层状注射成型与模具设计.ppt

1、层状注射技术与模具设计班级：09高分子一班制作人：王秋方21王克超201.1概括层状注射成型是一种新型注塑工艺。是以热固性液体注射料为原料，通过液体注射机注入模腔，在一定的压力、温度、时间和固化剂的作用下，在模具内迅速固化成型而得到成型制品的成型方法。所得制品是一个具有层状结构的不同树脂的复合体，它和单相树脂或传统共混聚合物相比表现出更优异的性能，如气密性、尺寸稳定性、隔热性和光学透明性。层状注射成型和反应注射成型有相同之处，都是将液体从贮存容器中先泵入混合头的混合室内进行混合，然后由喷嘴再注入模腔而固化成型的一种成型方法，两者最主要区别在于是否使用固化剂，层状注射成型和反应注射成型的主要区别

2、见表：表1层状注射成型和反应注射成型的主要区别区别层状注射成型反应注射成型 固化方式在固化剂作用下，热固性塑料 树脂在模腔中经过加热固化成型 两种混合后 的熔体在模腔中通过化学反应固化成型成型制品小型精密零件大型制品成型材料环氧树脂，低粘度的硅橡胶聚氨酯1.2定义层状注射成型是一种兼有共挤出成型和注射成型特点的成型工艺，能在复杂制件中任意地产生微刻度分层状态。该工艺同时实施两种不同的树脂注射，使其通过一个多级共挤模头，各股熔体在共挤模头中逐级分层，各层的厚度变薄而层数增加，最终进入注塑模腔叠加，保留通过上述过程获得的层状形态，即沿制品厚度方向，两种树指不是沿制品厚度方向呈无序共混状态存在的，而

3、是复合叠加在一起。1.3成型原理层状注射成型原理较为独特，其成型原理如下图所示。它有两个料筒1、2，分别对两组分塑料进行熔融、塑化，然后注射进入5段供料头，供料头的结构较特殊，它通过不同的加工条件，可形成A三层ABA结构；B被分成四个垂直部分；0将上述四部分变换为叠加的流层;D将这些部分贴合在一起；最后由E再结合成一体熔流。通过上述变换，熔料可最终达到具有2049层微米级多层熔流。图：层状注射成型原理1、2注塑机料筒3供料头A,B.C、D,E为料层叠加该供料机头可以与通常双色或共注塑机相配合使用，与注射装置和喷嘴配合良好的供料机头，即使在复杂的多腔制品中，仍可获得单层厚度为1m熔层的流体，甚至

4、在1、2两组分共混比为98:2时仍能获得良好的结果。1.4发展目前采用层状注射成型工艺对两组分和三组分通过应用层倍增器，进料流层数已达到约层。若采用交错式进料器设计则可以容纳更多的组分或产生更多的初始熔料流层数。原则上特殊的机器、进料器和层倍增器可以产生数千层的多组分进料流。所有层状注射成型组分都将在模塑制品表面呈现。1.5工艺说明：层状注射成型是20世纪90十年代出现的。它被开发用来生产两种或多种聚合物的纳米级层状形态机械共混物，用于直接注射成型。微层材料的生产是通过将两个组分一预设的速率在供料头里同时注射，形成初始的三明治层状结构。形成的流体随后通过一系列的增层器，在其中聚合物层被反复细分

5、和堆叠，层数不断增加，层厚不断减小。最后这种层状形态被保留下来，出现在最终的模型制品中，如图：层状注射成型的示意图6常用材料的工艺条件层状注射工艺所采用的液体注射料有不饱和聚酯、环氧树脂、聚氨酯和有机硅等。正在开发的橡胶材料除了液体硅橡胶，还有聚氨酯橡胶，聚丁二烯橡胶等，主要用于生产小型精密制品和汽车、电器、医疗方面用的制品，如褥垫、电器绝缘件、线圈封装、电子电器的塑壳封装等。目前，国内只采用液体环氧注射料。层状注射成型原料的主料和固化剂的混合比例多采用1:1，两种液体料一混合就开始固化反应，温度越高反应速度越快，固化时间越短，对层状注射料的要求见表2表2对层状注射料的要求性能原因贮存期贮存期

6、越长而越稳定，室温下混合料可保存24h以上，以使在混合中暂时保存。固化条件在贮存筒内要有足够的贮存期，高温下固化时间短注入模具型腔后能迅速固化。耐温性高温下机械强度奥、热刚性好、不因脱模而发生变形。流动性在常温或较低的预热温度下，流动性良好，在料中容易进料，同时奥满足一定的充模速度和对线圈匝数的渗透能力，又不会造成漏模滑料，对注射模的料筒，螺杆及模具型腔磨损小。塑料性能固化的塑料既要有一定的刚性，又要有足够韧性，以保证各种几何形状的零件在高低温环境工作。毒性注射料本身及注射时致出的气体对人体有害.1.7工艺优点工艺优点层状注射成型工艺使人们能够通过直接模塑成型两种或多种聚合物而产生片层形态。与

7、普通共混技术相比，层状注射技术可以提高制品性能，降低共混物加工费用，并能在不相容的聚合物的界面引入增容聚合物。与共注射成型相比，层状注射技术简化了塑料制品加工工艺，降低了模具成本，并能成型复杂的多型腔制品。多组分注射成型机可以较容易被改装用于层状注射成型技术。层状注射成型制品之所以广受欢迎，是因为它与通常注塑成型制品相比，有许多较为突出的优点。1)有很高的热变形温度。PC/PBT的LIM制品要比普通PC/PBT注塑制品的热变形温度高28以上。2)有良好的阻隔性。LIM制品的阻隔性要比通常注塑制品的阻隔性好几百倍，透氧性极小。3)有极好的抗溶剂性。LIM制品有极好的抗溶剂性，因此可制作耐溶剂的塑

8、件。4)有较好的光学性能。如PC/SAN的LIM制品比通常注塑制品由于散射减少雾度60%。生产连续层状结构它提供了比传统及聚合物熔体共混技术更出众的选择。而后者所得产品的形态往往强烈依赖于组成材料的性能和工艺参数。与单层PET和传统共混物相比，层状注射成型可以降低氧气透过率12个数量级。另外，HDPEPA6微层结构和HDPE相比，碳氢化合物的透过性可以降低200倍。除此之外，通过层状注射成型可以显著提高耐化学性、耐热性、尺寸稳定性和光化学透明性。据报道，层状注射可成型每层厚度为0.110pm。层数达上千层的制品。因层状注射成型的制品是基于两种或多种材料形成层状结构，保留了各组分材料的特性，比传

9、统共混料更能充分发挥材料性能，使其制品在阻隔气全渗透、耐溶剂、透明性方面各具突出优点。要一定的时间。样，获得必要的技术技能需且和掌握任何其他新技术一高的初期设备成本投入，而层状注射成型的缺点在于较工艺缺点1.8工艺的主要挑战包过：根据最终用途确定和控制合适的层状结构；熔体前沿的喷射效应；注射过程中的高剪切速率对层状结构分割和叠合的影响；不相容聚合物之间的黏结以及工艺废料和制品使用后的回收问题。1.9用途层状注射成型工艺适用于单型腔和多型腔注射成型、注射吹塑成型（模内再加热吹塑）、注射拉伸吹塑成型、气体辅助注射成型、结构发泡成型和多组分注射成型等。由于不需要特殊的模具设计，普通的分流道式和无流道

10、式模具均可采用。普通共注射成型机、多组分或多色注射成型机，若具有对各个注射料筒的独立液压控制，则都适合于层状注射成型工艺。常规的注塑机通过添加另外的注射装置和微处理器控制系统，也可改装用于层状注射成型。1.10适用材料层状注射成型曾被用于许多聚合物组合，特别是通用或工程树脂与少量（2%20%）阻透性树脂混合的多相系统。通过适当选择材料和形态也可达到相互增强的共混性能。材料组合目标利益PCPETPCPBT聚烯烃粘合剂EVOH透明抗冲击聚苯乙烯聚酰胺ABS热塑性聚氨酯PC热塑性聚氨酯填充和非填充聚合物组合脆性和韧性聚合物组合工程塑料和热致液晶聚合物组合溴化PC共聚物和ABS新塑料和回收塑料组合透明性、阻透性和耐化学品性能耐热和耐溶剂性能气体和溶剂阻透性气体阻透性和透明性耐溶剂性耐溶剂性、耐热性和光学透明性良好的均衡性能、线性热胀系数、韧性、耐热性力学性能相互增强TLCP增强抗引燃性材料改性和降低成本层状注射成型的材料1.11典型应用层状注射成型在许多领域比其他竞争工艺更有优越。具体地说层状注射成型激活素的潜在应用领域包过：1）需要光学透明性或耐热性和耐溶剂性能的家庭用品或耐用性；2）需要耐热、耐化学、和尺寸稳定性的结构制品；3）保健设备或制品：4）需要阻透性的食品或化学品包装产品；5）汽车部件：如燃油和液压系统.食品模板