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注塑之道系列(一)熔体粘度

 注塑人生 2023-01-14 发布于辽宁


  

一、熔体粘度
  熔体粘度是反映塑料熔体流动的难易程度的特性,是熔体流动阻力的度量,粘度越高,流动阻力越大,流动越困难。粘度是塑料加工性最重要的基本概念之一,是对流动性的定量表示.塑料的粘度并非一成不变,塑料本身特性的改变,外界温度、压力等条件的影响,都可造成粘度的变化。
(1)熔体温度的影响
  塑料在不同的温度范围表现出三种不同的状态,即玻璃态、高弹态和粘流态。只有在粘流态下,塑料具有大幅度的熔变性,才能容许其通过狭窄的通道注射入模。熔变后的塑料粘度越小越容易充满模腔,粘度越大越难以充满模腔。
  就工艺条件而言,熔体温度愈高塑料大分子链的热运动愈强烈,粘度愈低。但各种塑料熔体粘度降低的幅度有较大差别,用升温来降低粘度来达到有利于成型,不是对所有塑料都是等效的。也就是说,不同的塑料对温度的敏感性不同。各种常用塑料的粘度与温度的关系,如图所示。
 常用塑料的粘度与温度的关系
  从图中可以看出,象聚乙烯、聚丙烯这类非极性聚合物。即使温度幅度增加很大,它们的粘度降低却很少,在成型加工中就不应该着重采取升温的办法来达到降低粘度的目的。聚甲醛也是如此,盲目升温,则可能使之降解。另一方面,象聚碳酸酯,PMMA、聚酰胺类等材料,温度升高时粘度就显著下降,因此加工时采用升高温度来达到降低粘度的目的。其它如聚苯乙烯,ABS塑料温度升高也有利于注塑成型。
(2)注射压力的影响
  塑料熔体内部的分子之间、分子链之间具有微小的空间,即所谓的自由体积。因此塑料是可以压缩的。注射过程中,塑料受到的外部压力最大可以达到几十甚至几百MPa。在此压力作用下,大分子之间的距离减小,链段活动范围减小,分子间距离缩小,分子间的作用力增加,致使链间的运动更为困难,表现为整体粘度增大。
  增加压力引起粘度增加这一事实表明,单纯通过增加压力去提高塑料熔体的流量是不恰当的。过高的压力不仅不能明显地改善流体的填充,而且由于粘度的增加,填充性能有时还会有下降的可能,不仅造成过多的功率损耗和过大的设备磨损,还会引起溢料增加制品内应力制品变形等缺陷。但压力过低则会造成缺料。
(3)剪切速率的影响
  流体的粘度不随剪切速率变化而变化,这种流体称之为牛顿流体,如水、气体、低分子化合物液体或溶液为典型的牛顿流体,如果流体的粘度依赖于对其的剪切速率,这样的流体为非牛顿流体,塑料熔体粘度剪切变稀。大部分塑料熔体表现为非牛顿流体的特性。
  尽管大多数塑料熔体的粘度是随着剪切速率的增加而下降的,但是不同的塑料对剪切速率(切应力)的敏感程度是不一样的。ABS对剪切速率最敏感,PC、PMMA、PVC、PA、PP、PS对剪切的敏感度依次降低,LDPE(最不敏感)。
(4)分子量的影响
  同一种塑料可以有不同的分子量和分子量分布。分子量愈大,分子间作用力愈强,反映出来的粘度愈大。比如ABS塑料,有普通型的、耐高温型的、阻燃型的、电镀型的等,它们性能品质不同时具有不同的粘度。
     未完待续.....
     徐昌煜 模塑界的老师,也希望其作品能在大陆顺利出版,为注塑从业人员带来新的技术资粮。


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