【技術進階】注塑成型過程化學發泡問題解決

塑料的發泡一般分微孔發泡（物理發泡法）和結構發泡（化學發泡法），在擠出、注塑成型中均能夠選用。

一、塑料發泡工藝

1. 微孔發泡

現在， 微孔發泡工藝是塑料加工中的一種先進的新工藝， 世界各國都在研討和開發新的發泡專用設備和發泡劑。在塑料的發泡注塑成型加工中， 選用物理發泡法能夠得到均勻的微孔發泡制品， 不過需求用專用的注塑機和附屬設備， 經緊縮后的惰性氣體經過專用設備輸入到機筒、螺桿處， 特別規劃的螺桿、機筒將其均勻地渙散到熔融的塑猜中， 熔料注入模具中減壓發泡。也能夠經過溶入塑料熔體中的低沸點液體進行蒸騰使之汽化而發泡； 現在， 歐美的一些聞名塑料機械廠商現已開發出這種注塑機， 并在大型塑料件（ 如汽車配件） 的出產中開端使用。物理發泡劑的要求：無毒、無臭、無腐蝕效果、不焚燒、熱安穩性好、氣態下不發作化學反應、氣態時在塑料熔體中的分散速度低于在空氣中的分散速度。一般選用：二氧化碳、氮氣、氟利昂、氯甲烷和戊烷等。微孔發泡法的長處： 發泡劑的本錢較低，尤其是二氧化碳和氮氣，發泡后無殘余物，對發泡塑料的功能影響不大。缺陷是設備出資大，技能難度大。

2. 結構發泡（化學發泡法）

選用化學發泡法是將發泡劑參加塑料原猜中造粒， 使用化學辦法發作氣體使塑料發泡；在塑猜中參加化學發泡劑，加熱時分化說放出氣體而發泡；也能夠使用各塑料組份之間發作化學反應開釋出氣體而發泡。

化學發泡劑的要求：其分化說放出的氣體應為無毒、無腐蝕性、不焚燒、對制品的成型及物理、化學功能無影響，開釋氣體的速度應能操控，發泡劑在塑猜中應具有杰出的渙散性。一般選用：無機發泡劑有碳酸氫鈉和碳酸銨；有機發泡劑有偶氮甲酰胺和偶氮二異丁腈。

結構發泡法的特色：發泡劑參加塑猜中在機筒內與塑料一同塑化發泡，不需添加設備，射嘴選用自鎖式射嘴。用一般的注塑機便能夠出產，只是在選用高壓發泡法加工時，需求添加二次合模保壓設備。下面要點紹一下塑料的化學發泡注塑成型的類型、加工工藝及其使用。

2.1 低壓發泡法

低壓發泡法注塑與一般注塑的區別是其模具的模腔壓力較低，約2~7MPA，而一般注塑則為30~60MPa 。低壓發泡注塑一般選用欠注法，即將定量（ 不能注滿模腔）的熔料注入模腔，發泡劑分化出來的氣體使塑料脹大而充溢模腔。在一般注塑機上進行低壓發泡注塑，一般是將化學發泡劑與塑料混合，在機筒內塑化，有必要選用自鎖射嘴，打針時，因為氣體的分散速度很快，會構成制品的外表粗糙，因而注塑機的打針速度要足夠快，一般選用增壓器來進步打針速度和打針量， 使打針能在瞬間完成。

低壓發泡法注塑的特色：可出產大型較厚的制品；制品的外表細密，其外表能夠印刷或涂層；模腔壓力小、合模力小、出產本錢低。缺陷是外表光潔度較差，能夠經過進步模具的溫度來改善。

2.2 高壓發泡法

高壓發泡法的注塑模腔壓力為7~15MPa，選用滿注方法，為了得到發泡，能夠擴展模腔，或許使一部分塑料分流出模腔。選用擴展模腔法的注塑機與一般注塑機比較，添加了二次合模保壓設備，當塑料和發泡劑的熔融混合物被注入到模腔后延時一段時刻，合模安排的動模板向后移動一小段間隔，使模具的動模和定模稍為分隔，模腔擴展，模腔內的塑料開端發泡脹大。制品冷卻后在其外表構成細密的表皮，因為塑料熔體的發泡脹大遭到動模板的操控，因而，也就能夠對制品的細密表層的厚度進行操控。動模板的移動能夠是全體移動，也能夠是部分移動使部分發泡， 然后得到不同密度的制品。高壓發泡法注塑的長處： 制品外表平坦、明晰、能體現出模腔內的細微形狀。缺陷是模具的制作精度要求高，模具費用高，對注塑機的二次鎖模保壓的要求高。

2.3 雙組份發泡法

雙組份發泡注塑是一種特別的高壓發泡注塑，它選用專門的注塑機，這種注塑機有兩套打針設備：一套注塑制品的表層，另一套注塑制品的芯部。不同配方的塑料，分別經過這兩個注塑設備按必定的程序先后注入到同一套模具的模腔，然后得到具有細密的表層和發泡的芯部的輕質制品。關于大型的制品，芯部能夠摻用下腳料、填充料、廢料、紙等，然后大大地下降制品的出產本錢。表層資料和芯部發泡資料的挑選準則，兩種塑料之間有必要滿意粘合功能好（見表1 ）；脹大和縮短相同或挨近；熱安穩性和活動性相近。一般，發泡資料有PS、abs、pe、PP、PA、pc、AS、PPO、PMMA 等；芯部的填料有玻璃纖維、玻璃珠、陶瓷顆粒等。

雙組份發泡注塑一般有以下兩種狀況：
一種是表層塑料A 和芯部塑料B 是同一種塑料，B種含有發泡劑；
另一種是A 和B 是不同一類塑料，但能很好粘合在一同，A 中含有纖維類的增強資料，B 中含有發泡劑和填充料。注塑進程為：先注A 一部分料入模腔，再由另一設備注B 入模腔，B 將A 面向模腔的邊際但不將A突破，注滿模腔后，再補注必定數量的A ，以清洗流道中的B ，以防止在澆口處有B 的發泡結構而影響外觀和防止B 料進入下次打針的A猜中而構成表層發泡，模腔被注滿后延時一段時刻，動模敞開必定的間隔，以操控塑料B 的發泡。

在注塑進程中有必要操控好塑料熔體的溫度、模具的溫度、打針速度、打針壓力等因素，以確保B 料能順暢將A 料面向模腔的邊際而構成均勻的表層， 但不會突破它。雙組份發泡注塑制品的特色有：具有較大的撓曲剛性；厚壁制品的外表質量較好，不會發作凹痕； 芯部資料能夠選用較廉價的資料，能夠下降制品的本錢；制品的外表光潔度較高。

2.4 反壓發泡法

反壓發泡注塑是在打針之前用高壓氣體如空氣或惰性氣體將模具的模腔充溢，打針時阻止塑料發泡脹大以得到細密的表層，選用欠注法，打針必定的熔料后把氣體排出使塑料脹大而充溢整個模腔。反壓注塑法的長處是：制品的外表光潔度較好，表層的安排比較均勻細密。缺陷是需求添加一套氣體蓄壓設備和能密封型腔的模具，氣體壓力較高（20MPa），出資較大，模具密封較難操控。

二、影響發泡注塑的因素

與一般注塑比較，發泡注塑的主要影響因素有打針速度、打針壓力、打針溫度、模具溫度、塑料的特性、發泡劑的特性和用量、氣泡在制品中的成長進程等。

（1 ）打針速度為了得到氣孔的巨細和分布程度都均勻的注塑制品，注塑機的打針速度要快，打針速度假如過慢，會發作巨細不均勻的氣孔，因為沿著模腔壁面活動的熔融物料提早固化，添加了活動阻力和能耗，然后削減了制品泡。高速打針能夠進步制品的質量，但過高的打針速度會使熔料與模腔發作強烈的剪切效果而得到粗糙的外表。

（2 ）打針壓力

打針壓力要足夠高以便得到較高的打針速度，以縮短充模時刻。充模時刻短，氣泡的構成時刻短，然后發泡發作的氣泡要小一些，并且分布較均勻，打針壓力高時，氣泡構成的數較多，氣泡較小，分布也比較均勻，熔膠時加必定的背壓，關于安穩、均勻地充模有長處。

（3 ）加工溫度

應盡量挑選與塑料和發泡劑相適宜的加工溫度，熔體的溫度低會使熔體的粘度添加，使氣體在熔體中的分散系數下降，氣泡的構成削減，并且氣泡的增加較慢，熔體的溫度低會使熔體的應力松懈較慢，氣體從熔體中的開釋速度變慢。但熔體溫度過高，容易發作噴發現象，會使熔體在模腔中構成輻射狀活動，在發泡注塑中應留意防止這種現象的呈現。

（4 ）模具溫度

模具溫度對制品的外表光潔度、表層的厚度、出產周期等均有影響，模具溫度高，制品的外表光潔度高、表層較薄，但出產周期較長；在其他條件相同的狀況下，熔體的等溫充模和不等溫充模對氣泡的構成有較大的影響，不等溫充模時熔體發泡發作的氣泡的數量要比等溫充模時發作的氣泡少，熔體充模后，其間心部位發作的氣泡較多。

三、使用

發泡塑料因為有氣泡的存在，因而具有密度低、比強高、能吸收沖擊載荷、隔熱、吸音及機械加工功能長處， 其使用范圍非常廣泛，特別關于大型的厚壁制品，如汽車配件、家用電器的外殼、塑料板材等。發泡注塑能夠節約資料，下降本錢，因而，現已遭到廣闊廠商的歡迎。