热固性塑料注射机基础介绍

热固性塑料注射机是生产热固性塑料制品的专用成型设备，其成型原理是将热固性注射料加入机筒内，通过对机筒的外加热和螺杆旋转时的摩擦热对物料进行加热，在温度为90℃左右的机筒内先进行预热塑化，使树脂发生物理变化和缓慢的化学变化而呈稠胶状，产生流动性，然后用螺杆或柱塞在120～240MPa的高压下，将稠胶状的熔融料通过喷嘴注入模具的型腔，在高温（模具温度170～180℃）高压下进行化学反应，经过一段时间的保压后，固化成型，打开模具取出制品。热固性塑料注射成型伴随着物理变化和化学变化，并且是不可逆的。

热固性塑料注射机是在热塑性塑料注射机的基础上发展起来的，在结构上有很多相同之处，它们的主要差别在注射系统和合模系统上。

1.注射系统

热固性塑料注射机的注射系统主要由喷嘴、螺杆、机筒等组成，如图5-1所示。

（1）喷嘴 由于物料在机筒中的粘度较大，喷嘴采用通用敞开式喷嘴，孔径不小于3mm，一般为4～8mm，不需加热。喷嘴内表面要光滑并且便于拆卸，以防止物料因阻滞而引起固化，也便于发现硬化物时能及时打开进行清理。

（2）机筒 为了便于清理，常将机筒的前端做成两段——前机筒和后机筒（主机筒），并采用可拆性连接。机筒内表面的粗糙度比螺杆略高，以避免物料在机筒内残留。由于热固性塑料在注射时多数混有填料，尤其是在加工成型含有玻璃纤维增强填料的物料时，应将机筒的加料口加大一些，以提高物料的进料速度。

图5-1 热固性塑料注射机的塑化部件

1—喷嘴 2—加热套 3—前机筒 4—后机筒 5—螺杆 6—料斗座

机筒的加热一般采用热水或热油加热，分2～3段进行控制，并形成独立的温控闭环系统。水加热系统加热稳定，温差波动小（仅±1℃），不易使物料在机筒内固化，并且当塑料在固化过程中放热使塑料温度升高时能迅速降温，使机筒内的物料保持可塑状态，如果需要停机时，可直接通入冷却水迅速冷却，以防止机筒内塑料因受热时间过长而固化。

（3）螺杆 热固性塑料注射机的螺杆主要用于对物料进行塑化和混炼，并将塑化好的物料注入模具型腔。注射螺杆的传动宜采用液压马达驱动，以防止因物料发生固化而扭坏螺杆。为了减少对物料的剪切作用，防止摩擦热过大而引起物料过早固化，缩短物料在机筒内的停留时间，螺杆的长径比和压缩比都比较小，长径比通常为12～16，压缩比通常为0.8～1.4。与热塑性塑料注射螺杆相比，热固性塑料注射螺杆的螺槽较深，这样可以减少对塑料的剪切作用，防止产生过多的摩擦热和物料过早固化。根据压缩比的大小，热固性塑料注射机的螺杆有三种形式，如图5-2所示。(www.xing528.com)

图5-2 热固性塑料注射螺杆类型

图5-2a压缩型螺杆的压缩比为1.05～1.2，主要用于注射成型不易发生交联反应的热固性塑料；图5-2b无压缩型螺杆的压缩比为1～1.05，这种类型的螺杆剪切塑化能力和输送物料的能力较好，主要用于注射成型一般的热固性塑料；图5-2c变深型螺杆的压缩比在0.8～1之间，此类螺杆的摩擦剪切作用随螺槽深度的增大而变小，它的剪切塑化能力较差，但输送能力较好，主要用于注射成型易发生交联反应的热固性塑料或用玻璃纤维增强的物料。

螺杆头部一般呈60°左右的锥形，并保证与喷嘴的内表面相吻合，且能使螺杆在注射行程的末端到达喷嘴的进口部位，这样可使每次注射之后不会在机筒前端留下多余物料，不至于因固化而堵塞喷嘴。螺杆与机筒之间的配合间隙要小（约为13～37μm），以减少注射过程中的逆流，防止熔体在机筒内停留时间过长而固化。螺杆内设有冷却水通道，可通冷却水，防止螺杆表面过热。不宜使用带止逆环的螺杆头和自锁式喷嘴，以避免螺杆头与喷嘴之间的物料固化。

2.合模系统

由于热固性塑料在固化过程中有气体产生，因此注射机的合模装置必须有排气动作，一般通过增压液压缸的卸压和加压来实现。当卸压时，可使模具打开，瞬间又加压而使模具闭合，从而达到排气的目的。

热固性塑料注射机的传动装置一般为全液压式。热固性塑料注射机与热塑性塑料注射机的差别见表5-1。

表5-1 热固性塑料注射机与热塑性塑料注射机的差别