為什么HDPE材料從口模出來，前后不易折斷，左右容易斷裂?在眾多的塑料中，有相當(dāng)部分屬于結(jié)晶型聚合物，如PE、PP、POM、PMMA、PA、PET、PBT、PPO、PPS等，結(jié)晶型塑料在注塑過程中，塑料大部分的取向與結(jié)晶程度對(duì)制品的結(jié)構(gòu)、性能有明顯的影響，而取向與結(jié)晶都和注塑過程的參數(shù)有關(guān)。在實(shí)際工作中，了解塑料的取向和結(jié)晶的特征，對(duì)模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中注塑工藝的確定有一定的幫助。

在吹塑薄膜領(lǐng)域，HDPE也容易導(dǎo)致薄膜縱向撕裂性能非常差，一般通過增加LLDPE來提高縱向撕裂性能，其實(shí)主要的原理也是降低HDPE的結(jié)晶和取向。

一 、塑料在模腔中流動(dòng)的取向特點(diǎn)

注塑充模時(shí)，塑料熔體在模腔中的流動(dòng)，一般模腔壁面的溫度都比塑料的玻璃化溫度低(或熔點(diǎn)低)，所以熔體從進(jìn)入模腔的時(shí)刻起便開始冷卻，在與模壁接觸的一層熔體構(gòu)成了不移動(dòng)的外殼,而其內(nèi)部則仍然是較熱的熔體。在充模過程中，熔體的流動(dòng)前緣在壓力的作用下向前移動(dòng)，同時(shí)以流動(dòng)前緣為中心向模壁方向產(chǎn)生經(jīng)向流動(dòng)，這種流動(dòng)過程引起大分子的剪切取向，這種流動(dòng)方向很快就被冷卻作用固定下來。因此，表層產(chǎn)生了很大的取向，而中心層由于沒有速度差，分子的取向程度最小，所以中心層物料為各向同性，而表層區(qū)由于取向的作用，沿取向方向的力學(xué)性能明顯提高。取向程度與注塑過程工藝參數(shù)的關(guān)系如下：

1.1. 熔體溫度

熔體溫度高，制品的取向程度低。由于熔體溫度高，冷卻至凝固溫度所需要的時(shí)間就長(zhǎng)，這樣塑料大分子的松弛時(shí)間就加長(zhǎng)，容易解取向，使取向程度減少。若冷卻速度慢，則松弛過程延長(zhǎng)，同樣容易解取向。冷卻速度除了與熔體溫度、模具溫度有關(guān)外, 還與塑料的熱性能有關(guān)，比熱容大、熱導(dǎo)率小，則冷卻速度慢、解取向加強(qiáng)、取向程度下降。

1.2. 注射壓力和保壓壓力

注射壓力大，充模過程熔體的剪切速率和剪切應(yīng)力也大,有利于分子的取向;保壓壓力大、壓實(shí)程度高，解取向減少。

1.3. 注塑速度

射速快，熔體充?？?快速充模使制品表層部分產(chǎn)生高度的取向，內(nèi)中心層部分取向卻很小，而慢速注射則因充模速度慢而延長(zhǎng)了熔體的流動(dòng)時(shí)間，冷卻速度增加、解取向減弱，故制品表層的取向程度較小，中心層的取向程度較大。

二、塑料在注塑過程中的結(jié)晶

通常結(jié)晶型塑料在結(jié)晶過程有四個(gè)重要的特征：熔體溫度Tm、出現(xiàn)最大結(jié)晶速率的結(jié)晶溫度Tv-max、出現(xiàn)最大成核速率的結(jié)晶溫度Tc、玻璃化溫度Tg。結(jié)晶型塑料在高于Tm時(shí)表現(xiàn)為含有晶核的熔體，且時(shí)間越長(zhǎng)晶核的數(shù)量越少;若熔體在低于TM的溫度下冷卻，則會(huì)使其產(chǎn)生結(jié)晶。影響結(jié)晶進(jìn)程的主要因素是冷卻速度、晶核密度、晶核生產(chǎn)速率。冷卻速度增大，結(jié)晶進(jìn)行較快。結(jié)晶速率在很大程度上決定與晶核的存在。當(dāng)溫度稍高于Tg時(shí)，能產(chǎn)生最大的晶核密度。注塑時(shí)，塑料熔體注入模腔后，因模壁溫度低于TM，結(jié)晶首先在接觸模壁處開始，然后逐漸想中心層進(jìn)行。沿制品的厚度方向，各層的結(jié)晶形態(tài)和程度不一樣;通常表層是沒有形成球晶的雙軸取向結(jié)構(gòu)，其次是小球晶結(jié)構(gòu)，中心層不受剪切作用而形成無規(guī)則的點(diǎn)狀晶核結(jié)構(gòu)，由于中心層溫度高，冷卻速度慢，最終生成較大的結(jié)晶。

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2.1. 溫度及冷卻速度

溫度是塑料結(jié)晶過程中最敏感的因素，溫度相差1℃，則結(jié)晶的速度可相差幾倍。塑料熔體從Tm以上冷卻到Tg以下，這一過程的速度稱為冷卻速度，它是晶核存在或生長(zhǎng)的決定性條件。制品在模腔中的冷卻速度取決于熔體的溫度和模具的溫度之差，根據(jù)這個(gè)溫度的不同可分為三個(gè)冷卻區(qū)：

2.1.1. 等溫冷卻區(qū)

等溫冷卻區(qū)，即模具接近最大結(jié)晶速率溫度Tvmax,這時(shí)溫差小，冷卻速度慢，結(jié)晶過程實(shí)際與熔體在等溫狀態(tài)下的結(jié)晶過程相同，晶核不易生成、結(jié)晶緩慢、冷卻時(shí)間長(zhǎng)、形成較大的球晶、制品一般較脆。

2.1.2. 中速冷卻區(qū)

把模具溫度控制在最大結(jié)晶速率溫度Tvmax與玻璃化溫度Tg之間，這樣熔體在接觸較冷的模壁表層區(qū)域最早生成結(jié)晶，由于模溫不低，有利于制品內(nèi)部中心層晶核的生長(zhǎng)和球晶的長(zhǎng)大，結(jié)晶比較完整。這種溫度有利于制品的結(jié)晶。

2.1.3. 快速冷卻區(qū)

模具溫度低于玻璃化溫度Tg，此時(shí)冷卻速度快,結(jié)晶在非等穩(wěn)條件下進(jìn)行，塑料的大分子鏈來不及折疊成芯片,而大分子的松弛過程后于溫度的變化速度,于是分子鏈在驟冷的條件下形成了體積松散來不及的無定型區(qū)。對(duì)于壁厚制品，其表層是無定型結(jié)構(gòu)，而中心層由于溫度高，冷卻速度慢，形成了具有微結(jié)晶結(jié)構(gòu)的結(jié)晶區(qū)。對(duì)于薄壁制品就只有無定型結(jié)構(gòu)。冷卻速度是影響結(jié)晶的因素，但也跟塑料的結(jié)晶速率有關(guān)，對(duì)于結(jié)晶速率很大的塑料,如PE即使采用很低的模溫，在極快的冷卻條件下也能得到較高的結(jié)晶度。

2.2. 射壓和射速

提高射壓會(huì)引起射速的增加，剪切作用的增強(qiáng)，這些都會(huì)加速結(jié)晶過程。注射時(shí)，由于壓力的提高，應(yīng)力作用使大分子鏈沿受力方向取向，形成有序區(qū),這樣容易誘導(dǎo)出許多晶胚，使晶核數(shù)量增加生成結(jié)晶時(shí)間縮短，加速了結(jié)晶作用。

壓力的增強(qiáng)會(huì)影響球晶的形狀和尺寸,低壓力下容易生成大而完整的球晶，高壓力下生成小而不規(guī)則的球晶。受剪切應(yīng)力的作用，容易生成微晶結(jié)構(gòu);而在直接壓力作用下則容易生成直徑小而不均勻的球晶。在高的剪切速率下，冷卻后的制品具有較高的結(jié)晶度,而且在受剪切作用下生成球晶的時(shí)間比沒剪切作用的時(shí)間要少，所以在注塑加工中，提高射壓和射速能提高制品的結(jié)晶度。在眾多的塑料中，有相當(dāng)部分屬于結(jié)晶型聚合物，如PE、PP、POM、PMMA、PA、PET、 PBT、PPO、PPS等，結(jié)晶型塑料在注塑過程中，塑料大部分的取向與結(jié)晶程度對(duì)制品的結(jié)構(gòu)、性能有明顯的影響，而取向與結(jié)晶都和注塑過程的參數(shù)有關(guān)。在實(shí)際工作中，了解塑料的取向和結(jié)晶的特征，對(duì)模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中注塑工藝的確定有一定的幫助。