对ＥＶＡ注射成型中成型工艺参数对制品性能的影响进行研究,结果表明:对于密度,模具温度较为显著,模压时间次之,注射压力与模压压力可忽略不计;对于拉伸强度,注射压力较大,模压压力与模压时间次之,注射压力较小,但各因素影响程度相差不大;对于断裂伸长率,模具温度显著,模压时间与注射压力次之,模压压力较小;对于硬度,模具温度显著,模压时间与注射压力次之,模压压力较小,可忽略不计。
乙烯-醋酸乙烯共聚物(ＥＶＡ)发泡塑料具有质轻、柔软、弹性好、减震、耐化学药品等优良性能,广泛用于鞋材之中.ＥＶＡ塑料发泡倍率比较复杂,成型工艺参数、模具结构及尺寸等因素对发泡倍率均有影响.目前对ＥＶＡ发泡材料的研究主要集中在原料配方方面.Ｚ.Ａ.Ｇｈａｚａｌｉ等研究了ＮＲ-ＥＶＡ共混发泡体系,认为通过辐射交联可以获得稳定的发泡制品,含有ＡＺＯ-Ｋ发泡剂的共混物在40～60ＫＧｙ的辐射量下获得的发泡制品的密度最小.ＬＩＪｉｘｉｎ等以ＨＤＰＥ,ＥＶＡ和ＬＤＰＥ为主基体、特导炭黑(ＨＧ-1Ｐ)和乙炔炭黑(ＡＣＥＴ)为导电填料、偶氮二甲酰胺(ＡＣ)为发泡剂、过氧化二异丙苯(ＤＣＰ)为交联剂,研究了炭黑填充ＨＤＰＥ发泡体系电阻率-温度特性.本文拟对ＥＶＡ注射成型中成型工艺参数对制品性能的影响进行研究,以期为实际生产提供理论依据.
在模压时间500ｓ,注射压力1.2×107Ｐａ,模压压力6.86×106Ｐａ条件下,模具温度对ＥＶＡ发泡塑料制品性能的影响见表1.该制品各性能标准值为:密度0.18～0.30ｇ/ｃｍ3,拉伸强度≥0.2ＭＰａ,断裂伸长率≥200%,硬度ＨＡ=52～58.由表1可以看出:
1)随着模具温度的升高,发泡制品的密度逐渐降低,最后趋于平稳.当温度为160℃时,由于交联剂、发泡剂分解不完全,导致交联度低,达不到发泡所要求的黏弹性,直观地表现为发泡制品粘模,脱模困难;温度为170℃时,由于没有达到发泡剂与交联剂的最佳分解温度,发泡剂分解不完全,分解释放出的气体有限,制品密度大;温度达到220℃时,虽然密度小,但制品表面有缺陷;当温度达到230℃时,密度最小,但是制品表面严重塌陷、开裂,这是因为温度太高,一方面交联剂、发泡剂分解太快,熔体来不及松弛,发泡极不稳定;另一方面温度高使熔体黏度过低,表面张力小,致使泡孔破裂或并孔.因此在成型加工过程中,应适当控制模具温度,才能得到较好的发泡制品.比较理想的模具温度范围是180～200℃ ,此时,发泡制品密度小,表面质量良好.
2)随着模具温度的升高,拉伸强度与断裂伸长率都呈下降的趋势.这是因为随着模具温度的升高,发泡剂分解释放出的气体增加,气孔占有率增加,致使发泡制品的实体量减小,使得拉伸强度与断裂伸长率有降低的趋势,最后趋于平稳.
3)随着模具温度的升高,发泡制品的硬度呈逐渐减小的趋势,模具温度较低时,发泡塑料发泡剂分解气体量少,发泡制品较为密实,硬度大;当温度升高时,发泡剂分解释放出的气体增加,泡孔率增大,硬度小.
在模具温度200℃ ,模压时间500ｓ,模压压力6.86×106Ｐａ条件下,注射压力对ＥＶＡ发泡塑料制品性能的影响见表2.
由表2可以看出:
1)随着注射压力的升高,发泡制品的密度变化不大,大多维持在0.22ｇ/ｃｍ3左右.
2)注射压力较小时,注射时间长,充模过程中先分解的气泡孔径继续增大,同时发泡剂又不断分解释放出新的气泡,造成气泡分布不均,使得拉伸强度较小;随着注射压力的升高,注射时间减小,气泡分布均匀,当注射压力达1.2×107Ｐａ后,拉伸强度变化不大.
3)塑料熔体在注射过程中,与模具型腔接触的部分会先分解释放出气体,先分解的气体在注射过程中气泡逐渐增大.当注射压力较低时,气泡在流道处就开始形成,由于注射时间长,在充模的过程中先分解的气泡孔径继续增长,同时发泡剂的分解又不断地产生新的小气泡,造成气泡大小与分布不均匀;当注射压力较大时,注射时间短,先分解的气泡孔径小,气孔分布较为均匀,在模具温度等因素相同的条件下,注射压力小时分解释放出的气体在模压过程中气泡孔径大,使得发泡制品的硬度变小.
在模具温度200℃ ,注射压力1.2×107Ｐａ,模压压力6.86×106Ｐａ条件下,模压时间对ＥＶＡ发泡塑料制品性能的影响见表3.
由表3可以看出:
1)随着模压时间的增加,密度逐渐减小,最后趋于稳定.模压时间为200ｓ时,由于发泡时间较短,致使发泡剂分解不完全,分解出的气体有限,气孔率较小,直观的表现出此时泡体截面泡孔孔径粗大,表皮层厚,可以明显分辨出表皮层与泡孔部分,制品质量较差,并且由于孔径很大导致发泡制品产生较大的翘曲变形,此时密度较大,为0.376ｇ/ｃｍ3,超过了鞋材的最大允许密度;模压时间为800ｓ时,发泡剂分解出较多的气体,此时气孔率较大,密度较小;但当模压时间达到500ｓ以后,由于分解出的气体量趋于极限值,密度变化不是很大,因此取模压时间为500～600ｓ为宜.
2)随着模压时间的增加,拉伸强度先升高后降低最后趋于平稳,断裂伸长率则先降低后趋于平稳.这是由于,模压时间200ｓ时,发泡剂分解释放气体少,泡孔直径大,导致拉伸强度小;当模压时间为300ｓ时,分解释放出的气体增加,泡孔直径小,趋于均匀,使得拉伸强度增加,而随着模压时间的继续增加,发泡剂分解释放出的气体增多,气孔占有率增多,拉伸强度减小,当模压时间到达一定的程度后,分解释放出气体趋于一个稳定值,拉伸强度也就趋于一个稳定值.随着模压时间的增加,发泡剂分解释放出的气体增多,气孔率增加,发泡制品实体减小,断裂伸长率减小,当时间达到一定程度后由于分解释放出的气体达到一个极限值使其趋于一个平稳值.
3)随着模压时间的增加,发泡制品的硬度总体呈逐渐减小趋势.模压时间较短,发泡塑料里发泡剂分解释放出的气体有限,泡孔率小,表皮层厚,硬度大;当模压时间增加时,发泡剂分解释放出的气体增加,泡孔率增大,表皮层薄,硬度小.
以模具温度/℃(因素Ａ),模压时间/ｓ(因素Ｂ),注射压力/ｂａｒ(因素Ｃ),模压压力/(ｋｇ·ｃｍ-3)(因素Ｄ)为考察因素,对制品性能进行测试,结果见表4.密度和拉伸强度实验直观分析表见表5和表6.
从表5和表6可以看出,对于密度,模具温度较为显著,模压时间次之,注射压力与模压压力可忽略不计;对于拉伸强度,注射压力较大,模压压力与模压时间次之,注射压力较小,但各因素影响程度相差不大;对于断裂伸长率,模具温度显著,模压时间与注射压力次之,模压压力较小;对于硬度,模具温度显著,模压时间与注射压力次之,模压压力较小,可忽略不计.
实验研究了模具温度、模压时间和注射压力等工艺参数对ＥＶＡ发泡塑料注射成型制品材料性能的影响.结果表明:对于密度,模具温度较为显著,模压时间次之,注射压力与模压压力可忽略不计;对于拉伸强度,注射压力较大,模压压力与模压时间次之,注射压力较小,但各因素影响程度相差不大;对于断裂伸长率,模具温度显著,模压时间与注射压力次之,模压压力较小;对于硬度,模具温度显著,模压时间与注射压力次之,模压压力较小,可忽略不计.
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