[发明专利]微量注射成型仪专用脱模装置

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料性能测试样条加工制作技术，更为具体地说，是涉及一种与微量注射成型仪配套使用的脱模装置。

背景技术

以美国赛默飞世尔(Thermo Fisher)公司为代表的哈克(Haake)MiniJet微量注塑仪，是近几年推出的世界上最小的柱塞式微量注塑仪，因其用料少(聚乙烯拉伸样条1.5g，冲击样条3.5g)、升温速度快、控温精确、换样清洗便捷等优点，是高分子材料加工、研究及教学中不可多得的重要仪器，正在大量进入各国高端实验室，在教学科研中主要用于制备高分子材料性能测试样条。

用MiniJet微量注塑仪制备高分子材料性能测试样条，先将样品材料计量加入已加热并恒温的料筒内，把柱塞插入料筒孔内，设置注射压力、注射时间、保压压力、保压时间，预热恒温5分钟后，把装有样品的料筒放于模具工位，按动注射键，高压气动顶杆将柱塞推入料筒，料筒内的物料被注入模具型腔，经短时间保压冷却，即制得样条。该仪器为间歇式操作，样条制作周期约10分钟。

塑料的热特性主要用热变形温度来表示，塑料的线膨胀系数一般要比金属材料大3～10倍，其中以热塑性塑料为最大，约为5～17.5×10^-5/℃。因此塑料制品容易因温度变化而影响制品尺寸的稳定性。与线膨胀相对应的是收缩。塑料的收缩性，除因熔融状态在凝固时引起的体积变化而造成的收缩外，对结晶性塑料来说，还因分子排列的各向异性而呈现方向性，另外，影响收缩的因素还有分子量及分子量分布、有无添加剂，制品的形状、尺寸、壁厚，成型工艺以及模具机构等。表1给出了常用塑料的耐热等级。

注射样条的尺寸一般都要小于模具的模腔尺寸，这是因为高分子材料在成型过程中，体积发生了变化。通常，把样条从模具中取出，尺寸发生缩减的性能称为收缩性。收缩主要发生在浇注口凝固之前，即保压阶段，在保压期内，物料温度急剧下降、密度增加，最先进入模腔内的物料体积缩小，但由于此时注塞仍不断将熔融体压入模腔，补偿腔内物料体积的改变，腔内样条重量的增加和物料熔体的不断压实，一直进行到浇注口凝固封闭为止；其次的收缩是浇注口凝固封闭后开始，直至脱模时为止，该阶段已无熔融体进入模腔，样条的重量也不会再发生改变。

表1塑料的线膨胀系数和计算收缩率

从表1可以看出，通用热塑性塑料收缩性大一些，工程塑料、热塑性弹性体和加有添加剂的塑料收缩性小一些。实践证明聚烯烃、聚氯乙烯、苯乙烯系树脂类、少数工程塑料、热塑性弹性体的收缩性要大一些，注射成型样条相对比较好脱模，一般用手指抓住样条上的浇注口料就能拔出，个别手不易拔出的用钳子夹住就能拔出；而聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜、聚苯硫醚、环氧树脂、不饱和聚酯树酯、聚氨酯、氟树脂和加有添加剂的共混材料等收缩都较小，它们的注射样条脱模就相对难多了，有个别材料几乎不收缩，如聚乙烯醇、聚酯等，它们用常规的方法就很难脱模，甚至不能脱模。现在的科研中，单一品种的塑料用得很少，而合金材料、共混材料、复合材料却用得很多，这类材料也是很难脱模的。这类材料的脱模实践中采取的办法只有三种，一是用锋利的金属棍从模具的浇注口处去把样条撬出，或在样条的非测试部位用金属钝器敲一个孔或用电烙铁烫一个孔，再用金属棍撬出；另一种方法是在模具的模腔部分喷涂脱模剂；再就是将模具的温度升到样品材料的软化温度，将未完全固化的样条取出。这几种方法都存在严重的问题。

模具是很精密的部件，模腔的任何部位和浇注口都不允许有半点瑕疵，必须倍加爱护，用金属棍从模具的浇注口处去把样条撬出，金属棍很容易损伤模具的浇注口和模腔，一旦模腔有损伤，样条必然有相对应的疤痕，样条的疤痕必然影响材料性能的测试精度。用人工撬出样条，存在的其他不足，一是用力不均，如果样品材料再较脆，很易损坏样条；其二是由于取样的可操作面很小，模具的模腔背部又是圆弧形，基础不平稳，如用力不当，一不留神撬棍从样条上滑过，锋利的撬棍就很容易戳伤扶住模具的另一只手(发明人所在实验室已发生过多次伤手事故)，存在极大的安全隐患。

喷涂脱模剂进行脱模，对于有些收缩性很小的材料，如聚乙烯醇、聚笨硫醚等，脱模效果仍然不好，且有的测试样条，如旋转流变样条，如果有脱模剂(多为硅油)，测试结果会受到极大影响，一般是绝对不允许的。