Header for print stylesheet
You are here:  

收缩率

在注塑成型过程中，收缩是必然的。 从加工温度至室温条件下，聚合物密 度会发生变化，从而发生收缩。在加 工温度和室温条件在下测得的塑料制 件的体积收缩可高达20%。

半结晶材料特别容易发生热收缩，而 无定型材料发生热收缩的可能性相对 较小。当晶体材料冷却至其转化温度 以下，分子间的自动排列会更加有序， 形成结晶体。而另一方面， 无定型材料的微结构 不会随着状态的改变而发 生变化。这种差异使得在加工状态下 （A点）与室温和大气压下（B点），半 结晶材料相对于无定型材料的比容变 化会更大。(见下图)

无定型和结晶聚合物的pvT曲线

View larger format

在注塑成型过程中，制件全部和横截 面的收缩率变化会产生内应力（残余 内应力）。如果残余内应力较高、足以 克服制件的结构完整性，则制件从模 具中顶出出来时，由于存在外部工作 负荷而会发生翘曲或开裂。

不可补偿的体积收缩导致制件内部的 凹陷或缩孔。导致凹陷或缩孔的收缩 可以通过充填后对型腔进行填料来减 少或消除。在公差要求严格的应用中， 控制制件的收缩尤为重要。

以下诸多因素会导致过度收缩：

•- 有效保压压力低
- 填料-保压时间或冷却时间短
- 浇口的快速冷凝
- 熔融温度高
- 温度高

下图用示意图说明了收缩率和多种加工参数及制件厚度的 关系。

影响制件收缩率的加工和设计参数

View larger format
各向同性与各向异性收缩

对于未填充型无定型和矿物增强型热 塑性塑料，其收缩大体上是各向同性 的；流动方向上的收缩约等于横向流 动方向上的收缩。而另一方面，玻纤 增强型塑料的收缩是各向异性的。由 于熔融流动方向上的纤维排列，流动 方向上的收缩通常会小于横向流动方 向上的收缩(见下图)。

假设加工的材料具有各向同性性能， 这通常是个很好的开始。但是，如果 完全忽略各向异性的话，在设计热塑 性塑料制件过程中可能产生很大的误 差。

设计师必须了解，随着各向异性度的 增加，用于表征材料特性的模量数也 会增加（最大值为21）。特别是对于玻 纤增强型材料，如果利用简单的分析 技术其数据具有局限性，因此通常需 要使用大量的FEA（有限元分析）测 试方法，来分析在严苛应用中的各向 异性材料。

不仅是纤维排列，分子排列也会导致 各向异性收缩。分子排列很规则的未 填充型注塑件，在高剪切应力条件下 会产生各向异性收缩，因为在排列方 向上的排列链收缩的程度更大。

玻纤增强型塑料的收缩率与玻纤排列（沿厚度方向）的关系 。

View larger format
footer for print stylesheet