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第六章挤出成型工艺

第一节热塑性塑料工艺特性

（一）收缩率

热塑性塑料加工成型中产生的热收缩产生原因：

宏观：材料的热胀冷缩行为－微观：分子间自由体积发生变化。

通常高分子材料的热膨胀系数远大于金属材料、陶瓷材料。影响热塑性塑料成形收缩

的因素如下：

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第六章挤出成型工艺

1、塑料品种

热塑性塑料成形过程中由于还存在结晶化形起的体积变化，内应力强，冻结在塑件内

的残余应力大，分子取向性强等因素，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。

另外成形后的收缩、退火或调湿处理后的收缩一般也都比热固性塑料大。

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2、塑件特性

成形时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，有无嵌件及嵌件布局，数量都直

接影响物料流动方向，密度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小，方向性

影响较大。

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3、进料口形式、尺寸、分布

这些因素直接影响物料流动方向、密度分布、及成形时间。直接进料口、进料口截面

大（尤其截面较厚的）则收缩小但方向性大，进料口宽及长度短的则方向性小。距进料口

近的或与物料流动方向平行的则收缩大。

4、成形条件

模具温度高，融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料则因结晶度高，体积变化

大，故收缩更大。另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时间长的则收缩小

但方向性大。

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（二）流动性

1、热塑性塑料流动性大小，一般可从分子量大小、熔融指数、表现粘度及流动比（流

程长度/塑件壁厚）等一系列指数进行分析。

分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、表现粘度小；

流动比大的则流动性就好。按模具设计要求我们大致可将常用塑料的流动性分为三类：

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（1）流动性好：尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素；

（2）流动性中等改性：聚苯乙烯（例ABS·AS）、PMMA、聚甲醛、聚氯醚；

（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。

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2、各种塑料的流动性主要影响的因素有如下几点：

（1）温度

料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异，聚苯乙烯、聚丙烯尼龙、有机玻璃、

改性聚苯乙烯、聚碳酸酯、醋酸纤维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。所以前者在成形时宜调节温度

来控制流动性。

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（2）压力注射

压力增大则融料受剪切作用大，流动性也增大，特别是聚乙烯、聚甲醛较为敏感，所

以成形时宜调节注射压力来控制流动性。

（3）模具结构

浇注系统的形式，尺寸，布置，冷却系统设计，融物料流动阻力（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融料在型腔内的实际流动性。

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（三）结晶性

热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶形塑料与非结晶形（又称无定形）

塑料两大类。

所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，

变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的

一种现象。

作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定，一般结晶性料为不

透明或半透明（如聚甲醛等），无定形料为透明（如有机玻璃等）。

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（四）热敏性及水敏性

指某些塑料对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，

料温增高易发生变色、降聚，分解的倾向，具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。如硬聚

氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，聚甲醛，聚三氟氯乙烯等。

有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，但在高温、高压下也会发生分解，这种

性能称为水敏性，对此必须预先加热干燥。

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（五）应力开裂及熔融破裂

有的塑料对应力敏感，成形时易产生内应力并质脆易裂，塑件在外力作用下或在溶剂作

用下即发生开裂现象。为此，除了在原料内加入附加剂提高抗裂性外，对原料应注意干燥，

合理的选择成形条件，以减少内应力和增加抗裂性。

当一定融熔指数