PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)作为热塑性聚酯的典型代表,其注射成型过程对工艺参数极为敏感。要实现制品的高透明度、高机械强度及尺寸稳定性,需从温度、压力、模具控制三大维度构建精密工艺体系。以下从专业视角系统解析PET注射成型的核心条件:
一、温度控制:平衡流动与降解的黄金区间
PET的成型温度窗口狭窄,温度波动直接影响分子链排列与制品性能:
- 料筒温度:常规PET料筒温度需精准控制在240~280℃,玻璃纤维增强型可适当提高至250~290℃。温度过低会导致熔体粘度骤增,引发充模不足、熔接痕强度下降等缺陷;温度过高则可能引发热降解,表现为喷嘴流涎、制品泛黄及机械性能衰减。实验数据显示,当料筒温度超过290℃时,PET分子量下降速率呈指数级增长。
- 喷嘴温度:需严格控制在≤300℃,且应低于料筒末端温度5~10℃。此设置可防止熔体在喷嘴处滞留导致的降解,同时避免低温料流对喷嘴的冲击磨损。建议采用开放式喷嘴结构,配合反向螺纹设计减少残料堆积。
二、模具温度:调控结晶行为的性能开关
模具温度通过影响冷却速率,直接决定PET制品的结晶度与力学性能:
- 典型温度范围:常规模具温度应维持在100~140℃。在此区间内,PET可形成适宜的球晶结构,平衡透明度与抗冲击性。当模具温度低于90℃时,制品易产生内应力导致开裂;高于150℃则可能引发后结晶收缩,造成尺寸超差。
- 壁厚适配策略:薄壁制品(壁厚≤1.5mm)需采用100~120℃的低温模具,以加速冷却防止变形;厚壁制品(壁厚>3mm)则应提高至130~140℃,促进均匀结晶。某汽车灯罩案例表明,通过阶梯式模具温度控制(浇口区135℃/型腔区125℃),成功将翘曲变形量降低62%。
三、注射压力:精准匹配流动与填充需求
PET熔体具有优异的流动性,压力控制需兼顾充模效率与内应力管理:
- 基础压力范围:常规PET注射压力宜采用80~140MPa,玻璃纤维增强型可提升至90~150MPa。压力过低会导致熔体前沿冷却过快,形成缩痕或空洞;压力过高则可能引发分子取向过度,导致制品各向异性收缩。
- 多参数协同优化:压力设定需综合考量以下因素:
- 材料特性:玻璃纤维含量每增加10%,注射压力需相应提高5~8MPa;
- 流道设计:热流道系统可降低15~20%的注射压力需求;
- 制品结构:长流程制品(L/T>150)需采用分段保压工艺,首段压力设为注射压力的80~90%,后续阶段逐步递减。
工艺控制要点总结
PET注射成型需建立”温度-压力-时间”三维控制模型:
- 温度梯度管理:从料筒到模具形成200~250℃的降温梯度,确保熔体在型腔内完成从粘流态到玻璃态的平稳转变;
- 压力动态调节:采用多级注射程序,充模阶段压力占比60~70%,保压阶段压力递减率控制在3~5MPa/s;
- 结晶度调控:通过模具温度与冷却时间的协同控制,使制品结晶度维持在35~45%的理想区间。
掌握上述工艺要点,配合科学的试模验证(如DOE实验设计),可系统性提升PET制品的良品率与性能稳定性。在实际生产中,建议建立工艺参数数据库,通过SPC统计过程控制实现持续优化。