ISO 294 塑膠-熱塑性材質試樣的射出成型

射出成型製程的許多因素都會影響成型試樣的性能，進而影響試樣在測試方法中的測量值。此類試樣的機械性質高度依賴製備試樣的成型製程條件。精確定義成型製程的每個關鍵參數是實現可重複和可比較操作條件的基本要求。在定義成型條件時，請務必考慮這些條件對待測性能的潛在影響。

熱塑性塑膠的結晶形態（結晶和半結晶聚合物）、相形態（非均質熱塑性塑膠）以及因各向異性填料（例如短纖維）引起的分子取向各不相同。成型試樣中的殘餘（凍結）應力以及成型過程中聚合物的熱降解也會影響性能。必須控制這些因素，以最大程度地減少測量性能數值的差異。本文所述的所有 ISO 模具均設計用於安裝在現有的射出成型設備中，並配有可互換的盲板。

國際標準化組織 (ISO) 制定的「ISO 294 塑膠 - 熱塑性材料試樣的注塑成型」標準包含以下以同一標題發布的小節：

• ISO 294-1 第 1 部分：多用途和棒狀試樣的一般原則和成型」描述了熱塑性材料注塑成型試樣應遵循的一般原則。該標準還詳細說明了用於製備兩種類型試樣（ISO 20753 中規定的 A1 型和 B1 型）的模具設計，用於獲取參考資料，並為建立可重複的成型條件提供了基礎。

本標準旨在對成型製程的關鍵參數提供一致的描述，並建立統一的成型條件報告規範。可重複製備試樣所需的特定條件因所用材料而異，可能在特定材料的標準中規定，也可能由相關方協商確定。對丙烯腈/丁二烯/苯乙烯 (ABS)、苯乙烯/丁二烯 (SB) 和聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 進行的實驗室間試驗表明，模具設計是試樣製備可重複性的重要因素。

• 標準「ISO 294-2 第 2 部分：小型拉伸棒」描述了一種四腔模具，C 型 ISO 模具，用於注塑尺寸至少為 60 毫米 x 10 毫米 x 3 毫米的小型拉伸棒（ISO 20753 中的試樣類型 CW11）。
• 「ISO 294-3 第 3 部分：小板」標準定義了兩種雙腔模具（ISO 模具型號 D1 和 D2），用於注塑尺寸為 60 mm x 60 mm、厚度為 1 mm（D1 型）或 2 mm（D2 型）的小板。這些模具可用於各種測試。模具上還可以安裝其他組件，以檢查熔接線對機械性能的影響。
• 標準「ISO 294-4 第 4 部分：成型收縮率的測定」描述了一種測定注塑熱塑性試樣在平行於和垂直於熔體流動方向的成型收縮率和成型後收縮率的方法。有關熱固性材料收縮率的測定，請參閱 ISO 2577。

本標準定義的成型收縮率不包括吸濕的影響。吸濕的影響包含在成型後收縮率中，因此也包含在總收縮率中。對於僅由吸濕引起的成型後收縮，適用 ISO 175 標準。本標準定義的成型收縮率是指冷卻板在模具中保壓期間不受限制地變形而產生的自由收縮。因此，它被視為任何受限制收縮的最大值。

• 標準「ISO 294-5 第 5 部分：各向異性研究用標準樣品的製備」描述了一種模具（稱為 F 型 ISO 模具），用於注塑成型板材，其優選尺寸為 80 毫米 x 120 毫米，最小尺寸為 80 毫米 x 至少 90 毫米，優選厚度為 2 毫米，用於單點和多點數據收集。

已發現其可提供最大的各向異性，且對注射速度的敏感度極小。盡可能使用雙腔模具。對於塑膠零件的設計，這提供了拉伸性能的上限和下限。由於模具填充速率和零件幾何形狀都會影響各向異性，因此將板材厚度與特定零件厚度相符並非適當的標準。檢查材料的各向異性是一項專門的程序，旨在指導最終用途的模具設計，而非品質控制工具。

在熱塑性材料注塑成型中，熔融聚合物的流動會影響玻璃纖維或聚合物鍊等填料的方向，進而導致各向異性行為。

就本標準而言，流動方向定義為從模具開口到模腔最遠端的方向，橫向定義為與流動方向垂直的方向。 F型模具並非設計用來取代用於測定熱塑性塑膠成型收縮率的D型模具。

ISO 294 標準之所以重要，原因如下：

• 試樣標準化：本標準定義了用於機械和物理性能測試（例如拉伸強度和抗衝擊性）的試樣的成型條件、尺寸和設計。這消除了試樣製備過程中可能影響測試結果的偏差。
• 結果可重複性：該標準規範了測試樣品的生產方式，確保同一材料在世界各地不同實驗室進行的測試中表現出相似的性能。這對於品質控制、認證和材料比較至關重要。
• 材料表徵支援：製造商和研究人員使用此標準製備樣品，以便在均勻條件下評估材料。這在研發過程中尤其重要，因為在相同條件下比較不同的聚合物至關重要。
• 法規和認證合規性：許多行業（汽車、航空航太、醫療）要求材料按照 ISO 標準進行測試，以滿足安全和性能規定。
• 促進全球貿易：此標準有助於國際協調，使跨境製造商和客戶能夠信賴材料測試結果，而無需重複測試。

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