5. 错误的熔融温度

当加工半结晶工程聚合物时，选择正确的熔融温度对保证零件质量是至关重要的。通常与加工非晶态树脂相比，公差范围较小。加工商的机器直接影响到终端产品的质量。在本系列要讨论的十个问题中的第五部分，作者讨论了在POM（缩醛）、PA（尼龙）、PBT、PET（聚酯）模塑时的熔融温度问题。

在错误的熔融温度下会发生什么问题？

熔融温度太高或太低：两种情况都是错误的。谨记，在熔融过程中，温度分布也是必须要考虑的一个因素。

温度太高会破坏分子链，使聚合物降解。另外一个后果是，在熔融过程中，将使颜料、抗冲改性剂等添加剂分解。这些将导致机械性能减弱（因为分子链变短）、表面缺陷（由分解产品引起）及出现不良气味。

温度过低，则令产品结构不会得到均一性，这将明显降低耐冲击性，大多数情况下将发生机械性能变异。

除熔融温度外，在注射过程中聚合物的停留时间也非常重要。经验表明，停留时间通常应为2~9分钟。如果停留时间过长，即使熔融温度正确，在某些情形下也将发生热分解。如果停留时间过短，融体将没有足够的时间均一化。

过热的征兆是什么？

对POM而言，过度的热应力会分解产品，在熔体中出现气泡，这在清洗中可以看得很清楚。其他现象还有模塑沉积物增加、出现不良气味等。然而，过高的熔融温度将不会影响POM均聚物的机械性能。

PA在过热情况下将褪色，包括由于注射喷嘴温度过高造成的过热。在所有PA类型产品中，机械性能降低是热分解的征兆。在实验室里，通过测定溶液粘度可确定是否发生热分解，但一般生产商不会使用此方法。

PBT和PET对过热的反应更为强烈，过热会导致其韧性降低。在加工过程中，这些缺陷几乎看不出来。如果没有采用适当的质量控制方法测定，通常在装配阶段，或在使用中才会发现这种缺陷。产品变色表明质量出现严重问题。实际中，随机抽查产品与韧性相关的性能，就能发现问题。测试模塑零件的粘度既费时又价钱昂贵。

对未增强PA和PBT，如果在清洗时发现未融化粒子，表示融化温度过低，在极个别情况下是由太大的注射量引起的。

正确的熔融温度

在工程聚合物数据中列出每一种材料的适宜熔融温度范围。通常，料筒加热区的温度设置是不可靠的，这是因为除了加热带导致温度升高外，螺杆旋转产生的摩擦力亦发热。这种方式产生的热量有多少，是依据螺杆几何形状、转速及背压而定。

在长停留时间和短计量行程的情况下，建议使温度设置渐增。在短停留时间和长计量行程的情况下，通常放平的温度设置可得到最好的结果。不要将温度区设置为低于聚合物熔点温度

6．错误的模具温度

当模塑加工POM（缩醛）、PA（尼龙）、PBT和PET（聚酯）等半结晶类工程塑料时，要确保加工模具表面的温度适当，此点非常重要。要获得满意的加工需要对模具设计给予充分考虑。只有模具设计到位，加工商才可籍温度控制设备，生产出高质量的模塑产品。为避免在后续过程中出现生产问题，就要求在设计初期将模具设计结合起来考虑。

可能产生的负面结果

最常见的问题是模塑零件粗糙的表面光洁度。这通常是由模具表面温度过低造成的。

半结晶聚合物的模塑收缩和后模塑收缩主要取决于模具的温度和零件壁厚。模具中温度分布不均匀将导致不同的收缩，从而无法保证零件符合规定公差。最差的情形是，无论加工的是未增强树脂还是增强树脂，收缩都超过了可修正值。

在高温使用条件中，如果零件尺寸变小，一般情况下是由于模具表面温度太低造成的。这是因为模具表面温度过低，则模具收缩也较低，但后模塑收缩较高。

如果在尺寸稳定下来之前启动过程过长，这表明模具温度控制不好，这是由于模具需较长时间才能达到热平衡。

模具某些部位热分散不均会导致大大延长生产周期，从而使模塑成本加大。

有时不正确的加工温度可根据对模塑零件的分析而知晓，例如，对POM等的结构分析，对PET 的差示扫描量热法（DSC）检查等。

确定正确模具温度的建议

现在，模具已变得越来越复杂，因此，创造适宜条件以有效控制模塑温度变得越来越难。除了简单零件以外，模塑温度控制系统通常会是一个折衷方案。因此，下列建议只是一个大略的指南。

在模具设计阶段必须要考虑对被加工零件外型的温度控制。

如果设计低注射量、大模塑尺寸模具时，重要的是要考虑传热性要好。

设计流体流过模具和进料管的截面尺寸时要留有余量。不要使用接头，否则这将对由模温控制的流体流动造成严重障碍。

如果可能的话，请使用加压水作为控制温度介质。请使用耐高压高温的有韧性的管道和歧管（8 bar、130°C）。

给出与模具相匹配的控温设备性能的详细说明。模具制造商给出的数据表中应提供关于流速的一些必要的数字。

在模具和机器模板搭接处请使用绝缘板。

对动模和定模分别使用不同的温控系统

在任何一侧面和中心，请使用隔离的温控系统，这样可使模塑过程中有不同的启动温度。

不同的温控系统电路应串联，不能并联。如果电路并联，电阻的差异将引起温控介质的容积流速不同，从而会比在电路串联情况下发生更大的温度变化。（只有在串联电路连接在模具入口和出口温差变化小于5°C时其操作才良好）

在模具温度控制设备上有供给温度和返回温度的显示是一种优点。

工艺控制的目的就是要在模具中加入一个温度传感器，这样就可以在实际生产中检测温度变化。

在整个生产周期中通过多次注射在模具中建立起热平衡，一般最少应有10次注射。达到热平衡中的实际温度受许多因素影响。与塑料相接触的模具表面的实际温度可以用模具内部的热电偶测出（距表面2mm处的读数）。更常用的方法是手持一根高温计测出，高温计的探头要响应快速。模具温度的确定要测量许多点，而不是单点或一面的温度。然后可根据设定的控温标准进行修正。将模具温度调整至适当值。不同原料的一览表中都给出了建议的模具温度。这些建议通常都是考虑了高表面光洁度、机械性能、收缩性及加工周期等因素间的最佳配置而给出来的。

对于要加工精密元件的模具和要满足严格要求外观条件或一定安全标准零件的模具，通常要使用较高模具温度（可使后模塑收缩更低、表面更光亮、性能更一致）。对技术要求低、生产成本要尽可能低的零件，模塑加工时可使用较低的加工温度。但是生产商应该明白这种选择的缺点，并对零件进行认真检查，以保证生产出来的零件仍可以满足客户要求。