本创造触及一种注射成型工艺,详细触及一种结晶资料注塑自加强工艺及设备。
背景技术:
:聚乳酸资料具有良好的生物相容性和生物降解性,过来10年来,虽然内科植入用聚L乳酸已用作植入性安装、组织骨架等产品的资料,但其初期的力学功能波动性各家产品表现不一,特别是需求承重、受力的部位限制了其运用。目前,内科植入用聚L乳酸医用异形精细件的加工办法次要是注塑成型。将聚L乳酸加热至熔点以上,然后成型至所需的外形,最初对其停止冷却,波动其尺寸。将光学纯的内科植入用聚L乳酸从熔融态冷却(如罕见的注塑成型进程中以很高的冷却速率将熔体聚L乳酸冷却),失掉的医用精细件出现的是近乎无定形状。从力学功能上看,这种未经拉伸、结晶处置的内科植入用聚L乳酸制品的拉伸功能和弯曲功能均较低,降解进程中会发作崩解,霎时丧失其力学功能。内科植入用聚L乳酸医用精细件的物理与力学功能取决于其固态构造和结晶度,因而,有必要研讨聚L乳酸制品在成型进程中的结晶功能。聚L乳酸的结晶度高,其制备的医用精细注塑件的热波动性越好。Perego等(PeregoG.,CellaG.D.,BastioliC.Effectofmolecularweightandcrystallinityonpoly(lacticacid)mechanicalproperties.Polymer.1996;59:3743.)人的研讨标明,PLLA注塑制品在105℃时退火处置90min的结晶,进步了其拉伸和弯曲弹性、冲击强度以及热波动性。与前述静态结晶绝对办法的还有:结晶性聚合物在挤出、注射、压延、模压和薄膜拉伸等成型进程中,遭到高流体静压力的作用会使聚合物的结晶作用放慢。由于内科植入用聚L乳酸医用精细件的体积小,不合适用挤出、压延、拉伸的办法,并且屡次加热会带来制品的力学功能下降。此外,与多个加工设备接触,会添加内科植入用聚L乳酸医用精细件的净化。技术完成要素:本创造所要处理的技术成绩是传统的注塑成型工艺取得的医用精细件出现的是近乎无定形状,力学功能较差,目的在于提供一种结晶资料注塑自加强工艺及设备,经过将注塑与模压挤出结合在一同,使热塑性资料在注塑成型进程中,在其结晶温度下经过第二次模压挤出,控制不同的紧缩比(即注塑型腔的直径L与胶口阀门的胶口直径D之比),促使其迅速结晶取向以及前期的热处置固定其取向形态,释放内应力,可满足内科植入用结晶热塑性资料医用异形精细注塑件的力学功能和波动性的要求,且运用范围广。本创造经过下述技术方案完成:一种结晶资料注塑自加强工艺,包括以下步骤:步骤1,注塑模压剪切诱导结晶处置:将加热熔融形态的注塑原资料停止注塑成型,然后将将半固态注塑成型胚料停止模压挤出进入成型型腔;步骤2,波动成型处置:对所述成型型腔加热升温,完成模塑件的热波动性处置;所述注塑原资料采用可生物降解的结晶热塑料。优选地,所述可生物降解的结晶热塑性资料为聚L乳酸、聚D乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚对二氧环己酮中一种或一种以上的共聚物、组合物,或共混物。优选地,所述步骤1中,将注塑胚料预热至所采用的热塑性资料的玻璃化转变温度以上的10~15℃。优选地,所述热塑性资料的玻璃化转变温度为等于或低于65℃。优选地,所述步骤1中,还包括在模压挤出处置前调理紧缩比为1~4。优选地,所述步骤2中,对所述成型型腔加热升温至80~100℃停止热波动性处置。施行上述结晶资料注塑自加强工艺的设备,包括动模和定模,所述定模上设有注塑型腔和成型型腔,所述注塑型腔和成型型腔之间经过胶口连通,所述胶口上设有胶口阀门;所述定模上还设有型腔紧缩滑块,所述型腔紧缩滑块用于将注塑型腔内的注塑胚料经胶口挤压入成型型腔内。优选地,所述动模上设有热流道,所述热流道的输入端与注塑型腔连通。优选地,所述动模和定模经过导柱衔接,所述注塑型腔和成型型腔由动模的顶面凹槽和定模空中凹槽适配构成;所述定模上位于注塑型腔的下方设有缓冲腔,所述缓冲腔内设固定板和顶针,所述顶针的轴向一端固定在固定板上、另一端与设于注塑型腔内的顶块衔接;所述固定板带动顶针沿缓冲腔上下挪动、用于推进顶块将注塑型腔内紧缩余料顶出。优选地,所述注塑型腔和成型型腔内均设有电加热棒停止加热。本创造与现有技术相比,具有如下的优点和无益效果:1、本创造一种结晶资料注塑自加强工艺及设备,经过熔融注塑可取得致密的注塑件胚料,可保证其散布平均、无气孔;2、本创造一种结晶资料注塑自加强工艺及设备,经过模压挤出促使聚L乳酸迅速结晶取向以及前期的热处置固定其取向形态,释放内应力,添加其结晶度,保证制品的力学功能;3、本创造一种结晶资料注塑自加强工艺及设备,将聚L乳酸的熔融注塑、模压挤出以及后处置结晶整合在一套模具内,防止过多的两头品转移与模具设备接触带来的净化,同时也能明显改善因资料重复加热而形成的成品力学功能下降;4、本创造一种结晶资料注塑自加强工艺及设备,本创造工艺经过控制紧缩比,会进步注塑胚料在成型型腔内的挤压剪切而取向,添加资料分子链的有序陈列而逐渐结晶,进步了其作为医用精细件的力学功能和形变温度;5、本创造一种结晶资料注塑自加强工艺及设备,本注塑工艺中所采用的注塑成型的注射压力优选范围7~9MPa,注塑温度优选范围160~200℃,当注塑胚料在注塑型腔成型后,因未遭到外界施加的拉伸或许挤压,其分子构造外部无规则陈列而处于混乱无序形态,整个注塑胚料的取向度小,其结晶度较低,从而表现出较小的力学功能。当注塑胚料进入成型型腔后,经过逐步添加注塑型腔的直径L与胶口阀门的胶口直径D之间紧缩比的比值,增大了型腔紧缩滑块对成型型腔的挤压力,模压会大大进步资料的密实性,模压成型进程中较大的剪切力会在一定水平上进步资料的取向度和结晶度,从而大幅提升注塑胚料在型腔外部有序陈列的大分子链取向,其分子链的取向进程中诱导了却晶速度的增长,结晶度添加,从而进步注塑件的力学功能。而当紧缩比添加到一定值后,经过紧缩比来调理注塑胚料在成型型腔内的无效运动取向就变得非常无限,逐步趋于陡峭,从而表现出最终注塑件的结晶度和力学功能根本不再添加。附图阐明此处所阐明的附图用来提供对本创造施行例的进一步了解,构本钱请求的一局部,并不构成对本创造施行例的限定。在附图中:图1为本创造热流道中熔融形态的注塑构造表示图;图2为本创造注塑胚料完成后胶口阀门和热流道阀针形态构造表示图;图3为本创造注塑胚料紧缩至成型型腔构造表示图;图4为本创造紧缩完成后各部件复位构造表示图;图5为本创造成品顶出构造表示图。附图中标志及对应的零部件称号:1-型腔紧缩滑块,2-注塑型腔,3-胶口阀门,4-成型型腔,4-1-成品,4-2-紧缩余料,5-热流道,5-1-阀针,6-顶块,6-1-顶针,6-2-顶杆,7-动模,8-定模,9-液压推杆机构,10-固定板,11-复位杆。详细施行方式为使本创造的目的、技术方案和优点愈加清楚明白,上面结合施行例和附图,对本创造作进一步的详细阐明,本创造的表示性施行方式及其阐明仅用于解释本创造,并不作为对本创造的限定。施行例1如图1~5所示,本创造提供一种注塑模压设备,包括上下合动的动模7和定模8,动模7设于定模8的上方,定模8上设有左右散布的注塑型腔2和成型型腔4,注塑型腔2和成型型腔4之间经过胶口连通,胶口上设有胶口阀门3。定模8上还设有型腔紧缩滑块1,型腔紧缩滑块1用于将注塑型腔2内的注塑胚料经胶口挤压入成型型腔4内。动模7上设有热流道5,热流道5的输入端与注塑型腔2连通。热流道5上还设有阀针5-1,阀针5-1用于控制热流道5与注塑型腔2连通口处的开关。型腔紧缩滑块1由设于定模8上的液压推杆机构9驱动运动。动模7和定模8经过导柱衔接,注塑型腔2和成型型腔4由动模7的顶面凹槽和定模8空中凹槽适配构成。定模8上位于注塑型腔2的下方设有缓冲腔,缓冲腔内设固定板10和顶针6-1,顶针6-1的轴向一端固定在固定板11上、另一端与设于注塑型腔2内的顶块6衔接。固定板10带动顶针6-1沿缓冲腔上下挪动、用于推进顶块6将注塑型腔2内紧缩余料4-2顶出。固定板10上还设有顶杆6-2,所述顶杆6-2的轴向一端固定在固定板10上,另一端伸入成型型腔4内,且固定板10带动顶杆6-2沿缓冲腔上下挪动、用于推进将成型型腔2内的成品4-1顶出。固定板10经过复位杆11推进滑动运动。注塑型腔2和成型型腔4内均设有电加热棒停止加热。施行例2如图1~5所示,基于本创造提供的注塑设备的结晶资料注塑自加强工艺详细步骤如下:步骤1:将动模7和定模8模具处于闭合形态,型腔紧缩滑块1处于复位形态留出注塑胚料空间,可以经过调理型腔紧缩滑块1的初始地位调理紧缩比,胶口阀门3处于闭合形态,保证注塑胚料的设计尺寸;将易结晶的注塑原资料经过低温熔融汇入热流道5,然后汇入注塑型腔2,注塑胚件成型,如图1所示;步骤2:胚件注塑完成,封闭热流道阀针5-1,避免注塑料回流,注塑型腔2降温至高于注塑料弹性体形态的玻璃化转变温度10℃,再开启注胶胶口阀门3,注塑胚料在注塑完成后分子构造处于混乱无序形态,如图2所示;步骤3:型腔紧缩滑块1在外力作用下紧缩注塑型腔2内的注塑胚料,将弹性形态的注塑胚料有序的紧缩至成型型腔4,经过对弹性体胚料形态的挤压,注塑胚料因挤压剪切而取向,如图3所示;步骤4:封闭注胶胶口阀门3,构成紧缩余料4-2和成品4-1,成品4-1内的资料分子链有序的陈列在成型型腔内而逐渐结晶。型腔紧缩滑块1退回至复位形态,留出顶块6顶出空间,如图4所示;步骤5:使成型型腔4温度坚持在结晶温度,即80~100℃,待产品结晶完成后,经过顶针6-1推进顶块6顶出紧缩余料4-2、以及经过顶杆6-2顶出成品4-1,成品4-1延长了原结晶热处置在结晶进程需求的温场工夫,如图5所示。施行例3以聚L乳酸资料为原资料,采用施行例2的工艺步骤消费一种可吸收颅骨锁,调理紧缩比为1~5失掉的注塑件样件;并采用惯例的注塑工艺(参考文献:周想,齐锦刚,周影,等.热压温度对聚乳酸骨折内固定资料构造及力学功能的影响[J].塑料工业,2015,43(10):63-66)失掉的注塑件样件作为比照样件、以及模压成型制备聚乳酸/细菌纤维素衍生物复合资料[J].塑料,2010,39(5):62-64.)失掉的模压件样件作为比照样件,对本创造注塑样件和比照样件的功能参数停止测试,详细如下。(1)注塑样件的结晶度采用德国Bruker公司消费的ADVANCW-D8X型X射线衍射仪辨别对不同注塑工艺制备的注塑样件的结晶度停止测试,测试条件为:Cu靶,电压40kV,电流100mA,扫描速度2°/min,衍射角10°~30°。依据Flory办法,可应用以下公式停止计算不同注塑工艺失掉的注塑件的结晶度:Xc=Ia/(Ia+KIb)式中,Xc结晶度;Ia晶相散射强度;Ib非晶相散射强度;K晶相与非晶相散射系数之比,取1。经过对测试数据的剖析,所得后果如表1所示。表1不同加工方式的注塑件样件的结晶度样品称号结晶度(%)惯例成方式的样件25%~28%惯例模压成型的样件27%~30%本创造工艺制备的样件(紧缩比为1)34%~38%本创造工艺制备的样件(紧缩比为2)40%~50%本创造工艺制备的样件(紧缩比为3)53%~60%本创造工艺制备的样件(紧缩比为4)62%~70%本创造工艺制备的样件(紧缩比为5)55%~61%(2)注塑样件的特性粘度取加工前和加工后的样品,用二次蒸馏水清洗样品5~6遍,于真空枯燥箱中枯燥至恒重,取过量的枯燥后样品,完全溶液于三氯甲烷后,采用乌氏粘度计测定。测得的特性粘度数据如下表:表2不同加工方式的加工前、后资料的特性粘度(3)注塑样件的力学功能采用CTM2050型微机控制电子万能资料实验机对不同加工方式制备的注塑件样件的力学功能停止测试,详细如下:脱扣力:用实验机上、下夹具固定被测样件的上、下圆盘(上圆盘扣点地位应在无效长度范围内),调理至初始张紧形态,拉伸速度20mm/min,直至衔接杆断裂或脱扣时的最大值。记载实验进程试样接受的最大荷重。拉伸强度:按GB/T1040.2-2006塑料拉伸功能的测定第2局部:模塑和挤塑塑料的实验条件制备5B拉伸样条,将试样放到夹具中,使试样的长轴线与实验机的轴线成一条直线。当运用夹具对中销时,为失掉精确对中,应在紧固夹具前略微绷紧试样,然后颠簸而结实地夹紧夹具,以避免试样滑移。试样在实验前应处于根本不受力形态。以2mm/min的速度添加试样的应变,直至试样断裂或屈从。弯曲强度:用资料实验机上、下夹具固定被测样件的衔接杆,调理至初始张紧形态,测试条件为跨度20mm,下降速度5mm/min。经过以上的力学功能测试,测试后果取测试数据中的均匀值,其测试后果如表3所示:表3不同加工方式的注塑件样件的力学功能参数(4)注塑样件的热变形温度采用RV-300E型热变形温度测定仪,对注塑件和惯例注塑方式的样件的热变形温度停止测定。测试条件为:室温-300℃,升温速率12℃/6min。经过对两种加工方式失掉样件的测试数据剖析,所得的测试后果如表4所示。表4不同加工方式的注塑件样件的形变温度样品称号热变形温度(℃)惯例成型方式的样件51-60℃惯例模压成型的样件76~85℃本创造工艺制备的样件(紧缩比为1)100-108℃本创造工艺制备的样件(紧缩比为2)106~118℃本创造工艺制备的样件(紧缩比为3)113~120℃本创造工艺制备的样件(紧缩比为4)116~125℃本创造工艺制备的样件(紧缩比为5)111~120℃以上所述的详细施行方式,对本创造的目的、技术方案和无益效果停止了进一步详细阐明,所应了解的是,以上所述仅为本创造的详细施行方式而已,并不必于限定本创造的维护范围,凡在本创造的肉体和准绳之内,所做的任何修正、同等交换、改良等,均应包括在本创造的维护范围之内。以后第1页1 2 3 
一种结晶质料注塑自增强工艺及设备的建造要领
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作者:高悦
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2018年03月27日
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