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    橡膠注射成型工藝條件比較復雜，受很多因素影響，而且有些因素是互相且互相影響的。注射工藝的中心問題是在合適的溫度、壓力條件下，使膠料獲得良好的流動性，并在盡可能短的時間內獲得質量合格的產品。

  1.溫度

  橡膠注射成型中溫度的控制與塑料注射成型有原則上的不同。塑料的注射成型是在機筒中先將物料加熱到熔點T_m或粘流溫度T_f以上，使其具有流動性，然后在柱塞式螺桿壓力的推動下將物料注入模具型腔，冷卻凝固而得產品。物料的流動性主要靠外界加熱提高溫度來達到。而橡膠注射成型時，首先考慮的不是加溫流動，而是防止膠料溫度過高發生焦燒的問題。一旦溫度太高，膠料在機筒中發生早期硫化，輕則噴嘴堵塞，重則會使整個機筒堵塞，造成生產事故。為了達到高溫快速硫化，必須使膠料在進入型腔時盡可能達到型腔溫度，因此要嚴格控制好各部位的溫度。

  （1）機筒溫度  機筒溫度不僅影響膠料的加熱塑化，而且對其他工藝條件及硫化膠性能都有影響。

  在一定范圍內提高機筒溫度就可以提高注射溫度，縮短注射時間，提高硫化膠的硬度。所以控制機筒溫度十分重要，應在焦燒安全性許可的前提下盡量高些。

  機筒溫度的選擇還應考慮注射機的型式、膠料硫化特性及膠料配方等因素。一般柱塞式注射機控制在70～80℃，移動螺桿式注射機因塑化較均勻，機筒溫度可高一些，約在80～100℃，有的可高達115℃.

  膠料在機筒中允許的[敏感詞]溫度與膠料硫化特性有關，一般不應超過120℃。因為硫化的熔點為119℃，高于120℃時就開始硫化，而機筒上測得的溫度又往往比膠料內層溫度低20～25℃，所以機筒溫度多半控制在90～95℃，這樣膠料溫度就不至于超過120℃的允許溫度。

  不同的膠料性質也會影響注射條件，一般來說，分子間作用力大的剛性鏈橡膠如丁腈。氯丁等品種，內耗大，生熱量也大，機筒溫度宜低一些；而分子鏈柔性高的天然、順丁、硅橡膠等生熱少，機筒溫度宜高一些，如100～120℃。至于填充劑，凡粒子細，結構性高、補強性能好的活性填料，如超耐磨炭黑等，生都 很大；加入非活性填料對生熱影響很小，而軟化劑則可以降低生熱量。

  （2）注射溫度  注射溫度是膠料通過噴嘴之后的溫度，注射溫度低，硫化時間延長，但注射溫度過高，則容易產生焦燒。因此注射溫度應在焦燒安全許可的前提下，盡可能地控制在接近型腔溫度。

  注射溫度除與機筒溫度有關外，還與許多因素有關，一般提高螺桿轉速、背壓、注射壓力和減小噴嘴孔徑均可提高注射溫度。

  膠料各類不同，通過噴嘴后的溫升情況也不同，部分橡膠膠料經噴嘴射出后的平均溫升見表6-19。

表6-19  部分橡膠膠料經噴嘴后的平均溫升

  （3）模具溫度  即膠料的硫化溫度。模具溫度低，硫化時間長，但模具溫度過高，在充模時會產生焦燒，反而降低膠料流動性，不能充滿型腔。所以應盡可能采用充模時不會發生焦燒的[敏感詞]模具溫度，以提高生產效率。安全的[敏感詞]模具溫度是比出現焦燒現象時的溫度低3～5℃。

  綜上述，橡膠在注射過程中，各部位的溫度從進料到模具型腔是逐漸升高的，例如天然橡膠的硫化溫度為180～200℃，則各部位溫度大致為：進料（20℃）→機筒（115℃）→注射前（125℃）→注射后（150℃）→模具型腔（180℃）。

  2.注射壓力

  注射壓力對膠料充模起著決定性的作用。對于非牛頓流體的橡膠而言，其表觀粘度隨壓力和剪切速率的增加而降低，所以增加注射壓力可以提高膠料的流動性，縮短注射時間。由于提高壓力可使膠料通過噴嘴時的生熱量增加，膠料的溫度上升，因而硫化周期也大大縮短。

  從防止膠料焦燒的觀點來稈，提高注射壓力可以防止焦燒，因為壓力的提高雖然使膠料的溫度上升，但卻因此減少了焦燒的可能性。所以原則上說，注射壓力應在許可壓力范圍內選用較大的數值。但是過高的注射壓力是不利的，壓力開始增高時，膠料流動性大大增加，注射時間急劇降低，當注射壓力達到一定值后，注射時間不再縮短，對提高生產效率不再顯示什么，反而會增加設備的負荷，而且會造成溢邊過多，脫模困難等問題。

  3.螺桿轉速與注射速度

  螺桿轉速對注射溫度、硫化時間和塑化能力的影響。隨著螺桿轉速的提高，機筒內的膠料受到剪切、塑化和均化的效果提高，可獲得較高的注射溫度，縮短注射時間和硫化時間，但是螺桿轉速過高時，螺桿表面的橡膠分子鏈發生拉伸取向，產生一種收縮力，使膠料成團抱著螺桿一起轉動，產生較嚴重的包軸現象，不能使膠料很好地受到剪切作用，故膠料溫度反而下降，注射溫度降低，硫化時間延長。一般認為螺桿轉速以不超過100r/min為宜，螺桿直徑大，轉速宜低些，粘度高的膠料轉速也應低些。

  注射速度即注射柱塞式螺桿移動的速度，注射速度增加，注射溫度和硫化速度隨之增加。注射溫度升高，注射時間縮短，有利于提高生產效率。但注射速度過高，會造成摩擦生熱大，易焦燒，同時易使制品產生內應力和各向異性一。若速度太低則不利于提高生產效率，而且會使制品表面出現皺紋或缺膠。

  4.成型周期

  在整個注射周期中，硫化時間和充模時間最為重要，它們的計算分配取決于膠料的硫化特性和設備參數。從硫化工藝來看，主要根據膠料在一定溫度下的焦燒時間t_焦和正硫化時間t_正硫來確定，即要求充模時間t_充小于t_焦硫化時間t_硫等于t_正硫。

  充模時間必須小于焦燒時間，否則膠料會在噴嘴和模具流道處硫化。此外還要考慮充模后應留有一定的時間使膠料能在硫化反應開始前完成壓力的均化過程，通過分子鏈的松弛消除物料中流動取向造成的內應力。以丁腈-40膠料為例，如果我們在190℃下進行注射硫化，預先測得該膠料在190℃下的焦燒時間為25s，正硫化時間為60s，那么t_充可定為15s，壓力均化為5s，這樣，15s+5s<25s。確定充模時間后，變可以根據每次注膠量確定注射速度和壓力。

  膠料的配方，特別是填充劑及軟化劑的品種和含量，對充模有十分重要的影響，如添加軟化劑可以大大縮短一定壓力下的充模時間。

  硫化時間在整個成型周期中所占的比例較大，縮短硫化時間是提高橡膠注射成型生產效率的重要手段。硫化時間雖然與噴嘴大小、注射壓力及流道結構等因素有關，但它主要取決于橡膠的配方和制品的厚度。采用高溫快速有效硫化體系可以大大縮短硫化時間，而且這種硫化體系在不太高的溫度下有很好的防焦性能。一旦達到高溫后，可在很短的時間內達到正硫化時間。硫化溫度在180～200℃時，橡膠制品厚度與硫化時間關系的實驗數據見表6-20。

表6-20   橡膠制品厚度對硫化時間的影響