內容目錄
1. 塑料融體流動性
在成型過程中,塑料熔體在一定的溫度、壓力下充填模具型腔的能力稱為塑料的流動性。塑料流動性的好壞,在很大程度上直接影響成型工藝的參數,如成型溫度、壓力、周期、模具流道系統的尺寸及其他結構參數。在決定塑件大小和壁厚時,也要考慮流動性的影響流動性的大小與塑料的分子結構有關,具有線型分子而沒有或很少有交聯結構的樹脂流動性大。塑料中加入填料,會降低樹脂的流動性;而加入增塑劑或潤滑劑,則可增加塑料的流動性。塑件合理的結構設計也可以改善流動性,例如在流道和塑件的拐角處採用圓角結構時會改善熔體的流動性。
塑料的流動件對塑件質量、模具設計以及成型工藝影響很大,流動性差的塑料,不容易充滿型腔,易產生缺料或熔接痕等缺陷,因此需要較大的成型壓力才能成型。相反,流動性好的塑料,可以用較小的成型壓力充滿型腔。但流動性太好,會在成型時產生嚴重的溢料飛邊。因此,在塑件成型過程中,選用塑件材料時,應根據塑件的結構、尺寸及成型方法選擇適當流動性的塑料。以獲得滿意的塑件。此外,模具設計時應根據塑料流動性來考慮分型面和澆注系統及進料方向:選擇成型溫度時也應考慮塑料的流動性。
2. 熔融指數
反映塑料融體流動性能的指標是熔融指數,可以用MI或MFR來標示,前者是英文”Melt Index”的縮寫,後者是”Melt Flow Rate”(融體流動速率)的縮寫,此外還可以用MVR(Melt Volume Rate,融體體積流動速率)來測定和標示。
熔融指數(MI),也稱融體流動速率(MFR),其定義為:在規定條件下,一定時間內擠出的熱塑性物料的量,也即融體每10min通過標準口模毛細管的質量,單位為g/10min(圖1) (圖2)。融體流動速率可表征熱塑性塑料在熔融狀態下的黏流特性,對保證熱塑性塑料及其製品的質量,對調整生產工藝都有重要的指導意義,其操作方法可參考以下影片說明。


● 熔融指數試驗機 Melt Flew Index
● 熔融指數(MI)實驗
近年來,融體流動速率以從”質量”的概念上,又引申到”體積”的概念上,及增加了融體體積流動速率。其定義為:融體每10min通過標準口模毛細管的體積,用MVR(Melt Volume Rate,融體體積流動速率)表示,單位為cm^3/10 min。從體積的角度出發,對表征熱塑性塑料在熔融狀態下的黏流特性,對調整生產工藝,又提供了一個科學的指導參數。對於原先的融體流動速率,則明確的稱其為融體質量流動速率,仍記為MFR。
3. 熱塑性塑膠的流動性分類
按照模具設計要求,熱塑性塑膠的流動性可分為三類。
3.1 流動性好的塑料
如聚酰胺(Polyamide,PA)、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚苯乙烯(Polystyrene, PS)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、醋酸纖維素(Cellulose acetate (CA))和聚甲基戊烯(Polymethylpentene(PMP))等。
3.2 流動性中等的塑料
如改性聚苯乙烯、ABS、AS、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly (Methyl Methacrylate),PMMA)、聚甲醛(Polyoxymethylene,POM)和氯化聚醚(Chlorinated Polyether,CP)等。
3.3 流動性差的塑料
如聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、硬聚氯乙烯、聚苯醚(polyphenylene oxide,PPO)、聚砜(Polysulfone,PSF or PSU)、聚芳砜(Polyarylsulfone,PAS)和氟塑料等。
4. 影響塑料流動性因素
塑料流動性的影響因素主要有以下幾項。
4.1 溫度
料溫高、則塑料流動性增大,但料溫對不同塑料的流動性影響各有差異。聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS、AS、聚碳酸酯、聚酸纖維素等塑料流動性受溫度變化的影響較大;而聚乙烯、聚甲醛的流動性受溫度變化的影響較小。
4.2 壓力
射出壓力增加大,則熔料受剪切作用增大,流動性也增大,尤其是聚乙烯、聚甲醛十分敏感。但過高的壓力會使塑件產生應力,並且會降低融體黏度,形成毛邊。
4.3 模具結構
流道系統的形式、尺寸、布置、型腔表面粗糙度、流道截面積厚度、型腔形式、模具排氣、領卻系統設計、熔料流動阻力等因素都直接影響熔料的流動性。
凡是遇到促使熔料溫度降低、流動阻力增大的因素(如塑件壁厚太薄、轉角外採用尖角等),流動性就會降低。(圖3)列出了常用塑料改進流動性能的方式。

總之,塑膠的流動性是射出成型過程中一個重要的工藝特性。影響因素有很多,有些因素在某些情況下會對製品性能要求和工藝操作產生相互矛盾的影響。因此,需要根據具體情況和條件進行妥善處理,以確保射出製品的品質。
5. MI值案例
曾經有個案例,這還是發生在某知名大廠,客戶指定材料的物性表MI值和實際測試結果不同。產品試出來的外觀以及可靠性測試都過不了。廠商將塑料送去第三方認證機構驗證材料,但客戶仍不承認。即使更換好幾次模仁,甚至重新設計模具(重開一套模具),並進行超過100次的試模,問題仍未解決。當該產品快要進入量產階段時,客戶才不得不放棄該塑料並使用其他替代材料。這場鬧劇才得以結束。
人生有一個這樣的經歷就夠了,那時候真的是被搞得很痛苦,當時這個案子弄到其他的供應商人盡皆知,都不太敢碰這個客人。


☆ 其他參考資料及文章
● 塑膠 MFI/MI/MFR (熔体指數/熔融指數)
https://www.researchmfg.com/2010/08/plastic-mfi/
● 七個塑膠MFI值量測偏高的可能原因
https://www.researchmfg.com/2012/01/different-mfi/
☆ 案例及資料下載
● 壓縮檔裡的檔案內容
