微孔塑料注射成型装置的优化与改进

微孔塑料注射成型设备由改进后的塑料注射机和超临界流体（SCF）输送系统两大部分构成。SCF输送系统需要将超临界的流体（物理发泡剂）以恒定的剂量注入注射机塑化装置内的塑料熔体中，该系统可分为液体泵送系统和气体泵送系统两类，其注射成型装置如图6-6所示。

液体泵送系统的优点是流体质量计量容易、输送装置的设计简单，而且泵能够以极低的流速将液体压缩成超临界流体（使用隔膜泵能够可靠地将液体压缩成SCF）。液体泵送系统通常不需要质量计量装置，由于隔膜泵具有可调性，调节泵的行程长度、行程速度和流体压力，可以很容易地获得泵的质量流量曲线；采用系统压力调节器可以调节流体压力。该系统的不足之处在于需要冷却设备将室温和大气压下为气态的发泡剂在压缩成超临界流体之前冷却成液态，且需要使用易于冷却成液态的物理发泡剂。

气体泵送系统是目前应用最广泛的超临界流体泵送系统，因为气体泵送系统用氮气作为发泡剂，而且还能很容易地与辅助计量装置一起使用。该系统使用的流体泵为高压泵，大多数能产生超临界流体的泵都是两级泵，一级泵将气体压力从1.4MPa增压到14MPa，二级泵将一级泵的气体压力增大到52MPa左右。气体泵送系统需要对稳定的超临界流体进行质量计量和控制，以保证定量、定压的超临界流体注入注射机塑化装置。

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图6-6 微孔塑料注射成型装置

a）液体SCF发泡剂注射成型装置 b）气体SCF发泡剂注射成型装置

微孔注射成型设备是由普通塑料注射设备改造成的，需要改造的地方有：①塑化机筒必须钻孔以安装SCF输送系统、压力传感器和爆破片；②必须配置锁闭型喷嘴；③更换微孔注射成型工艺专用螺杆；④对注射机控制系统程序进行修改，以适应微孔注射成型工艺；⑤必要时，还可增加螺杆长径比，或在机筒末端安装风冷装置，以加强对机筒末端温度的控制。通常经过上述改造后的注射机，仍能用于普通不发泡塑件的注射成型。