聚氨酯鞋底

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聚氨酯鞋底 0 n0 E' D5 N: a 一、什么是聚氨酯？ , |( e/ y4 w; v8 h- T7 d) _9 P % C( e5 k! A$ N4 h) ?是聚氨基甲酸酯的简称，是在高分子主链上含有许多重复的氨基团的高分子化合物，由异氰 ; f' Q" ~' A' D! A 酸酯与多元醇化合物通过化学反应而成。 二、什么是鞋底用聚氨酯？ 鞋底用聚氨酯是介于橡胶与塑料之间的微孔弹性体，是含开孔的微孔弹性结构，泡孔直径0.01~0.1mm，自由发泡密度0.25~0.35，（成型密度0.3~1），通常有1~2mm自结皮，具有优越的回弹性和很大的能量吸收能力。 三、为什么说聚氨酯是制造鞋底的理想材料？ - N" w( H$ t+ v6 p% U; P$ z# j2 } 1 x7 d1 W! d" i% @* E! S5 |1、聚氨酯鞋底具有轻柔、保暖、耐油、耐曲挠、耐磨等特点，比橡胶耐磨6倍以上，可按使用要求在很宽范围调节它的密度与硬度，可制成双色（双密度）的双层鞋底，下底为微发泡的高耐磨工作表面，内底为穿着舒适的弹性泡沫。 9 u* v+ M* H6 d3 U1 G9 Q   a- T' S3 m# y" G- K* I2、极轻，比重仅0.3~0.8，比常用的鞋底材料轻很多，对要求耐冲击、防穿孔的厚底鞋更合适， - P0 `- g% W( h' P 全世界安全防护鞋（劳保鞋）中15%采用聚氨酯（PU）鞋底。 0 E% _. t' |" b/ j& l1 }/ M8 K # E/ ^4 N. Y. M- F0 t2 s& }' q3、模具要求较低，制作方便投资节省（发泡时对模具压力较小，仅0.14~0.2Mpa）。 3 e6 F$ i/ `7 q3 t, m1 J8 x5 P 4、成型方法简单可靠，既可生产鞋底亦可生产连帮鞋，（PU底和各种面料的粘接力特强）品种及产量变化灵活，适合于现代工业生产。 " \' v2 d1 V# \' f6 K ( [1 h8 C+ B( E四、生产工艺流程怎样？ . O& d. _; S. d. | A、B组份原料在原料预热烘箱中完全熔化，按要求在A料中加入C料（催化剂）及色浆，分别加入鞋底成型机的原液罐中，按配方要求及浇注量分别调节好两个组份（A1与A2及B）的计量泵转速，两组原液在混合装置中经高速搅拌混合均匀而发生化学反应，将混合料浇注在鞋模中（由鞋模型腔大小来调节电脑程控器所设定的浇注时间），加盖后鞋模送到环形生产线烘道使之加热熟化（生产双色鞋底须固化后再浇第二次），固化后的PU鞋底经脱模、修边、整理和检验即为成品，鞋模喷脱模剂后再送去浇注，整个生产周期可按原液的熟化要求来调节生产线的速度。 五、生产PU鞋底（连帮鞋）要准备什么条件？ 1、 生产场地：宽8m，长20m，约160m2，相应的原料、半成品及成品仓库，由于设备较轻， ! {$ s' C# [+ F7 q' R占地面积较大，故可安放在楼上（为了安装及移动方便，设备无地脚螺钉）。若生产PU鞋底应有喷漆场所；若生产连帮鞋，则应增加缝制鞋帮及定型的设备与场所。   F: Q6 r! `. H7 @: l. n2、 材料：原料应常备0.5~1吨左右，A料每桶18kg，B料每桶20kg，C料虽用量很少，因不易变质，可准备10kg左右。另需准备脱模剂50kg，清洗剂（二氯甲烷）一大桶及色浆若干。 & m- o2 R' l8 B& j; u  k+ X# r' Z: K$ w : X2 A+ U" E# r+ e3、 电量约50kw左右，若生产线烘箱不用电加热，则需电量约20kw左右。 2 J5 l. x% k  \) i& M* o$ _( X2 e7 L 7 B; |% n2 y/ z/ P' w4、 空气压缩机壹套（输气量0.6m3/min，气压0.6~0.8MPa，功率5.5kw）作主机气源及喷脱模剂之用。 5 ?  m$ m$ u' c, f! q- b9 Q$ ` / {- w$ F( Z" X* D+ [. a/ C8 L六、成套的生产PU鞋底（连帮鞋）设备（飞龙20型）包括哪些部份？ 1 }; Z( H9 n5 I$ T1、原液预热烘箱（F36型） $ ~  Q+ K# |( R" s/ r可预热36小桶（18~20kg）原料，前后开门以便于按时配料，加热温度恒温自控，设有热风循环装置（外形尺寸：1250×1300×1800）。 / L! b, `& `' n2 [: F % X1 \  v2 |( _, [9 r9 o8 \5 C2、矩形生产线（HT60型） & Z' i: ~& K% d& {! g  x : R* l7 c2 s, @" F1 N设有60个台车，烘道长10m，（加热温度自动控制）模具运行线速度无级可调。 : @1 _+ U: j* R# b; ^0 A' k  x ) E' V$ B5 r$ B9 \' U6 P（外形尺寸：16200×1860×1300）。 ' l. L) ?3 e. s* m; v3、双色精密鞋底成型机（PU30F-X） 7 r# f, @4 a. C. w" S 0 G3 v0 {  s1 c2 l可生产双色（双密度）鞋底（连帮鞋），是保证制品的高正品率和设备低故障率的关键。 a、料罐：两组三罐（A1、A2和B），慢速搅拌与加热夹套的不锈钢料罐（加外保温层）使A、 . g& B) j: ^0 ?: S+ e$ V9 h , G4 A% ?* x, N* Z, r! r& S8 Z! j- h8 \; kB原液保持恒温稳压。 , J5 s5 }" h: F7 ~3 J0 G b、计量装置：是决定次品或废品的关键：混合比超过原料的配方要求可能产生废品；总浇注量 " J! B2 Z0 W) S. B* t误差过大可能造成次品。A、B两组分别由过滤器、低速高精度计量泵、调速电机、系统压力测定（压力表）、流量测定与调节（转速表）等组成。 c、混合装置：是低压发泡机的关键部件，其要求是：使A、B原液在极短时间内混合均匀；保 2 \) W; D2 r( i1 E" b, Y 证在混合过程中混合比始终不变，不产生初喷差与终喷差；系统不漏气、不漏料；搅拌轴端密封可靠、不倒料；清洗可靠、稳定方便。“回流”←→“浇注”采用转轴式变换，清洗液从出料孔中同步进行，永不堵塞，因转轴与伐体采用高精度无密封件配合，既转动自如，又不漏料，故使用寿命特长，维修简单。由三位气缸控制A1、A2和B料的回流或浇注及清洗。因浇注或回流时，清洗处在关闭状态，可保证不漏液、不倒料。 0 L, m0 Q3 d. L& z' U0 [& |1 |d、控制及电器：温度、压力、流量（计量泵转速）均选用高精度数字仪表，电器元件采用出口 5 i4 j4 F# z6 l  p( { # q4 d$ W, H7 d) p型西门子系列，精确可靠、性能稳定。新型的电脑程控器控制浇注量：可设定99种不同模具的浇注量，自动控制液洗和气冲，可大大节省清洗剂用量。 " H) |7 e+ _4 U  a" f( Q 七、为什么聚氨酯鞋底（连帮鞋）近几年国内才能大力发展？ & M/ u. c0 C/ @4 ~ + L, G2 Q/ s9 y5 c8 }3 D. s1、认识问题：聚氨酯是新颖材料，近年国外进口的中、高档鞋都用聚氨酯材料，生活实践中亦证明了它的卓越性能，才使大家认识到生产中、高档鞋应采用聚氨酯（PU）材料。 . y3 j$ ~2 b+ A2 G: Y- d# | 2、原料问题：以前国内仅烟台可供应聚氨酯鞋底原液，价贵且供不应求，现因开放改革及市场 , f# d9 f+ D+ O: Y! c经济的促进，国内已有很多家供PU鞋底原液，质量完全过关，售价比以前大为下降，温州华丰公司日产量即超过二百吨。 ; K" E/ k. R0 A, r3、设备问题：进口设备价格昂贵，结构复杂，操作及维修要求较高。国产设备经过近十年的不断创新与改进，已达到了生产结构先进，投资很少；可保证长期稳定生产。 八、保证聚氨酯鞋底正品率有哪些因素： 1 e' ~8 ]  {. w7 z* G , l6 r% _( J, D, @' U1、合格的原料； 3 Q7 @' p) H7 @7 P% d1 a   f; s6 l. ~, R  ~) _4 i& e$ b2、合适的设备； + y8 G7 R: n! |* p3 w& e: r   u  _. _! \! L. F3、合理的模具； , M: Z% W! l' n% p' [+ Q, _2 d  o ; {" R% I+ l( {$ p, d4、正确的操作。 0 z3 {. Y4 l  w7 _6 N) J: |+ b , Q$ p3 h- n6 Q& @: D5 n九、什么是合格的聚氨酯鞋底原料？   i$ D; a! J# ]! k3 j为了保证制品的正品率，得到圆满的化学反应，要求两个组份粘度要相近（亦可由料温来调节）混合比接近1∶1。这样容易达到精确计量及混合均匀。为了达到以上要求，目前国内外PU鞋底原液都采用半预聚体工艺：A组份为聚酯多元醇、发泡剂、扩链剂、匀泡剂及催化剂（作为C组，在使用时加入A组份）等的混合物；B组份由部份聚酯多元醇和异氰酸酯先反应（预聚），控制异氰酸根，以求在反应发泡时速度较易控制。 3 p. N0 B" ^; n% R7 T% Q高质量的PU鞋底的主要性能指标： * x  [: ?5 S2 C& e$ C$ v6 b' \- L 0 d& Q. |3 S6 I6 z- R撕裂强度≥3.5Mpa 磨耗≤300毫克 0 h9 \1 n' Q' N6 Z & k6 a/ l1 K  B+ E. l屈挠疲劳:30万次裂痕 脆化温度:-25℃ 十、什么是合适的设备? * G/ X3 v/ e4 u# B% v结构先进、性能稳定，计量精确、混合均匀；控制灵敏、清洗可靠；操作简单、维修方便；品种变化灵活、产量可大可小。   Y6 u7 ?  P( o/ ?" ^& q 十一、什么是合理的模具？ - l! c7 p; o+ w9 i4 ? １、尺寸：鞋底成型后基本上无收缩，加工模具时可不放余量。 8 }4 e2 [6 o: r3 v/ W; W" H ２、强度：发泡压力不大，模具强度可按０.4Mpa计算。 $ D1 A* p# `4 p4 H( K ３、花纹：不能太深，要求圆角过渡不能有锐角，不得与鞋底折弯方向一致，要求便于排气。 2 J* T& T" Y" p$ H 4 q9 z% y7 X/ u+ V４、结构：一般应采用开模浇注，合模面或几层模板的组合面要考虑排气顺畅而基本不漏料，锁模迅速。 十二、什么是正确的操作？ 根据原料及模具，在深入了解设备性能和结构的基础上，参照操作说明书要求，制订出相应的工艺条件和操作规程。当原料、模具、原液压力、料温及混合比变化时能熟练调整，出现不正常现象能正确分析与及时处理。   M$ D' B0 G5 j! L9 ~  d6 m& _0 V 3 y9 Y9 h" ?6 u1 ~十三、鞋底成型主机为什么有二罐机？三罐机和四罐机？ ' y6 |" }+ Y: V+ w/ `* }$ G因为聚氨酯鞋底是两组原液通过化学反应而成的，为了生产两种颜色（或密度）的鞋底（连帮鞋）就要求有两种不同颜色（不同成份）的A料（A1或A2）与B料反应而成，就需要A1与A2等两套料罐、计量泵和能变换双色的混合装置，这就是三罐机。同理生产三种颜色（或密度）的鞋底（连帮鞋）就需三套A组份，就称为四罐机。目前以三罐机最实用，因A组份增多而混合装置仅只一个，每增加一个A组份即要增加两条料管（进料管与回流管），则使机构复杂、操作不便、维修困难，故目前只能生产出三个A组份的四罐，再增加组份就不实用了。 十四、为什么要求较高的聚氨酯设备都采用“回流――浇注”流程，而不采用“直通”流程？ , n4 h5 _6 D0 H' o4 ?" u! r “直通”流程：由料罐经过过滤后的A、B原液分别由计量泵按配方要求输入混合装置，混合均匀即可浇注。其优点是流程简单、不需要回流管，常用于要求不高的场合，如聚氨酯硬泡喷涂。 $ z* I( S" q' N& X- ]% V% ~& P“全回流――浇注”流程：由A、B计量泵输至混合装置中，由同步切换开关控制，浇注时使A、B料全量进入混合腔，在高速搅拌的混合头作用下混合均匀后即可浇注；若停止浇注则切断A、B料进入混合腔，而全部回流到原来料罐。通过调节进料压力与回流电压力，可使浇注时保持恒定的混合比，不会造成刚开始混合或混合结束时混合比（瞬间配比）变化，而产生次、废品，可大大提高制品的正品率。 + R0 Y: }8 `3 p' \* x

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十五、飞龙机：双色精密鞋底成型机（PU30F-X）有何特点？
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1、料罐结构先进：目前都使用聚酯型聚氨酯鞋底原料，常温下为半固体，必须要加热熔化后才
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能正常使用，故原液在料罐中应保持在40~50℃，大大高于室内温度，在不锈钢内胆与加热夹套外面增加了保温绝热层，起恒温节能作用。罐盖经机床加工，提高了搅拌装置的同心度，改短了搅拌轴，保证了搅拌平稳与轴封密封可靠，以防停机时水气侵入使原液变质。
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& L7 q$ |6 [& e# M5 D5 F2、提高了计量泵的精度：选用低速超精密计量泵，（转速30~130转/分、耐压10Mpa、耐温300 ℃），由于泵的转速愈低，其内泄漏就愈大，要达到要求的计量精度（误差 ＜±0.5%＝就要求泵的加工精度很高，超精密计量泵由高级合金钢在恒温条件下精密加工而成，所以当原液的压力、温度或粘度波动时，两组份的计量及混合比极小变动，就可使制品正品率大为提高，且因转速较慢，可延长泵的使用寿命，改善泵的密封及润滑条件。

. n2 Z4 _, h9 m% }2 X7 L3、混合装置结构紧凑、功能完善、简单实用、维护简便，由三位气缸及转轴式开关来切换“浇注”、回流与清洗及瞬间切换不同颜色，性能可靠、工作稳定，采用特殊的密封元件可防止搅拌轴端倒料。采用经过不断改进又长期实践的新型混合头高速搅拌，达到混合均匀，费料最省。

4、控制灵敏、使用方便：料温数显自控，原液压力及计量泵转速数字显示，采用新型的进口原件电脑程控器，可控制99种浇注量及自动清洗。

十六、各种聚氨酯鞋底主机情况如何？
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1、进口机与国产机比较：

. @; G: D8 _4 P! b进口机性能较佳，结构复杂、售价较高、对操作人员的要求亦较高。国产机经过近十年的改进基本上达到了经济实用的要求。

0 y6 |) K9 W2 ]! A  G2、几种温产机的比较：
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6 x, R4 @+ T' y1 b! `! ^几年来温州生产的PU鞋底机产量占全国90%以上，性能基本相似，主要都由料罐、计量混合及控制等四部份组成，以仿制者居多，创新者较少。现比较如下：
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* D- Q# v1 z1 P1 a6 i/ K5 o（1）料罐：

1 I3 g/ F+ a& k+ q3 b/ }a、 外保温层：大部分厂家为制造方便，省工省料在料罐的加热夹套外面不加保温层，造成能源浪费，迫用户自己要加上保温层。
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b、液面及罐内观察：大部分厂家在料罐侧面设有视镜或玻璃板液面计，以了解液面及罐内情况，但聚氨酯原液会粘接和结皮，生产一段时间后玻璃不透明了就造成使用不便，较理想的办法是盖上设灯镜与视镜，使罐内情况及液面看清楚。
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c、罐盖采用凸盖或平盖；聚氨酯生产的早期，因原料的粘度较高，必须要往罐内加氮气才能保证计量泵的正常供料，当时的料罐为受压容器，故必须设计成凸盖。现在因原料粘度降低及生产工艺的改进（可由升高料温来降低粘度），故目前生产时料罐可与大气相通，仅要求停车时密封性能较佳，不使大气中水分进入罐内使原液变质，现用的料罐为常压容器，可采用平盖（目前国内外较先进设备亦采用平盖），其优点是可将搅拌的轴封装置，焊后整体上机床加工，提高了同心度、保证了密封性，且搅拌轴改短后其运转更平稳。
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d、料罐加热夹套内导热油循环：采用油泵强制循环或采用自然循环，其目的都是使料温误差较小，加热平稳。早期的进口或国产设备都曾采用加热油循环系统，设了油箱、油泵、热交换器及制冷机。而生产实践中发现系统复杂后以致故障大大提高，且对调温精度提高并不显著，因生产工艺及原料的改进，对料±1℃即能满足要求，故应采用简单实用的方法，以保证正常生产。

（2） 计量部份：各厂流程大同小异，计量泵选用各不相同。

9 j  i" B& y' x# N4 c/ }3 G0 M①、计量泵：
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a、 高速计量泵，常用BB-B型摆线齿轮油泵，转速为200~1000转/分或130~660 转/分，这种泵精度较低，价格便宜，靠提高转速来减少泵内泄漏，只能达到较低的计量精度，当原液的温度、压力或粘度波动时，对计量影响较大，可能影响混合比而造成次品或废品。

9 o1 E$ I, r7 u* A2 f" I- Jb、中速计量泵：比高速泵精度大为提高，转速为60~300转/分，计量精度亦有所提高。
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c、 低速计量泵：转速为30~130转/分或40~200转/分，由于转速较低，为减少泵的内泄漏量，必须要提高材质及加工精度（用高级合金钢在恒温车间加工而成），实践证明对提高制品的正品率有利。可延长使用寿命，改善轴密封。

% F3 [0 {  r4 G' v  c②、传动装置：都选用MB系列行星摩擦式机械无级变速机，对低速泵需再加一级齿轮传动，由于计量泵不需经常调速，一般都采用手动调速，如为用户需要亦可配置闭环控制的电动调速。

% Y# c! [2 P) N" I. Q. s③、转速表（数码显示测速仪）各厂基本相同。
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（3） 混合装置：型式：目前国内外主要有三种型式：

9 X! v0 B! f- `$ F) T6 X, ka、 高压冲撞式：利用高压高速液流冲撞混合，由推杆刮净混合腔，不需清洗剂，只能用于浇注量较大的聚氨酯设备，尚不能在鞋机上应用。
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b、高速螺杆式：由高速（15000转/分）锯齿形螺栓使A、B原液混合，推动高速锥形螺杆刮净混合腔，不需清洗剂，目前进口连帮机普遍采用，对材料、热处理及加工精度要求极高。国内虽已仿制，但性能无法达到，尚不能长期稳定生产。

c、低压搅拌型：来自计量泵的A、B两组原液经过切换伐及节流片进入混合腔，在混合头的高速搅拌下，使其混合均匀后在出料口排出。主要有下列部分组成：
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; L) E5 {7 T% H# ^; ]- U6 k?、切换伐：变换浇注、回流或清洗状态。

（a）、转轴式：目前温州各厂较多采用，结构简单、性能可靠、要求制造精度较高、清洗剂由出料孔同步清洗、不易堵塞、由三位气缸控制它的不同状态。

- v' L+ u! s# u1 c8 l# Y2 c0 a/ Z（b）、针伐式：仿制德国连帮鞋机，结构稍复杂，对操作要求稍高。

, z$ U5 }1 h; G  b' X?、节流片或节流螺钉：以其钻孔大小来调节浇注压力与回流压力平衡，以消除初喷差与终喷差，使A、B原液均以高速射入混合腔，为均匀混合创造条件。各厂大同小异。

2 e' n8 W% A" @8 Z2 u?、混合头：各厂均采用低炭钢制叶片式，只是长短各不相同。

（4） 控制及电器部分，各厂均大同小异，各有其优。
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5 [; r! F, h5 M/ @  P& d总之：以结构简单、方便实用之宜。
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6 E3 u2 T. Z: C$ Q3 Z十七、对清洗剂有那些要求？
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' ]* m! [' V1 x8 M1、能溶解聚氨酯。
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2、能挥发（清洗后表面不残留）。

3、对人体无毒，对环境不污染。

. ?8 _. z9 e2 u5 m# i' P4 p2 s& Q3 z4、不易燃，以前曾以丙酮作清洗剂，因易燃而发生多次火灾。
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5、对氟橡胶不太腐蚀，（以防破坏密封件）。

十八、如何防止断底？

# `4 q  G+ j( M( |1、 原料方面原因：国内或国外都因聚氨酯原料不佳，大批量的断底造成退货。不但赔底还要赔 鞋，而造成几百万元的损失，八十年代上海曾因断底而禁止采用聚氨酯鞋底。经过这些年的不断改进与实践，目前国产原料技术已完全过关，因原料而产生的断底事件已很少发生。如原料选用不对，硬度过硬，使用气温过低等。若原液的可调范围太宽或太窄，不易找到中心配方（最佳配方）亦易断底。
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2、 模具方面原因：如锐角或沿折弯方向花纹过深等。

3、 设备或操作方面原因：

: J' _! i7 j9 T（1） 模温：预热和熟化时模温以35~40℃为宜，过高则反应过快，易溢出，底面易产生裂纹，成型时会产生“窝”；模温过低，则反应不良，不能充分发泡，表皮变厚。

（2） 总浇注量不合适，一般原料乳白期约8~10秒，浇注时间以不超过5秒，否则影响混合料在模腔内的充满和反应。

. C* k! b. G1 A) s* y) [# N2 k/ m（3） 供料不足而影响混合比的变化：供料充份是计量准确的前提。造成供料不足的原因：原液粘度过高，影响计量泵吸入，可由提高料温来降低粘度或料罐内加干燥的压缩空气（<0.5kg/cm2）以便于计量泵吸入；计量泵的进口管路不通畅，由于进口管中原液流速较慢v=0.5~1m/s，故较易结壁，应适时清理；过滤器堵塞，使过滤面积减少，应经常清洗（要求每天或每班一次）。

（4） 混合比误差：未调到中心配方的最佳位置，当计量泵输送或混合装置变换等造成计量误差，就可能超出了中心配方的允许范围。

（5） 料温变化过大：尤其当二组份不同时加料，新加原液温度较高，因料温相差过大，造成配比误差。
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（6） 脱模时间过早或C料（催化剂）不足：混合料在模具中尚未完全反应和初步固化，此时脱模就可能产生裂纹或断底。
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（7） 瞬间配比与要求的配比不符：由于A、B两组原液的粘度和流量各不相同，当由回流转为浇注（或由浇注转为回流）两组压力不同造成流速不同，使其配比变化，常用调换注入孔大小不同的节流片，使得瞬间配比与要求的配比基本相同。

4 e, }/ [- b9 x4 Y- Q. e. d（8） 为杜绝断底，操作时因注意：记录并观察各仪表上参数（如压力、温度及转速等）的变化；分析其变化的原因及可能产生的后果；经常检查鞋底飞边的强度，如变酥则可能配比有误，应即停机检查原因；定期浇注试杯，“长杯”浇3秒，（看总量的配比与混合情况），“短杯”浇0.3秒（看瞬间配比与混合）。

雨夜孤心

楼主说的很 详细  可以开个生产车间了