进行限制和改革，对污染物进行再加工或其他处理方式，使得其变为环境友好型物质后再进行排放。而塑料制品虽然给我们的生活带来了很大的便利，也是我们遭受了很多的环境问题，在对待塑料制品的问题上，我们应持扬长避短的态度，既要再日常中应用塑料制品，又要减少其对环境的危害和对圣体健康的影响，从而使塑料行业成为一个双赢的行业。

聚丙烯（ PP） 塑料梳属于扁平而较长的注塑制品，为提高生产效率，在模具设计时采用1 模2 腔，又由于塑料梳形状较为特殊，在成型时要考虑可能出现的缺陷，如气泡、欠注、缩痕等，因此合理设计浇口位置、浇口形式、分型面、推出机构、排气系统等结构很重要。此塑料梳模具采用侧浇口，从塑料梳头部进料，分型面选择中性面，未设置排气系统。但在试模时，PP 塑料梳出现了各种缺陷，如果采用反复修模、试模或采用CAE 技术来控制或消除缺陷，则费时、费料、费力，且成本较大。因此受现有条件的限制，笔者主要通过调整其注塑成型工艺参数消除缺陷，以求生产出合格制品。

初上述提到的情况以外，注塑制品还可能出现银纹，包括表面气泡和内部气孔。造成缺陷的主要原因是气体的干扰。例如：

1.机台方面

1.1料筒、螺杆磨损或过胶头、过胶圈存在料流死角，长期受热而分解。

1.2加热系统失控，造成温度过高而分解，应检查热电偶、发热圈等加热元件是否有问题。螺杆设计不当，造成个解或容易带进空气。

2.模具方面

2.1排气不良。

2.2模具中流道、浇口、型腔的磨擦阻力大，造成局部过热而出现分解。

3.塑料方面

3.1塑料湿度大，添加再生料比例过多或含有有害性屑料（屑料极易分解），应充分干燥塑料及消除屑料。

3.2从大气中吸潮或从着色剂吸潮，应对着色剂也进行干燥，最好在机台上装干燥器。

4.加工方面

4.1设置温度、压力、速度、背压、熔胶马达转速过高造成分解，或压力、速度过低，注射时间、保压不充分、背压过低时，由于未能获得高压而密度不足无法熔解气体而出现银纹，应设置适当的温度、压力、速度与时间及采用多段注射速度。

4.2背压低、转速快易使空气进入料筒，随熔料进入模具，周期过长时融料在料筒内受热过长而出现分解。

三、结束语

随着科学技术的引进与迅猛发展，近年来工业化的发展带动了许多行业的繁荣和兴盛，在各行业不断蓬勃发展的过程中也出现了许多问题，其中包括政策上的弊端和实际生产、操作中的技术问题。前一个问题导致的是整个行业管理上的失控，而后一个问题影响的则是该行业的工作效率和进步提升。因此，只有在发展中找到问题的所在，并找到产生问题的原因以便可以及时的加以预防和制止，这样才能缺的更高的生产效率，才能使科学技术不断发展进步。塑料工艺的发展也体现了一个国家工业的发展水平，进而体现了该国家对于工业化发展的重视程度。塑料工艺应当及时改进，随着工业化的发展，国家给予的重视程度不断加强，塑料工艺应当乘着国家发展的主体趋势，应该形成自己的生产行业和生产线，具有固定的发展空间，这样既使得该行业的到了足够的发展空间，同时也节约了许多场地，避免了浪费现象的产生。另外集中的管理也有助于工业废渣的处理和解决，减少对环境造成的危害。

参考文献

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