熱塑性聚氨酯（TPU）注塑成型時，干燥預(yù)熱后的TPU粒料從注塑機料斗輸送進加熱的料筒，呈熔融狀態(tài)時，經(jīng)螺桿（或柱塞）的推進作用及料筒前端的噴嘴注射進入溫度相對較低的閉合模具中，充滿模腔，并在受壓下冷卻固化，脫模后獲得與模型型腔相同的TPU產(chǎn)品。

          從TPU注塑成型工藝看出，TPU注塑成型產(chǎn)品最重要的模塑條件是影響塑化流動和冷卻的溫度、壓力和時間。針對TPU的特性，特別是其加工溫度波動范圍尤為狹窄的特點，要求注塑機必須具備精確的溫度調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)，否則會因各種因素造成制品缺陷。如果我們把次廢品的成因涵蓋在四個主要因素當(dāng)中，那就是原料、模具、注塑機及注射條件。

       TPU成型產(chǎn)品，原則上都是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格要求制造的。但它的變化仍是相當(dāng)廣泛并具有突發(fā)性。有時，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生凹陷、氣泡、裂痕、變形等次廢品。因此就要從次廢品中來了解判斷問題所在并提出解決辦法，這是專業(yè)技術(shù)和實踐經(jīng)驗的積累。其實有時只需變更操作條件或原料、模具、機器方面稍做處理和調(diào)整，就可以解決問題。本文以螺桿式注塑機生產(chǎn)TPU制品為例，列舉了TPU注塑成型制品缺陷可能發(fā)生的問題及原因，并加以探討解決之道。

       TPU制品表面的凹陷，會降低成品品質(zhì)及強度，同時也會影響產(chǎn)品外觀。凹陷的原因與使用的原料、成型技術(shù)及模具設(shè)計均有關(guān)系，如原料的縮水率、注射壓力、模具的設(shè)計及冷卻裝置等。
 

二、制品有氣泡

       在注塑成型過程中，制品有時會出現(xiàn)有許多氣泡的制品，這會影響其強度及機械性能，對制品外觀亦大打折扣。通常制品因厚薄不均，或模具有突出肋時，物料在模具中冷卻速度不同，導(dǎo)致收縮不均，容易形成氣泡，所以對模具設(shè)計須特別留意。
 

       另外原料干燥不充分，仍含有部分水份，在熔料時受熱分解成氣體，容易進入模腔內(nèi)形成氣泡。所以當(dāng)制品出現(xiàn)氣泡時，可檢查下列幾個因素，并做處理。
 

三、制品有裂痕

      裂痕是TPU制品的致命現(xiàn)象，通常表現(xiàn)為制品表面產(chǎn)生毛發(fā)狀的裂紋。當(dāng)制品有尖銳棱角時，此部位常發(fā)生不易看出的細裂紋，這對制品來說是非常危險的。生產(chǎn)過程中發(fā)生裂痕的主要原因如下：

      1.   脫模困難；

      2.   過度充填；

      3.   模具溫度過低；

      4.   制品構(gòu)造上的缺陷。
 

      要避免脫模不良所致的裂痕，模具成型空間須設(shè)有充分的脫模斜度，頂針的大小、位置、形式等要適當(dāng)。頂出時，成品各部分的脫模阻力要均勻。
 

      過度充填，是因施加過大的注射壓力或材料計量過多，使制品內(nèi)部應(yīng)力過大，脫模時造成裂痕，在此狀態(tài)下，模具配件的變型量也增大，致使更難脫模，助長裂痕（甚至破裂）的發(fā)生，此時應(yīng)降低注射壓力，防止過度充填。

澆口部位常易殘留過大的內(nèi)部應(yīng)力，澆口附近易脆化，特別是直接澆口的部分，易因內(nèi)部應(yīng)力而破裂。
 

       TPU注塑制品出現(xiàn)翹曲、變形的原因是冷卻定型時間過短、模溫過高、不勻及流道系統(tǒng)不對稱等。因此在模具設(shè)計時要盡量避免以下各點：

       1. 同一塑件中厚薄相差太大；

       2. 存有過度銳角；

       3. 緩沖區(qū)過短，使厚薄轉(zhuǎn)彎相差懸殊；

       此外，還要注意要設(shè)置合適的頂針數(shù)量和設(shè)計合理的模腔冷卻流道。
 

       焦斑或黑紋是指制品有黑色斑點或黑色條紋的現(xiàn)象，其發(fā)生的主要原因是原料的熱穩(wěn)定性不良，由原料的熱分解所致。有效防止焦斑或黑紋發(fā)生的對策是防止熔料筒內(nèi)的原料溫度過高，減慢注射速度。熔料筒內(nèi)壁或螺桿有傷痕或缺口，則會附著部分原料，此部分原料會因過熱導(dǎo)致熱分解。此外，止逆閥亦會因原料滯留而引起熱分解。所以，使用粘度高或容易分解的原料時要特別注意防止焦斑或黑紋的發(fā)生。
 

      毛邊是TPU制品常遇到的問題。當(dāng)原料在模腔內(nèi)的壓力太大，其所產(chǎn)生的分模力大過鎖模力，從而迫開模具，使原料溢出形成毛邊。形成毛邊的原因可能有多種，如原料方面的問題，或是注塑機的問題，或是調(diào)校不當(dāng)，甚至模具本身也有可能。所以，在判定毛邊產(chǎn)生的原因時，要從易到難進行。

       1.檢查原料是否徹底焙干、是否混入雜物、是否混合不同種類的原料、原料粘度影響；

       2.正確調(diào)校注塑機的壓力控制系統(tǒng)及注射速度的調(diào)整必須配合所采用的鎖模力；

       3.模具某些部位是否有磨損、排氣孔是否阻塞、流道設(shè)計是否合理；

       4.注塑機模板之間的平行度是否有偏差、模板拉桿受力分布是否均勻、螺桿止逆環(huán)和熔料筒是否磨損。
 

      TPU在注塑成型發(fā)生制品粘模時，首先要考慮注射壓力或保壓壓力是否過高。因為，注射壓力太大會造成制品過度飽和，使原料填入其它空隙而使制品卡在模腔中造成脫模困難。其次，當(dāng)熔料筒溫度過高時，會使原料受熱分解變質(zhì)，在脫模過程中出現(xiàn)破碎或斷裂，造成粘模。至于模具方面的問題，如進料口不平衡，使制品冷卻的速率不一致，也會造成制品在脫模時發(fā)生粘模現(xiàn)象。
 

       韌性是使材料斷裂所需要的能量.引起韌性降低的主要因素有：原料、回收料、溫度及模具等。而制品的韌性降低，將直接影響制品強度和機械性能。

      TPU制品充填不足是指熔融的材料未完全流遍成形窨的各角落之現(xiàn)象

      充填不足的原因有成型條件設(shè)定不當(dāng)、模具的設(shè)計制作不完善、成型品的肉厚壁薄等。在成型條件方面的對策是增高材料、模具溫度，增大注射壓力、注射速度及提高材料的流動性。模具方面可增大澆道或流道尺寸，或?qū)部谖恢?、大小、?shù)量等進行調(diào)整修改，使熔融材料流動順暢。再者，為了使成形空間內(nèi)的氣體順利疏散，可在適當(dāng)位置設(shè)置排氣孔。

十、制品有結(jié)合線

       結(jié)合線是熔融材料二道或二道以上合流的部分所形成的細線，通常亦稱焊接線。^{〔3〕結(jié)合線不僅影響制品的外觀，同時也不利于制品的強度。結(jié)合線發(fā)生的主要原因有：}

      1.制品形狀（模具構(gòu)造）所致材料的流動方式；

      2.熔融材料合流性不良；

      3.熔融材料合流處混入空氣、揮發(fā)物或難熔物等。

      升高材料和模具溫度，可使結(jié)合線的程度減至最小。同時，改變澆口的位置、數(shù)量，使結(jié)合線的位置移往他處；或在熔合部設(shè)置排氣孔，迅速疏散此部位的空氣及揮發(fā)物；或在熔合部附近設(shè)材料溢流池，將結(jié)合線移至溢流池，再將其切除等都是有效地消除結(jié)合線的對策。
 

      TPU制品表面失去材料本來的光澤，形成層膜或模糊狀態(tài)等，皆可稱為表面光澤不良。

      制品表面光澤不良，大都是由于模具成形表面研磨不良引起。當(dāng)成形空間表面狀態(tài)良好時，提高材料和模具溫度可增強制品表面光澤。使用過多的難融劑或油脂性難融劑亦是表面光澤不良的原因。同時，材料吸濕或含有揮發(fā)物及異質(zhì)物混入污染也是造成制品表面光澤不良的原因。所以，要特別注意模具和材料方面的因素。
 

       流痕是熔融材料流動的痕跡，以澆口為中心而呈現(xiàn)的條紋模樣?！?span>3〕

       流痕是最初流入成形空間內(nèi)的材料冷卻過快，而與其后流入的材料間形成界線所致。為了防止流痕，可提高材料溫度，改善材料流動性，調(diào)整注射速度。

       殘留于射嘴前端的冷材料，若直接進入成形空間內(nèi)，則會造成流痕。因此在澆道與流道的匯合處或流道與分流道的交接處設(shè)充分的滯料部位，可有效地防止流痕的發(fā)生。同時，也可通過增大澆口尺寸來防止流痕的發(fā)生。