图9-38所示为试验获得的不同塑料有、无熔接痕试样的冲击强度与模具型腔表面温度之间的关系。从图中可以看出，型腔表面温度对有、无熔接痕试样冲击强度的影响规律比较复杂，不同材料之间存在较大差异，需要针对每种材料进行具体分析。

对于高光ABS/PMMA（RS300）、半透明高光ABS/PMMA（RS400）和PS，随着模具型腔表面温度升高，无熔痕试样的冲击强度先逐渐增大后又逐渐减小。高光ABS/PMMA（RS300）和PS在型腔表面温度升高至123℃左右时具有最大的无熔接痕冲击强度，半透明高光ABS/PMMA（RS400）在型腔表面温度升高至88℃左右时具有最大的无熔接痕冲击强度。高模具型腔表面温度不但可以缓解填充过程熔体内高分子链的取向，还可以使高分子链在随后的冷却阶段更加充分地解取向，这将有利于减小试样内的取向应力；同时，高型腔表面温度可以使熔体更加均匀的冷却，这将有利于减小因冷却不均而造成的温度应力。所以，高型腔表面温度有利于降低塑件残余应力，从而提高塑件的冲击强度。但当模具型腔表面温度升高到一定水平后，继续提高模具型腔表面温度会加大冷却阶段低温模具与高温熔体之间的温度差，这将在一定程度上加剧型腔内熔体不均匀冷却，增大因冷却不均而产生的温度应力，使得最终成型塑件的内应力增大，从而导致试样的冲击强度下降。

对于结晶型塑料PP，随着模具型腔表面温度升高，无熔接痕试样的冲击强度先逐渐降低后又逐渐增大，当模具型腔表面温度为123℃时，试样具有最低的冲击强度。初始阶段冲击强度随模具型腔表面温度升高而降低是因为高模具型腔表面温度减缓了型腔中熔体的冷却速度，使PP熔体在冷却过程中可以更加充分地结晶，结晶度增加会降低试样的冲击强度。但在填充阶段，当模具型腔表面温度达到130℃以上时，这种较高的型腔表面温度相应地提高了熔体的温度，当模具冷却时，模具温度急剧降低，造成熔体与模具型腔之间的温度差增大，从而在一定程度上加快了熔体的冷却速度，使PP熔体的结晶度下降，进而使得试样的冲击强度得以提高。因此，当模具型腔表面温度达到一定水平后继续提高其型腔表面温度将有利于提高试样的冲击强度。

对于纳米碳酸钙增强ABS/PMMA合金，随着模具型腔表面温度升高，试样的冲击强度逐渐下降，这是因为高型腔表面温度使流动性较好的树脂材料更多地向模具型腔壁聚集，逐渐将纳米碳酸钙包裹在熔体内部，这将造成纳米碳酸钙在熔体中分布的不平衡性，使得最终成型塑件内部的纳米碳酸钙含量升高，导致塑件的韧性下降，塑件的冲击强度也将随之降低。

对于玻纤增强PP，随着模具型腔表面温度升高，无熔接痕试样的冲击强度逐渐增大。这是因为高模具型腔表面温度有利于降低塑件内部增强纤维的取向程度，缓解塑件内的各向异性，从而有利于提高试样的冲击强度。

对于高光ABS/PMMA（RS300）、半透明高光ABS/PMMA（RS400）、纳米碳酸钙增强ABS/PMMA和玻纤增强PP，随着模具型腔表面温度升高，有熔接痕试样的冲击强度逐渐增大。这是因为高模具型腔表面温度有利于减小熔接痕的宽度和深度，甚至最终消除试样表面的熔接痕；同时，高型腔表面温度还能提高熔体前锋的熔合能力，改善熔接痕的结合强度，从而有利于提高熔接痕的冲击强度。

图9-38 不同类型塑料有、无熔接痕试样的冲击强度与模具型腔表面温度之间的关系

a）高光ABS/PMMA b）PP c）PS d）ABS/PMMA/nano-CaCO₃ e）玻纤增强PP

对于结晶型塑料PP，随着模具型腔表面温度升高，有熔接痕试样的冲击强度先逐渐增大后又逐渐减小。初始阶段熔接痕冲击强度增大是由于提高模具型腔表面温度有利于增强熔体前锋的结合强度，但过高的模具型腔表面温度会延缓型腔内熔体的冷却速度，使得PP熔体的结晶度增加，从而降低了冲击强度。

对于纯的无定形塑料PS，随着模具型腔表面温度升高，有熔接痕试样的冲击强度呈现小范围波动变化。这是因为PS属于脆性塑料，其抗冲击性能较差；另外，由于PS具有良好的流动性和较小的收缩性，使得熔接痕对其冲击强度的影响也相对较小，这些因素决定了模具型腔表面温度对PS试样冲击强度的影响非常有限。(www.daowen.com)

为了定量描述熔接痕对塑件冲击强度的影响，可以参照熔接痕拉伸强度因子的概念，定义熔接痕冲击强度因子，其数学表达式为

式中，F_a表示熔接痕冲击强度因子；a_w表示含熔接痕试样的冲击强度（J/m）；a_nw表示不含熔接痕试样的冲击强度（J/m）。

图9-39所示为不同类型塑料的熔接痕冲击强度因子与模具型腔表面温度之间的关系。对于高光ABS/PMMA（RS300）、半透明高光ABS/PMMA（RS400）、PP和PS，随着模具型腔表面温度升高，熔接痕冲击强度因子呈现一定范围内的波动起伏变化。上述四种塑料熔接痕冲击强度因子的波动变化范围分别为0.7～0.83、0.52～0.71、0.91～1.18和0.78～1.04，这种变化规律表明模具型腔表面温度对熔接痕冲击强度因子的影响存在不确定性，同时也反映了模具型腔表面温度对有、无熔痕试样冲击强度影响的复杂性。

对于纳米碳酸钙增强ABS/PMMA和玻纤增强PP，随着模具型腔表面温度升高，熔接痕冲击强度因子均先逐渐增大而后又逐渐趋于稳定，当模具型腔表面温度升高到123℃后，两种塑料的熔接痕冲击强度因子均达到较高的水平。虽然两种增强塑料熔接痕冲击强度因子的变化趋势相同，但造成这种变化趋势的内在原因却不尽相同。对于纳米碳酸钙增强ABS/PMMA，熔接痕冲击强度因子增大主要是由于无熔接痕试样冲击强度降低造成的；而对于玻纤增强PP，熔接痕冲击强度因子增大则主要是由于有熔接痕试样冲击强度增大造成的。值得注意的是，在各型腔表面温度下，PP塑料的熔接痕冲击强度因子基本均大于1.0，其原因一方面是PP熔体具有良好的流动性，熔体前锋的熔合能力强、熔接强度高，这决定了PP塑料熔接痕本身具有很高的强度；另一方面，有熔接痕的试样是由两个浇口注塑成型的，而无熔接的试样是由单个浇口注塑成型的，两个浇口的保压补缩效果明显优于单个浇口的保压补缩效果，这使得无熔接痕试样的收缩相对较大，其截面积也相应地要小。上述两个方面的原因使得有熔接痕试样的冲击强度大于无熔接痕试样的冲击强度。

另外，值得注意的是，纳米碳酸钙增强ABS/PMMA和玻纤增强PP的熔接痕冲击强度因子分别仅为0.45～0.55和0.34～0.44，这主要是由于增强材料在熔接痕区域的富集造成的，即熔接痕区域的增强材料含量相对较高，而高的增强材料含量会降低塑件的韧性，减小塑件的冲击强度。同时，熔体前锋表面的增强材料会阻碍树脂熔体间的熔合，降低熔体前锋的结合强度，从而也会导致熔接痕冲击强度减小。

图9-39 不同类型塑料熔接痕冲击强度因子与模具型腔表面温度之间的关系

a）高光ABS/PMMA b）PP c）PS d）ABS/PMMA/nano-CaCO₃ e）玻纤增强PP