如何选择合适的喷嘴？

选择喷嘴需要先选择浇口。

1.浇口的选择

下面从各种塑料熔体的流动性能和热性能以及浇口的残留痕迹来讨论浇口的选用。

（1）塑料熔体注射与热流道的浇口 只有充分了解塑料熔融温度下的黏度和固化的热性能，才能准确和有效地控制热流道系统的浇口冻结时间和流道温度。首先认识各种塑料熔体对传输的影响。

塑料熔体的品种很多，在注射温度下的黏度相差也很大。一般认为：中等黏度的聚苯乙烯PS、ABS、聚酰胺PA6和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA等，在流道中以1000s^-1左右的剪切速率流动时，黏度为200～1000Pa·s；高黏度的熔体，如聚碳酸酯PC和聚砜PSU等，在1000s^-1剪切速率下的黏度为1000～2000Pa·s；低黏度的低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE、聚丙烯PP和聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，在同样剪切速率下，黏度为50～200Pa·s。

高黏度的塑料熔体流经流道和浇口时的压力损失很大，采用针尖式或针阀式喷嘴时要考虑到流程中有较大的压力降，在窄小和过长的流道中会有黏性发热；而低黏度的塑料熔体容易泄漏。

塑料熔体黏度不但与种类有关，还与其相对分子质量有关。各种品级（如PE和PP等有注射级和挤出级）有不同的黏度。注射级的相对平均分子质量低，黏度就低。经充填改性的塑料，由于添加了玻璃纤维、碳酸钙等，熔体黏度也有提高。

根据冷却固化期间塑料分子结构的建立，热塑性塑料可分成两大组群：一类是有无定形结构塑料，其微观分子以粘结的连接形式保持着紊乱状态，如PS、ABS、乙酸纤维素CA、聚苯醚PPO、聚氯乙烯PVC、PC、PSU和氟塑料等都是无定形塑料；另一类是结晶型塑料，其分子链沿着已生成的晶核有序地折叠，但其周围是无定形结构，如LDPE、HDPE、PA、聚甲醛POM、PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT和聚苯硫醚PPS等都是结晶型塑料。必须了解这两类塑料熔体在传输和浇口冻结的区别。

结晶型塑料需温度较高的浇口区，以保证对型腔中塑料的补缩。应采用有完整浇口零件的喷嘴。浇口用含铬量较高的不锈钢制造，其被称为绝热浇口套。有的浇口用钛合金制造，以减少冷模板对浇口的热传导。如果浇口在定模板上，浇口附近又有冷却水管，则这种低温浇口区更适合无定形塑料。而针阀式喷嘴因其阀针启闭由仪表控制，由气缸执行，可保证有合适的保压时间，而且浇口的痕迹小，为模具设计师所乐意采用。但需注意到针阀式喷嘴结构复杂，操作维护困难，价格昂贵。

大多数结晶型塑料的加工温度范围小于60℃，其中快速结晶固化的有POM和PA等。对加工温度范围小于30℃的，如PA66（加热温度为255～285℃），比起慢结晶的PE和PP，在浇口区需要更高的温度。其在采用热力闭合的开放式浇口时，以采用整体式喷嘴为好。

塑料熔体影响热流道注射，一方面是熔体流动状态的温度范围的大小（超过分解温度后，会使塑料过热损坏）；另一方面是在注射机机筒和热流道模具的加热过程中维持塑料热传递的时间的长短（过长的加热时间也会使塑料热分解）。

热敏性塑料有PVC、POM、PBT、CA、聚苯酰胺PPA、聚醚醚酮PEEK、所有添加阻燃剂的塑料，以及具有耐热性差的着色剂的塑料。热稳定性塑料有PE、PP、PMMA、PC、PS等。

在机筒和热流道中停留的时间，热敏性塑料只能是5～10min，热稳定性塑料可达到30～60min。注射机关停后，随着机筒和流道板冷却固化的PVC或POM会发生分解。这些塑料在关机前，应该用其他塑料（如LDPE）替换。要缩短热敏性塑料在流道中停留的时间，必须限制热流道中存料的体积与注射量的比例，减小各温度控制区的温差，要有优质的加热器使加热温度均匀，更要避免热敏性塑料在流道板和喷嘴中滞留。带浇口套的顶针式整体喷嘴在免用之列。

（2）热流道浇口的痕迹 常用的热流道浇口和喷嘴的选择，不但要适合各种塑料的注射输送特性，还要考虑各种浇口和喷嘴的痕迹（见图6-61）。

浇口的结构设计和浇口尺寸决定了残留料头的形状和大小。必须尊重客户对塑料制品审美的要求。

①使用图6-61a所示的直接浇口的整体式喷嘴，在塑料制品上会留下圆锥状的残留料柄。此浇口痕迹留于制品的外表面，残料高大且必须切割。如果要留在内表面，模具用倒装结构，要考虑脱模机构在定模是否可行，还要考虑切割浇口料柄是否可能。这种喷嘴发生浇口流涎和拉丝的可能性最大。直接浇口的开放式喷嘴将会在冷流道上或在制品上留下较长的浇口柄，这可使喷嘴离开制品型腔，有利于对定模板的绝热和浇口区温度调节。常用的浇口直径为2.7～8mm，适用于大注射量的各种塑件。图6-61b所示的整体式喷嘴的浇口套很短，适用于较小注射量。其现已被顶针式喷嘴所替代。

②图6-61b、c、d和e所示的针尖式喷嘴是从冷流道系统的针尖式浇口演变而来，会在制品上产生圆环状浇口残料。浇口直径为0.5～2mm时，浇口痕迹很难察觉，中央有顶针防止熔料垂滴和拉丝。较大直径的浇口有利于熔体流动充模，也可提高圆锥针尖的强度。较小直径的浇口在制品上留下的痕迹更小。浇口残料位于制品前表面或斜向表面。

图6-61 各种喷嘴的浇口在制品上的残留痕迹

a）直接浇口的整体式喷嘴 b）侧孔针尖式浇口的整体式喷嘴 c）导流棱针尖浇口的整体式喷嘴 d）浇口在模板的导流梭针尖式喷嘴 e）浇口在模板的侧孔针尖式喷嘴 f）有浇口的针阀式喷嘴 g）浇口在模板的针阀式喷嘴(www.xing528.com)

③使用针阀式喷嘴时无浇口残料，最多在制品上留下阀针的痕迹。痕迹位于制品的前表面，如图6-61f和g所示。浇口直径为2～8mm。喷嘴不能过长，塑料熔体在喷嘴中有较大的压力降。过长的阀针在压力下容易失稳，不太适用于少量的注塑和高黏度塑料。

④使用边缘式喷嘴同样无浇口残料，只在制品留下剪切痕迹。痕迹如同冷流道的潜伏浇口那样，位于制品的侧表面。

一方面，从有无浇口残料，视残料的形状和大小，选择浇口和喷嘴的种类。另一方面，浇口对熔体注射有热力启闭的功能，实行周期性的开合。浇口的直径越小，对熔体的热负荷越大，压力负荷也越大。因此，还要根据塑料的种类和性能，选择浇口和喷嘴的种类。

①对剪切应力敏感的塑料品种（如PC和LCP）应限制使用针尖式浇口。针尖式浇口注射截面为环形，所产生的剪切应力最大，会导致温度上升和塑料熔体分子结构的降解，造成分子链断裂。有较大浇口直径的针尖式喷嘴和针阀式喷嘴，塑料熔体的流动状态较好，但除污去垢很费力。

②直接浇口式喷嘴的特点是流经浇口的压力降最小，因此最适合加工高黏度塑料，如PC。

③针阀式喷嘴能防止添加发泡剂的塑料在热流道中发泡，故它适用于含发泡剂的塑料，但针阀式喷嘴的使用需技术熟练的操作人员。

2.喷嘴的选择

由浇口的选择确定喷嘴种类后，还需对流道板喷嘴的壳体是否带有浇口等进行进一步的确定。大多数直接浇口的喷嘴是带有浇口的。容易出现流涎和拉丝的塑料有PA、PP、HDPE、PET、PS和PC，ABS也会有这种情况。浇口套的长度与冷模板的接触面积有关，用来调节浇口区的温度。结晶型塑料比无定形塑料有较大的浇口直径，需要有较长的保压补缩时间。针阀式喷嘴可带浇口，使用较多，如图6_-61f所示。也可将浇口制造在模板上，如图6-61g所示。后者的浇口区温度较低。

模具设计者经常从注塑件外观的审美要求来选择浇口和喷嘴类型。整体式喷嘴由于前端的浇口套的热膨胀伸长，很难准确预测，有可能伸出或缩进型腔的模板表面。有浇口套的痕迹留在注塑制品上，如图6-61b、c和f所示。而不带浇口的部分壳体的喷嘴（见图6-61d和e），由于浇口在模板上，没有浇口套的痕迹。针阀式喷嘴也能将浇口做在模板上（见图6-61g），只有阀针头的压痕。

完整喷嘴的浇口位于自身套壳上。由于浇口套用绝热较好的材料设计，浇口有较高温度，可用于除PE和PP外的结晶型塑料。部分壳体的顶针式喷嘴不带浇口，浇口位于模具内，可充分的冷却，主要用于无定形塑料，因为它们冷却速度缓慢，需强化热量移去。也可用于PE和PP的慢结晶的塑料，它们需要适度地移去热量。

热传导的管道侧孔针尖式喷嘴如图6-61e所示。塑料熔体在有针尖的管道中流动，经前端三个斜孔绕行顶针尖的浇口，再射入型腔。侧孔顶管用导热金属铍青铜制造，表面镀镍，浇口在模板上，有较低的温度，适用于无定形塑料的注射。侧孔顶管式喷嘴不适合塑料换色。侧孔顶尖有熔料分流，在制品表面可能会形成可见的熔合痕。因此，应避免加工ABS、热塑性弹性体和添加过金属或珠光颜料的塑料。

对导流梭针尖或侧孔针尖喷嘴的选用，还要做以下三项说明：

①完整的针尖式喷嘴，浇口位于套壳上。由于喷嘴的绝热设计，浇口有较高温度，主要用于除PE和PP外的结晶型塑料。它们需要逐渐去除热量。喷嘴在制品的接触面上会留下令人不悦的痕迹。

②部分壳体的针尖式喷嘴不带浇口。浇口位于模具内，可充分的冷却，因此可给浇口提供较低的温度。这种喷嘴主要用于无定形塑料，也用于PE和PP的慢结晶的塑料。它们都需要适度强化移去热量。但在加工高温塑料，如果采用模具上浇口，则在它的进口处要设计保温隔热帽。

③在针尖式喷嘴中的塑料熔体容易被滞留搁置，特别是浇口的入口有绝热皮层，这使着色更换困难。对PVC、POM及含阻燃剂或有机着色助剂的热敏性塑料不宜使用。

下面补充三条关于塑料对选择喷嘴的影响：

①矿物质充填或短玻璃纤维增强的塑料熔体，对喷嘴零件，特别是侧孔管道针尖、浇口套和导流梭等有较强的磨蚀，应采用硬质合金或钼锆合金制造顶针。但需注意它们的热导率较低。

②PVC、氟塑料、含阻燃剂及其他化学添加剂的塑料会对喷嘴零件的材料产生腐蚀作用。在此情况下，推荐使用不锈钢制造喷嘴零件，或者对零件表面涂覆镍或铬。

③需注意制造喷嘴零件的材料对塑料性能的影响。PP塑料不能与铜接触。如果有铜零件，则必须要对其进行防护涂覆，或者更换成钼合金材料。但当生产食品包装或医疗器具时，不得使用含钼的合金。