盐城跋屏建材有限公司

塑料收縮率直接關(guān)系到制品的形狀和尺寸精度。塑料制品特性、模具設計、工藝條件控制等影響成型收縮率和后收縮的各因素，對注塑制品及其穩定性影響極大［門(mén)。目前模具尺寸的設計通常運用公差帶或平均收縮率的方法計算，模具在試模后，根據試制出的制品尺寸來(lái)修正模具，然而一些高硬度。低粗糙度模具的表面尺寸修正起來(lái)相當困難，且費工費時(shí)，有時(shí)甚至無(wú)法修正，造成巨大的損失。所以，要得到所需尺寸的精密注塑件，同時(shí)又能盡量減少對模具的修正，就需要充分了解成型收縮率隨工藝條件的變化規律，預先精確測定成型收縮率。

（丙烯膨丁二慚苯乙烯）三元共聚物（ABS）塑料綜合了丙烯睛的耐化學(xué)藥品性、耐油性、剛度和硬度，丁二烯的韌性和耐寒性及苯乙烯的電性能，被廣泛應用于汽車(chē)、電器儀表和機械工業(yè)中，是目前通用工程塑料中應用最廣泛的品種之一［z］。

國外對塑料成型收縮率的研究開(kāi)始得較早，且取得了比較豐富的研究成果「3－7］，國內專(zhuān)門(mén)從事塑料成型收縮率研究的并不多［8－11］。因此，筆者采用xsrn n oss－so標準測定了 ＾ss塑料在不同工藝條件下注射模塑的成型收縮率，得出了ABS塑料的成型收縮率隨工藝條件的變化規律，為制訂合理的工藝條件進(jìn)行正確的工藝控制和模具設計從而生產(chǎn)出合格尺寸的制品提供了重要依據。

一、實(shí)驗部分

（一）主要原材料

ABS：IH－100，上海高橋石化公司。

（二） 主要設備

干燥料斗：FNH－A型，日本日永化工株式會(huì )社；
模溫調節機：NT－55型，日本日永化工株式會(huì )社；
注塑機：PS40SESASE型，日本日精樹(shù)脂l業(yè)株式會(huì )社；
模具：按ASTM D 955－89制造，長(cháng)條模、圓片模，自制。

（三）測試方法

試樣分別為長(cháng)條門(mén)27．045 mm x 10•000 mm X3．200 mm）和圓片（o101．975 mm）。測試時(shí)運用帶百分表的靠模，精度為0．of mm，測試長(cháng)條形試樣在平行于流動(dòng)方向及圓片形試樣在平行和垂直于流動(dòng)方向上的尺寸變化。測量時(shí)間分別為試樣出模后2、24、48 h。按公式（1）計算試樣的成型收縮率（S）。
式中s——試樣成型收縮率，％；
L0——模具型腔任意單向上的尺寸，mm；
L1——試樣在不同測試時(shí)間相應的單向上的尺寸，mm。

（四） 基本工藝條件

將ABS原料干燥4 h，注射成型為標準試樣，然后在規定的時(shí)間內進(jìn)行測試。具體的注射工藝條件見(jiàn)表1。

二、結果與討論

塑料的成型收縮主要由熱收縮、相變收縮、取向收縮和壓縮收縮及彈性回復四部分組成。對無(wú)定形的ABS塑料，不存在相變收縮。下面分別討論測試標準、成型工藝參數對ABS成型收縮率的影響。

（一）且 測試標準的確定

測定塑料試樣收縮率的標準有很多種，如國際標準ISO25557/1－1989（E）德國標準DIN、前蘇聯(lián)標準TOCT [CT C3B 890－78]及美國標準ASTM D955－89等[l2－15]。其中，國際標準測定的是“最大收縮率”和“部分收縮率”，而且測試范圍漢限于無(wú)定形熱塑性塑料，不能測定玻纖增強和結晶性塑料；德國標準同佯山是測定“最大收縮率”的方法，僅限于無(wú)定形熱塑性塑料；前蘇聯(lián)標準雖然能測定各種塑料的“收縮率”、‘’后收縮率”及“各向異性收縮（橫向收縮和縱向收縮的比值廣，但測定的“收縮率”只適用于壓制成型。而美國標準適用于各種不同類(lèi)型的塑料，且能測定“l~2 h”、“24 h”。“48 h”成型收縮率，因此其測試范圍廣，可測定的塑料品種多，能測定反映縱、橫向收縮率差異的“各向異性收縮”，而且能反映塑料件收縮率隨時(shí)間的變化規律，這是上述三個(gè)標準不能做到的。因此，筆者選擇美國ASTM D 955—89標準作為ABS試樣成型收縮率測定的標準。

（二） 注塑工藝對ABS成型收縮率的影響

1.注塑壓力

注塑壓力對ABS成型收縮率的影響如圖l所示。由圖1看出，成型收縮率隨注塑壓力的提高而減小。這是因為增加注塑壓力會(huì )使ABS制品密實(shí)程度增加，線(xiàn)脹系數減小，熱收縮減小，況且彈性回復加大，從而使成型收縮率減小。與此同時(shí)，隨注塑壓力的增大，ABS分子鏈的取向也會(huì )有所增加，這會(huì )使收縮率變大，但比較兩種效應，前者占主導地位。

圖1

2. 保壓壓力

保壓壓力對ABS成型收縮率的影響最大，如圖2所示。這是因為在注塑過(guò)程中型腔尚未充滿(mǎn)熔體，注塑壓力對熔體的壓實(shí)不明顯，而保壓壓力作用時(shí)模具型腔己被充滿(mǎn)，因此保壓壓力對制品的補縮。壓實(shí)作用明顯、從而導致制品的成型收縮率大大降低。由圖2還可以看出，當保壓壓力增加到80＊掄后，壓力的改變對成型收縮率的影響已不明顯了。

圖2

3.螺桿轉速

圖3是ABS成型收縮率隨螺桿轉速變化的關(guān)系曲線(xiàn)。由圖3可看出，隨著(zhù)螺桿轉速的增大，成型收縮率減小。這是因為螺桿轉速增加，料筒內的剪切作用增加，使料溫上升，熔體粘度減小，流動(dòng)阻力減小，促迸了壓力的傳遞，使成型收縮率降低。但另一方面，制品的熱收縮率也變大，圖3是綜合以上兩種效應得到的結果。當螺桿轉速較小時(shí)，轉速的提高，減小收縮率的因素占主導地位，但轉速提高到120r／mi。以上，減小和增大收縮率的因素趨于平衡，對制品成型收縮率的影響趨緩。

圖3

4.注射速率

注射速率的增大可以促進(jìn)ABS分子鏈的取向，但快速充模時(shí)，會(huì )使制品維持在較高的溫度下冷卻，分子在高溫下松弛的時(shí)間延長(cháng)，明顯對解取向有利，使取向度降低，成型收縮率減小，結果如圖4所示。反之，如果低速注射，進(jìn)模熔體的溫度相對低些，凍結的取向結構多，同時(shí)高分子鏈布朗運動(dòng)的能力減弱，解取向作用小，使成型收縮率增大。

圖4

5. 保壓時(shí)間

延長(cháng)保壓時(shí)間，可以減少熔體向澆口的倒流，增強補縮作用，使制品密實(shí)，從而使制品的成型收縮率減小，如圖5所示。但是；在澆口封閉后再延長(cháng)保壓時(shí)間，就起不到補縮的作用。由圖5可見(jiàn)，隨保壓時(shí)間的增加，成型收縮率出現一平臺，由此看出，該注射試樣澆口的封閉時(shí)間為15 S。

6. 模具溫度

模具溫度升高，雖然熔體充模時(shí)冷卻慢，有使制品加大彈性回復的作用，而且模具溫度越高，解取向的作用越顯著(zhù)，使分子定向減少，成型收縮率減小。叵模具溫度高也會(huì )使制品的熱收縮加大，成型收縮率增大。圖6是模具溫度與ABS成型收縮率的關(guān)系曲線(xiàn)。由圖6可知，在模具溫度較低時(shí)，熱收縮居于次要地位，因而隨著(zhù)模具溫度的升高；制品的成型次縮率減??；而在較高的模具溫度下，熱收縮成為主要影響因素，此時(shí)，隨著(zhù)模具溫度的提高，制品的成型收縮率增大。所以，在控制模具溫度時(shí)，過(guò)高的模具溫度是不合適的。
7.料筒溫度

圖7是料筒溫度與ABS成型收縮率的關(guān)系曲線(xiàn)。由圖7可看出，隨著(zhù)料筒溫度的升高，ABS制品的成型收縮率先減小，爾后再增大。這是因為料溫的升高使熔體粘度降低，壓力損失減小，這與提高壓力有相同的作用，同時(shí)，料溫高時(shí)分子鏈的解取向作用增強，使成型收縮率減??；但隨著(zhù)料溫的繼續升高，熱收縮作用更加顯著(zhù)，使制品的成型收縮率增大。因此，在圖7中低溫區分子定向起主要作用，而在高溫區熱收縮是主要的影響因素。

三、 結論

通過(guò)測定成型收縮率不同標準的比較，最終選擇了美國 ASTMD 955－89標準來(lái)測定 ABS試樣的成型收縮率。在本試驗條件下，ABS的成型收縮率范圍為0．29％－0．76％。ABS成型收縮率受注塑壓力、保壓壓力、螺桿轉速、注射速率、保壓時(shí)間、模具溫度及料筒溫度等諸多因素的影響，其中保壓壓力、保壓時(shí)間的影響最顯著(zhù)。