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五大通用塑料的注塑成型工艺详解
“塑料性能乃注塑技术之本”，掌握各种塑料的工艺性能及特性，是每一位注塑工作者必须懂得的基本专业知识，塑料的性能是设定“注塑工艺条件”的依据，也是在分析注塑过程中出现的质量问题和异常现象时必须考虑的因素之一。
聚丙烯(PP)注塑加工工艺
PP通称聚丙烯，因其抗折断性能好，也称“百折胶”。PP是一种半透明、半晶体的热塑性塑料，具有高强度、绝缘性好、吸水率低、热变形温度高、密度小、结晶度高等特点。改性填充物通常有玻璃纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。
不同用途的PP其流动性差异较大，一般使用的PP流动速率介于ABS与PC之间。
纯PP是半透明的象牙白色，可以染成各种颜色。PP的染色在一般注塑机上只能用色母料。在一些机器上有加强混炼作用的独立塑化元件，也可以用色粉染色。户外使用的制品，一般使用UV稳定剂和碳黑填充。再生料的使用比例不要超过15%，否则会引起强度下降和分解变色。PP注塑加工前一般不需特别的干燥处理。
对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按
3800t/m2来确定，注射量20%-85%即可。
模具温度50-90℃，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5℃以上，流道直径4-7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小(例如是壁厚的50-60%)。均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡(厚壁制品只能用共聚PP)。
PP的熔点为160-175℃，分解温度为350℃，但在注射加工时温度设定不能超过275℃,熔融段温度最好在240℃。
为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用(出现气泡、气纹)。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。
可用5bar熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。
采用较高注射压力(1500-1800bar)和保压压力(约为注射压力的80%)。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。
为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。
聚乙烯(PE)注塑成型工艺
PE为结晶性原料，吸湿性极小，不超过0.01%，因此在加工前无需进行干燥处理。PE分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。PE的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，LDPE收缩率为1.22%左右，HDPE收缩率在1.5%左右。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。
PE的结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。
PE的熔点不高，但比热容较大，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，故要求塑化装置要有较大的加热功率，以便提高生产效率。PE的软化温度范围较小，且熔体易氧化，因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触，以免降低塑件质量。
PE制件质地较软，且易脱模，因此当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。PE熔体的非牛顿性不明显，剪切速率的改变对粘度的影响较小，PE熔体粘度受温度的影响也较小。PE熔体的冷却速度较慢，因此必须充分冷却。模具应该有较好的冷却系统。
若PE熔体在注射时采用直接进料口进料，应增大应力和产生收缩不均匀及方向性明显的增大变形，因此应注意选择进料口参数。PE的成型温度较宽，在流动状态下，温度的少许波动对注塑成型没有影响。PE的热稳定性较好，一般在300度以下无明显的分解现象，对质量没什么影响。
PE的主要成型条件
料筒温度：料筒温度主要是与PE的密度高低和熔体流动速率大小有关，另外还与注塑机的类型和性能，一级塑件的形状有关。由于PE为结晶型聚合物，在熔融时晶粒要吸收一定热量，因此料筒温度应高于它的熔点10度。度于LDPE来说，料筒温度控制在140-200℃，HDPE的料筒温度控制在220℃，料筒后部取最小值，前端取最大值。
模具温度：模温对塑件的结晶状况有较大影响，模温高，熔体结晶度高，强度高，但收缩率也会增大。通常LDPE的模具温度控制在30℃-45℃，而HDPE的温度相应再高10-20℃。
注塑压力：提高注塑压力有利于熔料的充模，由于PE的流动性很好，因此除薄壁细长制品外，应该精良选择较低的注射压力，一般注射压力为50-100MPa。形状简单。壁后较大的塑件，注射压力可以低些，反之则高。
聚氯乙烯(PVC)注塑工艺
典型应用范围：供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。
化学和物理特性：PVC材料是一种非结晶性材料。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。PVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。
PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。
PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。PVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄。
特别是大分子量的PVC材料更难于加工(这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性)，因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。
PVC的收缩率相当低，一般为0.2~0.6%。
注塑模工艺条件：
干燥处理：通常不需要干燥处理。
熔化温度：185~205℃模具温度：20~50℃。
注射压力：可大到1500bar。
保压压力：可大到1000bar。
注射速度：为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度。
流道和浇口：所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口;对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm;扇形浇口的厚度不能小于1mm。
化学和物理特性：刚性PVC是使用最广泛的塑料材料之一。
聚苯乙烯(PS)注塑工艺
典型应用范围：产品包装、家庭用品(餐具、托盘等)、电气(透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等)。
化学和物理特性：大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。典型的收缩率在0.4~0.7%之间。
注塑模工艺条件：
干燥处理：除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为80℃、2~3小时。
熔化温度：180~280℃。对于阻燃型材料其上限为250℃。
模具温度：40~50℃。
注射压力：200~600bar。
注射速度：建议使用快速的注射速度。
流道和浇口:：可以使用所有常规类型的浇口。
ABS注塑工艺
典型应用范围：汽车(仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等)，电冰箱，大强度工具(头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等)，电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。
化学和物理特性:ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。
三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。
ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。
注塑模工艺条件：
干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。
熔化温度：210~280℃;建议温度：245℃。
模具温度：25~70℃。(模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低)。
注射压力：500~1000bar。
注射速度：中高速度。
部分型号部分物性表
| Physical Properties | Metric | English | Comments |
|---|---|---|---|
| Density | 0.950 g/cc | 0.0343 lb/in3 | ASTM D792 |
| Viscosity |
310000 cP @Shear Rate 206 1/s, Temperature 200 °C |
310000 cP @Shear Rate 206 1/s, Temperature 392 °F |
ASTM D3835 |
| Mechanical Properties | Metric | English | Comments |
| Hardness, Shore A | 80 | 80 | extruded sample; 5 sec. delay; ASTM D2240 |
| 84 | 84 | injection molded sample; 5 sec. delay; ASTM D2240 | |
| Tensile Strength at Break | 7.10 MPa | 1030 psi | Die C; Flow direction; ASTM D412 |
| 9.301 MPa | 1349 psi | Die C; Cross direction; ASTM D412 | |
| Elongation at Break | 430 % | 430 % | Die C; Flow direction; ASTM D412 |
| 676 % | 676 % | Die C; Cross direction; ASTM D412 | |
| 100% Modulus | 4.50 MPa | 653 psi | Die C; Cross direction; ASTM D412 |
| 5.10 MPa | 740 psi | Die C; Flow direction; ASTM D412 | |
| Tear Strength | 51.0 kN/m | 291 pli | Die C; Cross direction; ASTM D624 |
| Compression Set | 32 % | 32 % | 22h/23°C; ASTM D395B |
|
52 % @Temperature 100 °C |
52 % @Temperature 212 °F |
22hr; ASTM D395B |
| Processing Properties | Metric | English | Comments |
| Rear Barrel Temperature | 182 - 204 °C | 360 - 400 °F | Extrusion |
| 177 - 216 °C | 350 - 420 °F | Injection Molding | |
| Middle Barrel Temperature | 182 - 204 °C | 360 - 400 °F | Extrusion Transition Zone |
| 177 - 216 °C | 350 - 420 °F | Injection Molding | |
| 188 - 210 °C | 370 - 410 °F | Extrusion Metering Zone | |
| Front Barrel Temperature | 177 - 216 °C | 350 - 420 °F | Injection Molding |
| 188 - 210 °C | 370 - 410 °F | Extrusion | |
| Nozzle Temperature | 188 - 221 °C | 370 - 430 °F | Injection Molding |
| Die Temperature | 193 - 216 °C | 380 - 420 °F | Extrusion |
| Melt Temperature | 182 - 221 °C | 360 - 430 °F | Injection Molding |
| 193 - 216 °C | 380 - 420 °F | Extrusion | |
| Mold Temperature | 10.0 - 65.6 °C | 50.0 - 150 °F | Injection Molding |
