ISO 294 塑料-热塑性材料试样的注塑成型

注塑成型工艺中的许多因素都会影响成型试样的性能，进而影响试样在测试方法中的测量值。此类试样的机械性能高度依赖于制备试样的成型工艺条件。精确定义成型工艺的每个关键参数是实现可重复和可比操作条件的基本要求。在定义成型条件时，务必考虑这些条件对待测性能的潜在影响。

热塑性塑料的结晶形态（结晶和半结晶聚合物）、相形态（非均质热塑性塑料）以及由于各向异性填料（例如短纤维）引起的分子取向各不相同。成型试样中的残余（冻结）应力以及成型过程中聚合物的热降解也会影响性能。必须控制这些因素，以最大程度地减少测量性能数值的差异。本文所述的所有 ISO 模具均设计用于安装在现有的注塑设备中，并配有可互换的盲板。

国际标准化组织 (ISO) 制定的“ISO 294 塑料 - 热塑性材料试样的注塑成型”标准包含以下以同一标题发布的小节：

• ISO 294-1 第 1 部分：多用途和棒状试样的一般原则和成型”描述了热塑性材料注塑成型试样应遵循的一般原则。该标准还详细说明了用于制备两种类型试样（ISO 20753 中规定的 A1 型和 B1 型）的模具设计，用于获取参考数据，并为建立可重复的成型条件提供了基础。

本标准旨在对成型工艺的关键参数提供一致的描述，并建立统一的成型条件报告规范。可重复制备试样所需的具体条件因所用材料而异，可能在特定材料的标准中规定，也可能由相关方协商确定。对丙烯腈/丁二烯/苯乙烯 (ABS)、苯乙烯/丁二烯 (SB) 和聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 进行的实验室间试验表明，模具设计是试样制备可重复性的重要因素。

• 标准“ISO 294-2 第 2 部分：小型拉伸棒”描述了一种四腔模具，C 型 ISO 模具，用于注塑尺寸至少为 60 毫米 x 10 毫米 x 3 毫米的小型拉伸棒（ISO 20753 中的试样类型 CW11）。
• “ISO 294-3 第 3 部分：小板”标准定义了两种双腔模具（ISO 模具型号 D1 和 D2），用于注塑尺寸为 60 mm x 60 mm、厚度为 1 mm（D1 型）或 2 mm（D2 型）的小板。这些模具可用于各种测试。模具上还可以安装其他组件，以检查熔接线对机械性能的影响。
• 标准“ISO 294-4 第 4 部分：成型收缩率的测定”描述了一种测定注塑热塑性试样在平行于和垂直于熔体流动方向的成型收缩率和成型后收缩率的方法。有关热固性材料收缩率的测定，请参见 ISO 2577。

本标准定义的成型收缩率不包括吸湿的影响。吸湿的影响包含在成型后收缩率中，因此也包含在总收缩率中。对于仅由吸湿引起的成型后收缩，适用 ISO 175 标准。本标准定义的成型收缩率是指冷却板在模具中保压期间不受限制地变形而产生的自由收缩。因此，它被视为任何受限制收缩的最大值。

• 标准“ISO 294-5 第 5 部分：各向异性研究用标准样品的制备”描述了一种模具（称为 F 型 ISO 模具），用于注塑成型板材，其优选尺寸为 80 毫米 x 120 毫米，最小尺寸为 80 毫米 x 至少 90 毫米，优选厚度为 2 毫米，用于单点和多点数据收集。

已发现其可提供最大的各向异性，且对注射速度的敏感性极小。尽可能使用双腔模具。对于塑料部件的设计，这提供了拉伸性能的上限和下限。由于模具填充速率和部件几何形状都会影响各向异性，因此将板材厚度与特定部件厚度匹配并非合适的标准。检查材料的各向异性是一项专门的程序，旨在指导最终用途的模具设计，而非质量控制工具。

在热塑性材料注塑成型中，熔融聚合物的流动会影响玻璃纤维或聚合物链等填料的方向，从而导致各向异性行为。

就本标准而言，流动方向定义为从模具开口到模腔最远端的方向，横向定义为与流动方向垂直的方向。F型模具并非旨在取代用于测定热塑性塑料成型收缩率的D型模具。

ISO 294 标准之所以重要，原因如下：

• 试样标准化：本标准定义了用于机械和物理性能测试（例如拉伸强度和抗冲击性）的试样的成型条件、尺寸和设计。这消除了试样制备过程中可能影响测试结果的偏差。
• 结果可重复性：该标准规范了测试样品的生产方式，确保同一材料在世界各地不同实验室进行的测试中表现出相似的性能。这对于质量控制、认证和材料比较至关重要。
• 材料表征支持：制造商和研究人员使用此标准制备样品，以便在均匀条件下评估材料。这在研发过程中尤为重要，因为在相同条件下比较不同的聚合物至关重要。
• 法规和认证合规性：许多行业（汽车、航空航天、医疗）要求材料按照 ISO 标准进行测试，以满足安全和性能规定。
• 促进全球贸易：该标准有助于国际协调，使跨境制造商和客户能够信赖材料测试结果，而无需重复测试。

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