5. 錯誤的熔融溫度

當加工半結晶工程聚合物時，選擇正確的熔融溫度對保證零件質量是至關重要的。通常與加工非晶態樹脂相比，公差范圍較小。加工商的機器直接影響到終端產品的質量。在本系列要討論的十個問題中的第五部分，作者討論了在POM（縮醛）、PA（尼龍）、PBT、PET（聚酯）模塑時的熔融溫度問題。

在錯誤的熔融溫度下會發生什么問題？

熔融溫度太高或太低：兩種情況都是錯誤的。謹記，在熔融過程中，溫度分布也是必須要考慮的一個因素。

溫度太高會破壞分子鏈，使聚合物降解。另外一個后果是，在熔融過程中，將使顏料、抗沖改性劑等添加劑分解。這些將導致機械性能減弱（因為分子鏈變短）、表面缺陷（由分解產品引起）及出現不良氣味。

溫度過低，則令產品結構不會得到均一性，這將明顯降低耐沖擊性，大多數情況下將發生機械性能變異。

除熔融溫度外，在注射過程中聚合物的停留時間也非常重要。經驗表明，停留時間通常應為2~9分鐘。如果停留時間過長，即使熔融溫度正確，在某些情形下也將發生熱分解。如果停留時間過短，融體將沒有足夠的時間均一化。

過熱的征兆是什么？

對POM而言，過度的熱應力會分解產品，在熔體中出現氣泡，這在清洗中可以看得很清楚。其他現象還有模塑沉積物增加、出現不良氣味等。然而，過高的熔融溫度將不會影響POM均聚物的機械性能。

PA在過熱情況下將褪色，包括由于注射噴嘴溫度過高造成的過熱。在所有PA類型產品中，機械性能降低是熱分解的征兆。在實驗室里，通過測定溶液粘度可確定是否發生熱分解，但一般生產商不會使用此方法。

PBT和PET對過熱的反應更為強烈，過熱會導致其韌性降低。在加工過程中，這些缺陷幾乎看不出來。如果沒有采用適當的質量控制方法測定，通常在裝配階段，或在使用中才會發現這種缺陷。產品變色表明質量出現嚴重問題。實際中，隨機抽查產品與韌性相關的性能，就能發現問題。測試模塑零件的粘度既費時又價錢昂貴。

對未增強PA和PBT，如果在清洗時發現未融化粒子，表示融化溫度過低，在極個別情況下是由太大的注射量引起的。

正確的熔融溫度

在工程聚合物數據中列出每一種材料的適宜熔融溫度范圍。通常，料筒加熱區的溫度設置是不可靠的，這是因為除了加熱帶導致溫度升高外，螺桿旋轉產生的摩擦力亦發熱。這種方式產生的熱量有多少，是依據螺桿幾何形狀、轉速及背壓而定。

在長停留時間和短計量行程的情況下，建議使溫度設置漸增。在短停留時間和長計量行程的情況下，通常放平的溫度設置可得到最好的結果。不要將溫度區設置為低于聚合物熔點溫度

6．錯誤的模具溫度

當模塑加工POM（縮醛）、PA（尼龍）、PBT和PET（聚酯）等半結晶類工程塑料時，要確保加工模具表面的溫度適當，此點非常重要。要獲得滿意的加工需要對模具設計給予充分考慮。只有模具設計到位，加工商才可籍溫度控制設備，生產出高質量的模塑產品。為避免在后續過程中出現生產問題，就要求在設計初期將模具設計結合起來考慮。

可能產生的負面結果

最常見的問題是模塑零件粗糙的表面光潔度。這通常是由模具表面溫度過低造成的。

半結晶聚合物的模塑收縮和后模塑收縮主要取決于模具的溫度和零件壁厚。模具中溫度分布不均勻將導致不同的收縮，從而無法保證零件符合規定公差。最差的情形是，無論加工的是未增強樹脂還是增強樹脂，收縮都超過了可修正值。

在高溫使用條件中，如果零件尺寸變小，一般情況下是由于模具表面溫度太低造成的。這是因為模具表面溫度過低，則模具收縮也較低，但后模塑收縮較高。

如果在尺寸穩定下來之前啟動過程過長，這表明模具溫度控制不好，這是由于模具需較長時間才能達到熱平衡。

模具某些部位熱分散不均會導致大大延長生產周期，從而使模塑成本加大。

有時不正確的加工溫度可根據對模塑零件的分析而知曉，例如，對POM等的結構分析，對PET 的差示掃描量熱法（DSC）檢查等。

確定正確模具溫度的建議

現在，模具已變得越來越復雜，因此，創造適宜條件以有效控制模塑溫度變得越來越難。除了簡單零件以外，模塑溫度控制系統通常會是一個折衷方案。因此，下列建議只是一個大略的指南。

在模具設計階段必須要考慮對被加工零件外型的溫度控制。

如果設計低注射量、大模塑尺寸模具時，重要的是要考慮傳熱性要好。

設計流體流過模具和進料管的截面尺寸時要留有余量。不要使用接頭，否則這將對由模溫控制的流體流動造成嚴重障礙。

如果可能的話，請使用加壓水作為控制溫度介質。請使用耐高壓高溫的有韌性的管道和歧管（8 bar、130°C）。

給出與模具相匹配的控溫設備性能的詳細說明。模具制造商給出的數據表中應提供關于流速的一些必要的數字。

在模具和機器模板搭接處請使用絕緣板。

對動模和定模分別使用不同的溫控系統

在任何一側面和中心，請使用隔離的溫控系統，這樣可使模塑過程中有不同的啟動溫度。

不同的溫控系統電路應串聯，不能并聯。如果電路并聯，電阻的差異將引起溫控介質的容積流速不同，從而會比在電路串聯情況下發生更大的溫度變化。（只有在串聯電路連接在模具入口和出口溫差變化小于5°C時其操作才良好）

在模具溫度控制設備上有供給溫度和返回溫度的顯示是一種優點。

工藝控制的目的就是要在模具中加入一個溫度傳感器，這樣就可以在實際生產中檢測溫度變化。

在整個生產周期中通過多次注射在模具中建立起熱平衡，一般最少應有10次注射。達到熱平衡中的實際溫度受許多因素影響。與塑料相接觸的模具表面的實際溫度可以用模具內部的熱電偶測出（距表面2mm處的讀數）。更常用的方法是手持一根高溫計測出，高溫計的探頭要響應快速。模具溫度的確定要測量許多點，而不是單點或一面的溫度。然后可根據設定的控溫標準進行修正。將模具溫度調整至適當值。不同原料的一覽表中都給出了建議的模具溫度。這些建議通常都是考慮了高表面光潔度、機械性能、收縮性及加工周期等因素間的最佳配置而給出來的。

對于要加工精密元件的模具和要滿足嚴格要求外觀條件或一定安全標準零件的模具，通常要使用較高模具溫度（可使后模塑收縮更低、表面更光亮、性能更一致）。對技術要求低、生產成本要盡可能低的零件，模塑加工時可使用較低的加工溫度。但是生產商應該明白這種選擇的缺點，并對零件進行認真檢查，以保證生產出來的零件仍可以滿足客戶要求。