光學級 PEI 注塑成型關鍵技術：如何避免氣泡和霧度問題

光學級 PEI 以其優異的光學透明度、高強度和耐高溫性能，在精密光學器件、顯示面板等領域應用廣泛。但注塑成型過程中，氣泡和霧度問題會嚴重影響產品的光學質量與使用性能。以下從多方面闡述避免這些問題的關鍵技術。

一、氣泡問題成因與解決技術

（一）成因分析

1. 氣體殘留：模具排氣不暢，型腔內的空氣無法及時排出，被包裹在熔體中形成氣泡；原料干燥不充分，水分在高溫下蒸發成水蒸氣，混入熔體產生氣泡；此外，注塑速度過快，熔體快速填充模具，也易將空氣卷入。

2. 熔體降解：光學級 PEI 加工溫度高，若料筒溫度設置不當或物料在料筒內停留時間過長，熔體可能發生熱分解，產生氣體導致氣泡出現。

（二）關鍵解決技術

1. 優化模具排氣設計：合理設計模具排氣槽，將排氣槽深度控制在 0.02 - 0.03mm，寬度為 5 - 8mm，確保氣體能夠順暢排出。在模具型腔的角落、分型面等易積聚氣體的部位，增設排氣針或使用透氣鋼材料，增強排氣效果。此外，在模具裝配時，保證分型面的平整度和貼合度，防止氣體泄漏受阻。

2. 嚴格原料干燥處理：采用高效的除濕干燥設備，將光學級 PEI 原料在 150 - 160°C 下干燥 6 - 8 小時，使含水率降低至 0.02% 以下。在注塑機料斗處安裝干燥料斗，持續對原料進行干燥，避免原料在輸送過程中重新吸濕。同時，定期檢測原料含水率，確保干燥效果達標。

3. 精準控制注塑工藝參數：采用分段注塑速度，在熔體填充模具初期，以較低速度（10 - 20mm/s）填充，使空氣有足夠時間排出；隨著模具型腔逐漸填充，適當提高注塑速度（30 - 50mm/s），保證熔體快速充滿模具。合理設置注塑壓力，一般為 100 - 300MPa，壓力過高易導致熔體過度壓縮氣體，壓力過低則無法有效填充模具。此外，控制保壓壓力和時間，保壓壓力為注塑壓力的 60% - 80%，保壓時間根據產品壁厚而定，壁厚每增加 1mm，保壓時間增加 1 - 2s 。

4. 優化料筒溫度管理：嚴格控制料筒各段溫度，料筒前段溫度保持在 350 - 365°C，中段 340 - 355°C，后段 330 - 345°C。使用高精度溫控系統，確保溫度波動范圍在 ±3°C 以內。定期清理料筒，防止物料殘留導致局部過熱，同時根據生產效率合理控制物料在料筒內的停留時間，避免熔體長時間受熱分解。

二、霧度問題成因與解決技術

（一）成因分析

1. 結晶與取向：光學級 PEI 在注塑過程中，若冷卻速度不均勻或熔體流動取向不一致，會導致制品內部產生不同程度的結晶和分子取向，影響光線的透過，從而增加霧度。

2. 雜質與污染：原料中混入雜質、模具表面不清潔或設備部件磨損產生的碎屑等，都會散射光線，使制品霧度升高。

3. 后處理不當：注塑成型后的制品在冷卻和存放過程中，若受到高溫、高濕環境影響，或處理不當，也可能導致霧度增加。

（二）關鍵解決技術

1. 控制冷卻與結晶過程：優化模具冷卻系統，采用均勻冷卻方式，可通過設置對稱式冷卻水道、控制冷卻水流速（一般 0.5 - 1m/s）和溫度（20 - 30°C），使制品均勻冷卻，減少內部溫差。降低冷卻速度，延長冷卻時間，抑制 PEI 的結晶過程，避免因結晶不均勻導致霧度升高。例如，對于薄壁制品，可適當提高模具溫度至 120 - 130°C，減緩冷卻速度。

2. 確保原料與設備清潔：嚴格篩選原料供應商，確保原料質量，避免雜質混入。在原料儲存和輸送過程中，采用密封容器和管道，防止灰塵等污染。定期清理模具，使用專用的模具清潔劑和拋光工具，保持模具表面光潔度。對注塑機料筒、螺桿等部件進行定期維護和清潔，防止磨損產生的碎屑污染原料。

3. 優化注塑工藝參數：調整注塑速度和壓力，避免熔體過度剪切和流動不均，減少分子取向差異。適當降低注塑速度，使熔體在模具內平穩流動，有助于減少霧度。同時，合理控制保壓壓力和時間，保證制品內部密度均勻，避免因密度差異導致光線散射。

4. 規范后處理流程：注塑成型后的制品應在合適的環境下進行后處理。將制品放置在溫度為 120 - 130°C 的干燥環境中，退火處理 2 - 3 小時，消除內部應力，穩定分子結構。儲存時，將制品放置在陰涼、干燥、避光的環境中，使用防潮、防塵的包裝材料，如透明塑料薄膜、真空包裝袋等，防止制品在存放過程中霧度增加。