1、低壓發泡注塑成型
PP結構發泡注塑成型一般采用以下幾種成型方法:低壓發泡注塑成型;高壓發泡注塑成型;反壓發泡注塑成型;雙組分發泡注塑成型。
結構發泡注塑成型與普通注塑成型的區別。噴嘴采用閉鎖式噴嘴,一般采用欠注法。此種方法可以生產大型厚壁制品,其制品表面致密,可以印刷或涂層,但是表面粗糙度較差。
曹民干用日本住友公司的SSF100/150/200型低發泡注射機制備了結構發泡PP板材,并分析了各工藝參數對制品性能的影響,得出最佳工藝參數為:注射時間5s,注射壓力80MPa,料筒溫度240℃,模具溫度70℃,保壓時間10s,冷卻時間8s。
Peter Zipper等用低壓注塑成型法在不同熔融溫度下注塑成型了PP圓柱狀樣品,用小角X射線衍射法對樣品進行研究,結果表明:形成結皮周期與樣品圓柱的直徑和熔融溫度有關,熔融溫度越高,制品尺寸越大,形成結皮周期越長。
Sporrer等開發了一種專門用于低壓發泡注射機的模具,被稱為“排氣模具”。其內腔表面覆蓋回火碳鋼并開了一些槽,而且充模等動作更容易控制。實驗證明:在合適的注射參數條件下,用這種模具注塑成型的結構發泡制品質量較好,表面也較光滑。
2、高壓發泡注塑成型
高壓發泡注塑成型的模腔壓力為7~15MPa,與普通注射機相比,增加了二次合模保壓裝置,其制品表面平整、清晰,能體現出模腔內的細小形狀,但開合模處會產生折痕、條紋等,所以對模具的制造精度要求高,模具費用高,二次鎖模保壓要求高。
張純等用二次開模法成功制得PP結構發泡制品,其制品具有較均勻的泡孔分布,泡孔直徑都在20~30μm,密度大約下降了15%,與未發泡PP的力學性能相比,雖拉伸強度下降了24.8%,但缺口沖擊強度提高了125%,彎曲強度提高了19.6%。
Norbert Muller等采用二次開模法,以PP/玻璃纖維共混物為原料進行高壓發泡注塑成型,其制品的密度減小10%~15%,質量減輕30%~40%。如果在模具上用切口代替分型面,膨脹率可以達到100%,密度減少50%(密度約為0.2~0.4 g/cm3)。模具型腔厚度為2~4mm時所成型的PP結構發泡制品,發泡效果最佳,彎曲強度較高。
3、反壓發泡注塑成型
反壓發泡注塑成型是在注射之前用高壓氣體(如空氣或惰性氣體)將模具的模腔充滿,注射時阻止塑料發泡膨脹以得到致密的表層,采用欠注法,注射一定的熔料后把氣體排出使塑料膨脹而充滿整個模腔。注塑制品的表面粗糙度較好,表層組織比較均勻致密,但是需要增加一套氣體蓄壓裝置和可以密封型腔的模具,氣體壓力較高(20MPa),投資較大,模具密封也較困難。
Peter Zipper等用廣角X射線衍射法分別測量了低壓發泡注塑成型和反壓發泡注塑成型的PP樣品,結果表明,反壓發泡注塑成型樣品的表面質量較好。
4、雙組分發泡注塑成型
雙組分發泡注塑成型是一種特殊的高壓發泡注塑成型方法,它采用專門的注射機,這種注射機有兩套注射裝置:一套注塑制品的表層,另一套注塑制品的芯部。不同配方的原料,分別通過這兩個注塑裝置按一定順序先后注入到同一套模具的模腔,從而得到具有致密表層和發泡芯部的輕質制品。對于大型制品,芯部可以摻用填充料、廢料、紙等,從而大大降低制品的生產成本。