POM树脂成型技术研究

胡东升

摘要：注射成型是热塑性塑料成型的主要方法。注射过程一般包括：加料、塑化、充模、保压补缩、冷却定型和脱模等步骤。本文从POM塑料的成型加工特性出发，结合注射成型三大工艺参数：成型温度、成型压力和成型时间，较全面的介绍了POM塑料的注塑成型技术，结合典型产品的模具设计，成型工艺进行了分析讨论，并对POM塑料制品生产中的缺陷、原因和解决方法进行论述。得出正确的设定POM塑料注射成型条件是保证POM塑料的良好塑化，顺利充模、冷却与定型，从而生产出合格的POM塑料制件的重要条件。

关键词： POM塑料；成型加工特性；树脂材料切换；成型条件；

中图分类号：TQ32 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

POM（聚甲醛树脂）定义：聚甲醛是一种没有侧链、高密度、高结晶性的线型聚合物。按其分子链中化学结构的不同，可分为均聚甲醛和共聚甲醛两种。两者的重要区别是：均聚甲醛密度、结晶度、熔点都高，但热稳定性差，加工温度范围窄（约10℃），对酸碱稳定性略低；而共聚甲醛密度、结晶度、熔点、强度都较低，但热稳定性好，不易分解，加工温度范围宽（约50℃），对酸碱稳定性较好。是具有优异的综合性能的工程塑料。有良好的物理、机械和化学性能，尤其是有优异的耐摩擦性能，为第三大通用塑料。主要用途 ：可代替钢、铜、铝、铸铁等制造多种结构零件及电子产品中的多种结构零件；轴承、凸轮、滚轮、辊子、齿轮等耐磨、传动零件。汽车仪表板、汽化器、各种仪器外壳、罩盖、箱体、化工容器、泵叶轮、鼓风机叶片、配电盘、线圈座、各种输油管、塑料弹簧等。

1 成型加工特性

1.1流变性 POM在熔融状态下呈非牛顿型流体。温度对POM的熔体黏度影响不大，所以不能用提高温度的方法来增加POM的流动性。剪切速率对POM熔体的黏度影响较大。

1.2结晶性 POM一般结晶度为75%～80%。聚甲醛熔融时，有明显的体积变化。因此注射时必须有足够的保压时间，以补偿固化的体积变化，否则就会出现缩孔。所以，最短保压时间对一般制品，可以用浇口封闭时间的测定来决定：通过不同保压时间所得制品的称重，可以确定浇口封闭时间。

1.3热稳定性 聚甲醛热稳定性较差。在保证流动性前提下，加工温度要尽量低，受热时间要尽量短。

1.4吸湿性 聚甲醛的吸湿性小，一般为0.2%～0.25%。

1.5收缩率 聚甲醛收缩率较大，为1.5%～3.5%。

2 成形作业时的安全、卫生

2.1成形作业时的注意事项

为了防止树脂分解，熔融树脂温度以及在料筒内滞留的时间分别为：

适当的树脂温度：190- 2100C

熔融树脂在料筒内滞留的时间：

树脂温度：200C允许滞留时间：60分种以内

树脂温度：210C允许滞留时间：30分种以内

树脂温度：230C允许滞留时间：10分种以内

如果要在中途停止成形作业时，必须将料筒内的树脂排出，使料筒的温度下降。如果料筒的温度过高而使树脂过热时，必须降低料筒的温度，同时加入新树脂将过热的树脂排出。

废气 必须对成形作业的空间进行局部或全部换气。

清扫 对于散落在地板上的树脂颗粒等，要及时进行清扫，以免作业者不慎滑倒。

2.2成形机的启动、停止及树脂材料切换

之前使用的是POM树脂时：

照旧启动加热器，当喷嘴及料筒内的温度达到规定的温度后，将喷嘴对空反复注射数次后才进行成形作业。此时，有必要确认喷嘴部的树脂是否处于熔融状态。

使用POM树脂的成形作业停止时，首先停止供料，只有当喷嘴喷出的熔融树脂完全没有时，才关掉加热器。

之前使用的不是POM树脂时：

可直接换成POM的树脂有：

之前成形使用的树脂是与POM树脂一样的成形温度，而且是加热稳定性好的树脂如PE， PS， AS树脂等，或者是其他型号的POM树脂.均可直接换成POM进行成形。

需要先使用PE， PS料进行清洗，然后再换成POM树脂进行成形作业的有： 比POM成形温度高的树脂如PC， PA， PBT， PPS等。

如果之前使用的材料是黑着色品等深色树脂，当难以清洗干净时，可用含有天然玻璃纤维的树脂进行清洗，比较容易清洗干净。

POM成形后需要换成其他树脂进行成形作业时：

如果是和POM一样的成形温度，则直接使用.如果与POM成形温度不一样，则先在POM成形温度下用PE、PS树脂对料筒进行清洗，然后再换成该材料的指定温度进行成形作业。

3 成型机的选择

3.1 成型机的选择

根据成型机的一次注射量和成形品的投影面积来选择成型机。

一次注射量=注射容积X 20-80%（最好是30-50%）

锁模力>成形品的投影面积X 500- 700kgf/cm2

3.2塑化机构

止逆阀是在保压过程中，防止熔融树脂从模腔中倒流回料筒的部件.如有逆流发生时，成形品就容易产生凹陷、气泡、尺寸偏差、强度低下等缺陷，必须引起充分注意。

3.3注射机构

为了防止波纹的发生，降低通过浇口的速度可起到较好的效果。注射率大的成型机则不存在此类问题。

3.4喷嘴机构

用开放式喷嘴进行成形作业时，一般不会发生问题。

4 成型条件

4.1标准成形条件

预备干燥：80-90℃ X 3- 4小时

树脂温度：190-210℃

模具温度：60-80℃

注射压力：500-1000k gf/cm2

注射速度：5- 50mm/s

螺杆转速：100-150rpm

成形周期：浇口封止时间（注射+保压）+冷却时间

4.2预备干燥

刚开包的树脂无需干燥即可用于成形。但开包后的树脂在湿度较高的环境下保管或长时间放置时，在使用前必须预先干燥。

注意事项：

棚架式干燥机： 树脂颗粒的厚度：25- 30mm

料斗式干燥器： 按照各树脂指定的干燥温度设定干燥器的干燥温度及热风量.树脂在料斗内的滞留时间不能少于3～ 4小时。

4.3料筒温度

料筒的温度设定为：后部：150-170℃

中部：170-190 C

前部：180-200℃

喷嘴：190-210℃

树脂温度过高时，易导致材料的分解、变色（因滞留造成变色）。

树脂温度过低时，会有未塑化的颗粒混入。

4.4模具温度

成形时模具的标准温度为60- 801C，生产实际中应根据成形品的性能特点、表面状态、使用时的尺寸变化、成形周期等要求对模温进行设定。模具温度高时，成形品尺寸变化较小，表面光泽较好。模具温度低时，可缩短成形品的成形周期。

4.5注射压力

主要依据成形品的外形、尺寸来决定。

注射压力：1000kgf/ cm2

保压压力：500-1000kgf/cm2

从注射阶段转为保压阶段的时机：当模腔的80-90%被熔融树脂填充时即进行保压。

注射压力高：会发生毛刺。

注射压力低：会发生充填不足、凹陷、表面起皱、气泡等。

4.6注射速度

注射速度为5- 50mm/s.生产实际中应根据成形品的形状、壁厚、品质要求、分流道大小、浇口大小来综合考虑。

注射速度宜快的场合：壁薄、一模多腔、尺寸要求较高的成形品。

注射速度宜慢的场合：壁厚、易产生气泡、波纹的成形品。

注射速度太快时，易产生喷射纹、波纹、毛刺、焦痕等缺陷。

注射速度太慢时，易产生充填不足、表面起皱等缺陷.

4.7螺杆的转速、背压

考虑到熔融树脂有不同的温度要求，成形作业中以螺杆转速稍慢一些，背压稍高一些为好，一般设定为：

螺杆转速：100- 150rpm

背压（表压）：5- lOkgf/cm2

背压太低：因空气的卷入会导致对树脂量计量的不准确。

背压太高：会发生树脂从喷嘴流出的现象，并使成形时间延长。

4.8冷却时间

根据模具温度、成形品壁厚不同，来确定冷却时间.冷却时间应能保证成形品顺利脱模。

5 结束语

5.1 POM塑料因其耐腐蚀性好、尺寸稳定性好、耐疲劳、热变形温度高的特性，可在家电行业得到广泛应用。

5.2 POM塑料流动性好，可用于成型复杂的结构件。

参考文献

【1】李秦蕊，塑料模具设计（第二版）【M】，西安，西北工业大学出版社，1988：4-24.

【2】孙凤勤，闫亚林.冲压与塑压成形设备【M】，北京，高等教育出版社，2003：149-150.

【3】史铁梁，模具设计指导【M】，北京，机械工业出版社，2013：195-211.

【4】金志刚，胡晓岳.注射模设计项目化实例教程【M】，北京，机械工业出版社，2014：26-36.