塑料注塑成型技术的创新与应用

### 塑料注塑成型技术的创新与应用 在塑料成型行业中，注塑成型是一种常见的工艺，但机器容量限制了可成型部件的尺寸和重量。为了解决这一问题，出现了一些创新技术，如侵入成型技术（intrusion technique）和气体辅助注塑成型技术（Gas - Assisted Injection Molding，GAIM）。下面将详细介绍这两种技术的原理、应用及效果。 #### 侵入成型技术 侵入成型技术允许成型比注塑机最大容量更大体积塑料的部件，当注塑机容量略低于实际成型部件所需容量时，该技术就可以发挥作用。 - **原理**：侵入成型结合了注射和挤出两种方式。螺杆持续运行，直接填充型腔。当型腔填充时，在螺杆前方挤出一个缓冲垫，然后螺杆前进提供所需的注射压力。具体分为两个步骤： 1. 螺杆在后退位置旋转，将熔体注入型腔，像挤出机一样将足够的塑料挤入型腔，使一次完整的注射能完成填充型腔所需的体积。 2. 进行一次完整的常规注射，将塑料加入到已经在型腔中的材料上，达到所需的总体积。这两个步骤相对连续，使型腔稳定填充。 |步骤|描述| |----|----| |第一步|螺杆旋转，熔体注入型腔，类似挤出机工作| |第二步|常规注射，补充塑料达到总体积| - **局限性**：该技术不适用于高粘度材料，因此对高粘度聚合物不适用。 - **实验研究** - **材料选择**：为了研究侵入成型的效果，选择了具有广泛性能的样品，包括高流动性和低流动性材料、有填料和无填料的材料，以及导电和非导电共混物。具体如下表所示： |共混物编号|组成|性质| |----|----|----| |Blend 1|PPE和聚丙烯|高流动性材料| |Blend 2|高含量PPE和低含量高抗冲聚苯乙烯|低流动性材料| |Blend 3|玻璃纤维填充的PPE - 高抗冲聚苯乙烯|高流动性材料| |Blend 4|玻璃纤维填充的PPE - 高抗冲聚苯乙烯|相对低流动性材料| |Blend 5|PPE和聚酰胺66（导电）|导电共混物| |Blend 6|PPE和聚酰胺66（非导电）|非导电共混物| - **实验过程**：在LTM Demag 100吨注塑机上进行共混物的注塑成型。成型前，所有材料在90°C下干燥4小时。注塑参数如下表所示： |参数|详情| |----|----| |温度分布|料筒290°C、喷嘴280°C、Zone3 270°C、Zone2 260°C、Zone1 80°C、进料40°C| |模具温度|70°C| |常规注塑剂量|62mm| |侵入成型剂量|35mm| - **性能测试** - **力学性能**：对常规注塑和侵入成型的样品进行拉伸、缺口冲击强度和焊缝强度测试。结果表明，对于未填充的聚合物共混物，侵入成型对力学性能没有显著影响，能保持断裂应力、应变和模量。对于玻璃纤维填充的PPE共混物，也保留了所有测量的力学性能。 - **形态学**：通过透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）研究了共混物的形态。结果显示，常规注塑和侵入成型制备的共混物形态相似，这解释了相似的力学性能。但在苛刻的侵入条件下，玻璃纤维的断裂现象更明显。 - **热学和电学性能**：使用差示扫描量热仪（DSC）研究了侵入成型对导电P