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塑料成型概論★塑料的成型特性★塑料成型的分類(lèi)★新型塑料成型方法一、塑料的成型特性這種類(lèi)型在成形過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)變化,分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了變化。⑴熱固性塑料:在初次受熱時(shí)變軟,可以制成一定形狀,但加熱到一定時(shí)間或加入固化劑后,就硬化定型,再加熱不熔融也不溶解,形成體型(網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)物質(zhì)的塑料。常見(jiàn)的熱固性塑料有:酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等。1、塑料的類(lèi)型這種塑料在成形過(guò)程中只有物理變化,而無(wú)化學(xué)變化。⑵熱塑性塑料:指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱和冷卻硬化的塑料。常見(jiàn)的熱塑性塑料有:聚乙烯、聚丙烯、有機(jī)玻璃、ABS、聚四氟乙烯等。2、塑料加工特性⑴流動(dòng)性:指塑料在一定溫度、壓力作用下,能夠充滿型腔的性能。影響流動(dòng)性的因素有:塑料的分子結(jié)構(gòu)與成分、溫度、壓力、模具結(jié)構(gòu)等。流動(dòng)性好,所需成形壓力小,且易充滿型腔,但塑料成形時(shí)易產(chǎn)生益邊;反之反然。式中s——計(jì)算收縮率;
a——型腔在常溫下的實(shí)際尺寸;
b——塑件在常溫下的實(shí)際尺寸。一定量的塑料在熔融狀態(tài)下的體積總比其固態(tài)下的體積大,說(shuō)明塑料經(jīng)成形冷卻后體積發(fā)生了收縮的特性。⑵收縮性:塑件的收縮性可用計(jì)算收縮率來(lái)表示:注意:在實(shí)際成形時(shí),不同品種的塑料收縮率不同,不同批的同種塑料或同一塑料的不同部位的收縮性也各不相同。影響塑件收縮率的因素有:塑料品種、塑件特性、澆口形式和尺寸、成形條件。常用塑料的成形收縮率如下表。
一般來(lái)說(shuō),不透明的或半透明的是結(jié)晶型塑料,透明的為非結(jié)晶型塑料。⑶結(jié)晶性:熱塑性塑料按其冷凝時(shí)是否出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象可分為結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型塑料兩種。結(jié)晶現(xiàn)象:是塑料由熔融態(tài)到冷凝過(guò)程中,分子由無(wú)次序的自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而逐漸排列成為正規(guī)模型的一種現(xiàn)象。指熱固性塑料成形時(shí)完成交聯(lián)反應(yīng)的過(guò)程。塑料中因有各種添加劑,使其對(duì)水的敏感程度各不相同的特性稱(chēng)為吸濕性。熱敏性是由于塑料成形時(shí)受高溫作用容易變色、降解、分解的特性。硬化速度慢的塑料,會(huì)使成形周期變長(zhǎng),生產(chǎn)率降低;硬化速度快的塑料,則不能形成復(fù)雜的塑件。⑸吸濕性與熱敏性:⑷硬化特性:二、塑料成型的分類(lèi)
塑料成型的選擇主要決定于塑料的類(lèi)型(熱塑性還是熱固性)、起始形態(tài)以及制品的外形和尺寸。加工熱塑性塑料常用的方法有擠出、注射成型、壓延、吹塑和熱成型等,加工熱固性塑料一般采用模壓、傳遞塑模,也用注射成型。塑料成型是將各種形態(tài)(粉料、粒料、溶液和分散體)的塑料制成所需形狀的制品或坯件的過(guò)程。成型的方法多達(dá)三十幾種。層壓、模壓和熱成型是使塑料在平面上成型。上述塑料加工的方法,均可用于橡膠加工。此外,還有以液態(tài)單體或聚合物為原料的澆鑄等。在這些方法中,以擠出和注射成型用得最多,也是最基本的成型方法。1、塑料成型簡(jiǎn)介1)注射成型
注射成形也稱(chēng)注塑成形,是利用注射機(jī)將熔化的塑料快速注入模具中,并固化得到各種塑料制品的方法。幾乎所有的熱塑性塑料(氟塑料除外)均可采用此法,也可用于某些熱固性塑料的成形。注射成形占塑料件生產(chǎn)的30%以上,它具有能一次成形形狀復(fù)雜件、尺寸精確、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn);但設(shè)備和模具費(fèi)用較高,主要用于大批量塑料件的生產(chǎn)。
注射成形機(jī)常用的有柱塞式和螺桿式兩種,下圖為螺桿式注射成形示意圖。注射成形原理如圖所示,將粉粒狀原料從料斗加入料筒,柱塞推進(jìn)時(shí),原料被推入加熱區(qū),繼而經(jīng)過(guò)分流梭,通過(guò)噴嘴將2、XPI常用塑件成型工藝
熔融塑料注入模腔中,冷卻后開(kāi)模即得塑料制品。注塑料制件從模腔中取出后通常需進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?,以消除塑料制件在成形時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸和性能。
此外,還有切除毛邊和澆口、拋光、表面涂飾等。注射成型閉模注射保壓塑化冷卻開(kāi)模制品成型周期立式注注塑機(jī)臥式注注塑機(jī)注射成型可分為:(1)排氣式注射成型。排氣式注射成型應(yīng)用的排氣式注射機(jī),在料筒中部設(shè)有排氣口,亦與真空系統(tǒng)相連接,當(dāng)塑料化時(shí),真空泵可將塑料中合有的水汽、單體、揮發(fā)性物質(zhì)及空氣經(jīng)排氣口抽走;原料不必預(yù)干燥,從而提高生產(chǎn)效率,提高產(chǎn)品質(zhì)量。特別適用于聚碳酸酯、尼龍、有機(jī)玻璃、纖維素等易吸濕的材料成型。(2)流動(dòng)注射成型。流動(dòng)注射成型可用普通移動(dòng)螺桿式注射機(jī)。即塑料經(jīng)不斷塑化并擠入有一定溫度的模具型腔內(nèi),塑料充滿型腔后,螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng),借螺桿的推力使模內(nèi)物料在壓力下保持適當(dāng)時(shí)間,然后冷卻定型。流動(dòng)注射成型克服了生產(chǎn)大型制品的設(shè)備限制,制件質(zhì)量可超過(guò)注射機(jī)的最大注射量。其特點(diǎn)是塑化的物件不是貯存在料筒內(nèi),而是不斷擠入模具中,因此它是擠出和注射相結(jié)合的一種方法。(3)共注射成型。共注射成型是采用具有兩個(gè)或兩個(gè)以上注射單元的注射機(jī),將不同品種或不同色澤的塑料,同時(shí)或先后注入模具內(nèi)的方法。用這種方法能生產(chǎn)多種色彩和(或)多種塑料的復(fù)合制品,有代表性的共注射成型是雙色注射和多色注射。(4)無(wú)流道注射成型。模具中不設(shè)置分流道,而由注射機(jī)的延伸式噴嘴直接將熔融料分注到各個(gè)模腔中的成型方法。在注射過(guò)程中,流道內(nèi)的塑料保持熔融流動(dòng)狀態(tài),在脫模時(shí)不與制品一同脫出,因此制件沒(méi)有流道殘留物。這種成型方法不僅節(jié)省原料,降低成本,而且減少工序,可以達(dá)到全自動(dòng)生產(chǎn)(5)反應(yīng)注射成型。反應(yīng)注射成型的原理是將反應(yīng)原材料經(jīng)計(jì)量裝置計(jì)量后泵入混合頭,在混合頭中碰撞混合,然后高速注射到密閉的模具中,快速固化,脫模,取出制品。它適于加工聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂等一些熱固性塑料和彈性體。目前主要用于聚氨酯的加工。(6)熱固性塑料的注射成型。粒狀或團(tuán)狀熱固性塑料,在嚴(yán)格控制溫度的料筒內(nèi),通過(guò)螺桿的作用,塑化成粘塑狀態(tài),在較高的注射壓力下,物料進(jìn)入一定溫度范圍的模具內(nèi)交聯(lián)固化。熱固性塑料注射成型除有物理狀態(tài)變化外,還有化學(xué)變化。因此與熱塑性塑料注射成型比,在成型設(shè)備及加工工藝上存在著很大的差別。下表比較了熱固性與熱塑性塑料注射成型的差別。工藝條件
熱固性塑料
熱塑性塑料
熱固性與熱塑性塑料注射成型條件的比較在料筒中的時(shí)間
短
較長(zhǎng)塑化溫度低,料筒溫度在95℃以下,溫度控制要求嚴(yán)格料筒溫度塑化溫度高,料筒溫度在150℃以上,溫度控制不嚴(yán)格料筒加熱方式液體介質(zhì)(水、油)電加熱
模具溫度 150一200℃ 100℃以下
注射壓力 100-200MPa 35-140MPa熱固性塑料的注射成型應(yīng)用最多的是酚醛塑料。優(yōu)點(diǎn):成型周期短;能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件;對(duì)各種塑料的適用性強(qiáng);易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化,生產(chǎn)效率高;
缺點(diǎn):生產(chǎn)周期長(zhǎng);設(shè)備和模具費(fèi)用高;不適合單件小批量生產(chǎn);
注射成型優(yōu)缺點(diǎn)2)擠出成型擠出成形是利用螺桿旋轉(zhuǎn)加壓方式,連續(xù)地將塑化好的塑料擠進(jìn)模具,通過(guò)一定形狀的口模時(shí),得到與口模形狀相適應(yīng)的塑料型材的工藝方法。擠出成形占塑料制品的30%左右,主要用于截面一定、長(zhǎng)度大的各種塑料型材,如塑料管、板、棒、片、帶、材和截面復(fù)雜的異形材。它的特點(diǎn)是能連續(xù)成形、生產(chǎn)率高、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、組織緊密等。除氟塑料外,幾乎所有的熱塑性塑料都能擠出成形,部分熱固性塑料也可擠出成形。
下圖為螺旋擠出成形示意圖,粒狀塑料從料斗送入螺旋推進(jìn)室,然后由旋轉(zhuǎn)的螺桿送到加熱區(qū)熔融,并受到壓縮;在螺旋力的作用下,迫使其通過(guò)具有一定形狀的擠出模具,得到與口模截面形狀相一致的型材;落到輸送機(jī)皮帶后用噴射空氣或水使它冷卻變硬得到固化的塑料制件。
擠出成型按塑化方式可分為干法擠出和濕法擠出。按加壓方式可分為連續(xù)擠出和間歇擠出。
熱固性纖維增強(qiáng)塑料的成型通常采用擠拉成型的方式,適用于生產(chǎn)斷面形狀固定不變,長(zhǎng)度不受限制的型材。該成型工藝是將浸漬樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維經(jīng)加熱模拉出,然后再通過(guò)加熱室使樹(shù)脂進(jìn)一步固化而制備具有單向高強(qiáng)度連續(xù)增強(qiáng)塑料型材。
通常用于擠拉成型的樹(shù)脂有不飽和聚酯、環(huán)氧和有機(jī)硅三種。其中不飽和聚酯樹(shù)脂用得最多。
擠拉成型機(jī)通常由纖維排布裝置、樹(shù)脂槽、預(yù)成型裝置、口模及加熱裝置、牽引裝置和切割設(shè)備等組成。新型復(fù)合擠出材料WPC塑木復(fù)合材料(WPC)是采用木纖維或植物纖維以各種不同的形態(tài)作為增強(qiáng)材料或填料,經(jīng)過(guò)預(yù)處理后使之與熱塑性樹(shù)脂(PP、PE、PVC等)或其他材料復(fù)合而成的一種新型環(huán)保復(fù)合型材料。塑木復(fù)合材料及其產(chǎn)品兼?zhèn)淠静呐c塑料的雙重特性,木質(zhì)感強(qiáng),可根據(jù)需要制造出不同顏色,具有許多木材所沒(méi)有的特性:機(jī)械性能高,質(zhì)輕、防潮、耐酸堿和便于清洗等,同時(shí)也克服了木質(zhì)材料吸水率高、易形變開(kāi)裂、易被蟲(chóng)蛀霉變的缺點(diǎn)。這一代新型、發(fā)展迅速的木質(zhì)塑料復(fù)合材料(WPC)具有優(yōu)異的機(jī)械性能,很高的尺寸穩(wěn)定性,且可以用來(lái)成型復(fù)雜的形狀。木質(zhì)塑料復(fù)合材料目前在非結(jié)構(gòu)性戶外住宅裝飾方面找到了巨大的應(yīng)用空間,而且在其他房屋建筑材料方面的應(yīng)用也在不斷的發(fā)展,例如門(mén)窗裝飾部件,走廊,屋頂,汽車(chē)裝飾材料以及戶外花園和公園的各種設(shè)備等等。擠出技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)———共擠出技術(shù)用多種方法可以制取多組分的復(fù)合材料制品,采用共擠出工藝是最簡(jiǎn)便易行的一種方法。它已成為當(dāng)代最先進(jìn)的塑料成型加工方法之一。高聚物共擠出工藝是一種使用數(shù)臺(tái)擠出機(jī)分別供給不同的熔融料流,在一個(gè)復(fù)合機(jī)頭內(nèi)匯合共擠出得到多層復(fù)合制品的加工過(guò)程。它能夠使多層具有不同特性的物料在擠出過(guò)程中彼此復(fù)合在一起,使制品兼有幾種不同材料的優(yōu)良特性,在特性上進(jìn)行互補(bǔ),從而得到特殊要求的性能和外觀,如防氧和防濕的阻隔能力、著色性、保溫性、熱成型和熱粘合能力,及強(qiáng)度、剛度、硬度等機(jī)械性能。這些具有綜合性能的多層復(fù)合材料在許多領(lǐng)域中有極其廣泛的應(yīng)用價(jià)值。此外,它可以大幅度的降低制品成本、簡(jiǎn)化流程、減少設(shè)備投資,復(fù)合過(guò)程不用溶劑、不產(chǎn)生三廢物質(zhì)。因此共擠出技術(shù)被廣泛用于復(fù)合薄膜、板材、管材、異型材和電線電纜的生產(chǎn)。
近年來(lái)共擠出技術(shù)在復(fù)合管材、復(fù)合薄膜、平膜和流延膜、PVC芯層發(fā)泡復(fù)合管、板、異型材中得到廣泛應(yīng)用。擠出成型的特點(diǎn):
①連續(xù)化,效率高,質(zhì)量穩(wěn)定;②應(yīng)用范圍廣;③設(shè)備簡(jiǎn)單,投資少,見(jiàn)效快;
④生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生,勞動(dòng)強(qiáng)度低;
⑤適于大批量生產(chǎn);
⑥只適用于加工截面一定的塑件;⑦小批量生產(chǎn)成本大,不適用。
適用的樹(shù)脂材料:絕大部分熱塑性塑料及部分熱固性塑料,如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂及密胺樹(shù)脂等
應(yīng)用:料薄膜、網(wǎng)材、帶包覆層的產(chǎn)品、截面一定、長(zhǎng)度連續(xù)的管材、板材、片材、棒材、打包帶、單絲和異型材等等,還可用于粉末造粒、染色、樹(shù)脂摻和等。3)吹塑成型
吹塑成形(屬于塑料的二次加工)是借助壓縮空氣使空心塑料型坯吹脹變形,并經(jīng)冷卻定型后獲得塑料制件的加工方法。其方法主要有中空吹塑成形和薄膜吹塑成形。下圖為中空制件的擠吹成形示意圖,將具有一定溫度的擠出或注射的管狀型坯置于對(duì)開(kāi)吹塑模中,合上模具,通過(guò)吹管吹入壓縮空氣,將型坯吹脹后使之緊貼模壁,經(jīng)保壓、冷卻定型后開(kāi)模取出中空制件。(1)注射吹塑成型。系用注射成型法先將塑料制成有底型坯,接著再將型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。(2)擠出吹塑成型。系用擠出法先將塑料制成有底型坯,接著再將型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。
注射吹塑成型和擠出吹塑成型的不同之處是制造型坯的方法不同,吹塑過(guò)程基本上是相同的。吹塑設(shè)備除注射機(jī)和擠出機(jī)外,主要是吹塑用的模具。吹塑模具通常由兩瓣合成,其中設(shè)有冷卻劑通道,分型面上小孔可插入充壓氣吹管。
(3)拉伸吹塑成型。拉伸吹塑成型是雙軸定向拉伸的一種吹
塑
成型,其方法是先將型還進(jìn)行縱向拉伸,然后用壓縮空氣進(jìn)
行吹脹達(dá)到橫向拉伸。拉伸吹塑成型可使制品的透明性、沖
擊強(qiáng)度、表面硬度和剛性有很大的提高,適用于聚丙烯、聚
對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PETP)的吹塑成型。拉伸
吹塑成型
包括:注射型坯定向拉伸吹塑,擠出型坯定向拉
伸吹塑,
多層定向拉伸吹塑,壓縮成型定向拉伸吹塑等。(4)吹塑薄膜法。成型熱塑性薄膜的一種方法。系用擠出法
先
將塑料擠成管,而后借助向管內(nèi)吹入的空氣使其連續(xù)膨脹到
一定尺寸的管式膜,冷卻后折疊卷繞成雙層平膜。吹塑模具吹塑制品吹塑成型的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):吹塑機(jī)械造價(jià)和制品的生產(chǎn)成本較注塑低;制品殘余應(yīng)力較小,耐拉伸、彎曲、沖擊,以及環(huán)境應(yīng)變性能較高;吹塑成型可以生產(chǎn)壁厚很小的產(chǎn)品;可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜不規(guī)則且為整體式的制品。
缺點(diǎn):吹塑制品的成型精度沒(méi)有注塑高;不適合壁厚產(chǎn)品的生產(chǎn)。4)滾塑成型
滾塑一種熱塑性塑料中空成型方法。包括PE等干粉成型的滾塑,PVC糊樹(shù)脂成型的搪塑和液體單體聚合成型的滾塑三類(lèi)。三類(lèi)滾塑成型各有特點(diǎn),但總原理一樣。即先將粉狀或糊狀或單體物料注入模內(nèi),通過(guò)對(duì)模具的加熱和雙軸滾動(dòng)旋轉(zhuǎn),使物料借自身重力作用均勻地布滿模具內(nèi)腔并且熔融,待冷卻后脫模而得中空制品。滾塑的轉(zhuǎn)速不高,產(chǎn)品幾乎無(wú)內(nèi)應(yīng)力,不易發(fā)生變形,凹陷等缺點(diǎn)。最初主要用于聚氯乙烯糊塑料生產(chǎn)玩具、皮球、瓶罐等小型制品,近來(lái)在大型制品上也有較多應(yīng)用,所用樹(shù)脂已有聚酰胺、聚乙烯、改性聚苯乙烯聚碳酸酯等。滾塑成型制品滾塑成型的特點(diǎn)
1)適于加工大型及特大型產(chǎn)品;2)設(shè)備和模具的選擇性較多,適應(yīng)性較強(qiáng);3)產(chǎn)品一次成型無(wú)內(nèi)應(yīng)力,不易變形,無(wú)接縫,強(qiáng)度高;4)適于多品種小批量的產(chǎn)品;5)適于成型形狀復(fù)雜的中空制品;6)節(jié)約原材料,且極易變換色彩;7)可以生產(chǎn)全封閉產(chǎn)品;8)可以自由調(diào)整產(chǎn)品壁厚(2mm以上)而無(wú)需調(diào)整模具;9)材料必須研磨粉碎,成本提高;10)不適于大批量生產(chǎn);11)開(kāi)合模具不夠方便。5)滴塑成型
滴塑又稱(chēng)為微量射出,是在針織棉布和各種化纖織物、紡織物的表面滴有白色或彩色的滴膠飾品,是一種PVC硅膠類(lèi)似的產(chǎn)品,
滴塑技術(shù)是利用熱塑性高分子材料具有狀態(tài)可變的特性,即在一定條件下具有黏流性,而常溫下又可恢復(fù)固態(tài)的特性,并使用適當(dāng)?shù)姆椒ê蛯?zhuān)門(mén)的工具噴墨,在其黏流狀態(tài)下按要求塑造成設(shè)計(jì)的形態(tài),然后在常溫下固化成型。滴塑工藝已廣泛應(yīng)用于各種商標(biāo)銘牌、卡片、日用五金產(chǎn)品、旅游紀(jì)念證章、精美工藝品及高級(jí)本冊(cè)封面等的裝飾上。滴塑技術(shù)的特點(diǎn)
①立體整飾性。滴塑技術(shù)既可對(duì)某一點(diǎn),也可對(duì)某個(gè)面進(jìn)行整飾處理,從而產(chǎn)生立體效果;②表現(xiàn)多樣性。滴塑成型可按需要有不同的厚度,不同的表面形態(tài)(如片狀,原點(diǎn)狀等)。還可表現(xiàn)為不同的色彩(甚至有珠光,金屬光,熒光等);③高光澤性。滴塑表面極為光滑,對(duì)光的投射力和反射力都很強(qiáng),通體具有好的透明性,表面很有光澤;④良好的保護(hù)性。滴塑成型物有一定的韌性強(qiáng)度和阻隔性,使載體材質(zhì)的物理性能和防化學(xué)腐蝕性能都得到不同程度的提高;⑤操作方便。滴塑技術(shù)既可用自動(dòng)化設(shè)備實(shí)施,也可手工操作,所以對(duì)產(chǎn)品的大小批量要求不嚴(yán)格。⑥滴塑在參數(shù)及各種環(huán)境控制方面存在一些問(wèn)題,例如成型不標(biāo)準(zhǔn),滴塑物料不均勻,褪色等各種問(wèn)題。6)搪塑(Slush-molding)
搪塑又稱(chēng)為涂凝成型,是澆鑄成型的一種。它是用糊塑料制造空心軟質(zhì)制品(如玩具)的一種重要方法。其方法是將糊塑料(塑性溶膠)傾倒入預(yù)先加熱至一定溫度的模具(凹模或陰模)中,接近模腔內(nèi)壁的糊塑料即會(huì)因受熱而膠凝,然后將沒(méi)有膠凝的糊塑料倒出,并將附在模腔內(nèi)壁上的糊塑料進(jìn)行熱處理(烘熔),再經(jīng)冷卻即可從模具中取得空心制品。搪塑的優(yōu)缺點(diǎn)
搪塑的優(yōu)點(diǎn)是:
設(shè)備費(fèi)用低,生產(chǎn)速度高,工藝控制簡(jiǎn)單;
缺點(diǎn)是:
制品的厚度、質(zhì)(重)量等的準(zhǔn)確性較差。常用的搪塑材料:聚氯乙烯(PVC)常見(jiàn)的搪塑產(chǎn)品:汽車(chē)儀表板,搪塑玩具。7)吸塑成型吸塑的主要原理是將平展的塑料硬片材加熱變軟后,采用真空吸附于模具表面,冷卻后成型,廣泛用于塑料包裝、燈飾、廣告、裝飾等行業(yè)。
吸塑包裝制品主要包括:泡殼、托盤(pán)、吸塑盒,同義詞還有:真空罩、泡罩等。吸塑包裝設(shè)備主要包括:吸塑成型機(jī)、沖床、封口機(jī)、高頻機(jī)、折邊機(jī)。封裝形成的包裝產(chǎn)品可分為:插卡、吸卡、雙泡殼、半泡殼、對(duì)折泡殼、三折泡殼等。吸塑包裝的主要優(yōu)點(diǎn)是,節(jié)省原輔材料、重量輕、運(yùn)輸方便、密封性能好,符合環(huán)保綠色包裝的要求;能包裝任何異形產(chǎn)品,裝箱無(wú)需另加緩沖材料;被包裝產(chǎn)品透明可見(jiàn),外形美觀,便于銷(xiāo)售,并適合機(jī)械化、自動(dòng)化包裝,便于現(xiàn)代化管理、節(jié)省人力、提高效率。
大致流程:塑料片材——切割——片材固定——加熱——成型——脫?!チ线叀善肺苤破肺艹尚偷膬?yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):
1.節(jié)省原輔材料、重量輕、運(yùn)輸方便、密封性能好,符合環(huán)保綠色包裝的要求;2.能包裝任何異形產(chǎn)品,裝箱無(wú)需另加緩沖材料;3.被包裝產(chǎn)品透明可見(jiàn),外形美觀,便于銷(xiāo)售,并適合機(jī)械化、自動(dòng)化包裝,便于現(xiàn)代化管理、節(jié)省人力、提高效率.缺點(diǎn):1.吸塑成型只能生產(chǎn)壁厚比較均勻的產(chǎn)品,(一般倒角處稍?。?,不能制得壁厚相差懸殊的塑料制品;2.吸塑成型的壁厚一般在1到2mm范圍之內(nèi)或更加薄(小包裝用吸塑包裝的片材最常用的厚度為0.15到0.25mm);3.吸塑成型制品的拉伸度受到一定的限制,吸塑成型的塑料容器直徑深度比一般不超過(guò)1,極端情況下亦不得超過(guò)1.5;4.吸塑成型的尺寸精度差,其相對(duì)誤差一般在百分之一以上。
發(fā)泡成型是使塑料產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)的過(guò)程。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料,常用的樹(shù)脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。
按照泡孔結(jié)構(gòu)可將泡沫塑料分為兩類(lèi),若絕大多數(shù)氣孔是互相連通的,則稱(chēng)為開(kāi)孔泡沫塑料;如果絕大多數(shù)氣孔是互相分隔的,則稱(chēng)為閉孔泡沫塑料。開(kāi)孔或閉孔的泡沫結(jié)構(gòu)是由制造方法所決定的。
(1)化學(xué)發(fā)泡。由特意加入的化學(xué)發(fā)泡劑,受熱分解或原料組分間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的氣體,使塑料熔體充滿泡孔。化學(xué)發(fā)泡劑在加熱時(shí)釋放出的氣體有二氧化碳、氮?dú)?、氨氣等。化學(xué)發(fā)泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生產(chǎn)。
(2)物理發(fā)泡。物理發(fā)泡是在塑料中溶入氣體或液體,而后使其膨脹或氣化發(fā)泡的方法。物理發(fā)泡適應(yīng)的塑料品種較多。
(3)機(jī)械發(fā)泡。借機(jī)械攪拌方法使氣體混入液體混合料中,然后經(jīng)定型過(guò)程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用于脲眠甲醛樹(shù)脂,其它如聚乙烯醇縮甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶膠等也適用。7)發(fā)泡成型◆化學(xué)發(fā)泡劑的要求和特點(diǎn)
—理想的發(fā)泡劑分解穩(wěn)定、速率更容易控制、氣體無(wú)毒性、無(wú)腐蝕性、在樹(shù)脂中良好的分散性等(見(jiàn)表9-4);
—發(fā)泡劑主要有有機(jī)發(fā)泡劑和無(wú)機(jī)發(fā)泡劑。有機(jī)發(fā)泡劑包括含有偶氮基、亞硝基、疊氮基等官能團(tuán)的偶氮甲酰胺、偶氮二異丁氰等;無(wú)機(jī)發(fā)泡劑主要是堿金屬的碳酸鹽和碳酸氫鹽,如碳酸氫鈉和碳酸氨等(見(jiàn)表9-6)?!艋瘜W(xué)發(fā)泡劑的選擇
—選擇發(fā)泡劑要考慮的幾個(gè)因素有分解溫度、分解速率、反應(yīng)熱量、發(fā)泡劑的分解抑制和促進(jìn)、發(fā)泡效率、發(fā)泡劑的并用化學(xué)發(fā)泡法物理發(fā)泡法◆特點(diǎn)
—優(yōu)點(diǎn)是毒性小、發(fā)泡原料成本低、發(fā)泡劑無(wú)殘留;
—缺點(diǎn)是設(shè)備投資較大◆實(shí)例(聚苯乙烯泡沫塑料)
—方法1.將高相對(duì)分子量的聚苯乙烯在擠出機(jī)內(nèi)熔融塑化,在高壓下把發(fā)泡劑(二氯甲烷和氯甲烷)注入塑化段,從口模中把混合物擠出,經(jīng)過(guò)氣體膨脹、緩冷和切割等處理聚苯乙烯片材;其缺點(diǎn)是泡孔尺寸不容易控制。
—方法2.將高相對(duì)分子量的聚苯乙烯與發(fā)泡液體預(yù)制成易于流動(dòng)的球狀半透明可發(fā)性的聚苯乙烯球粒,然后通過(guò)蒸汽箱模塑法、擠出法或注射法來(lái)生產(chǎn)泡沫制品;
機(jī)械發(fā)泡法◆成型特點(diǎn)和材料
—強(qiáng)烈的機(jī)械力使氣體卷入樹(shù)脂乳液、懸浮液并成為均勻的泡沫物,隨后經(jīng)過(guò)物理或化學(xué)的變化使之穩(wěn)定而成為泡沫材料;
—脲甲醛、聚乙烯縮甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯乙稀等?!舭l(fā)泡的工藝過(guò)程
—脲/甲醛水液(30%)/甘油=100/300/20,以配制脲甲醛溶液
—二丁基奈磺酸鈉/磷酸/間苯二酚/水=100/300/20,以配制發(fā)泡液
—在鼓泡設(shè)備中,發(fā)泡液和樹(shù)脂經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臄嚢杌旌虾?,傾倒至木制或金屬敞口模具中
—傾倒至木制或金屬敞口模具中的物料要經(jīng)過(guò)在室溫下瀝去水份、不同的熱處理下經(jīng)過(guò)泡沫的化學(xué)反應(yīng)(交聯(lián))及其物理作用(水份的干燥)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)泡沫的硬化。聚苯乙烯泡沫塑料
PVC泡沫塑料
PE泡沫塑料
(1)壓制成型
壓制成形又稱(chēng)壓縮成形、壓塑成形、模壓成形等,是將固態(tài)的粒料或預(yù)制的片料加入模具中,通過(guò)加熱和加壓方法,使其軟化熔融,并在壓力的作用下充滿模腔,固化后得到塑料制件的方法。壓制成形主要用于熱固性塑料,如酚醛、環(huán)氧、有機(jī)硅等;也能用于壓制熱塑性塑料聚四氟乙烯制品和聚氯乙烯(PVC)唱片。下圖為壓制成形示意圖,一般壓制成形過(guò)程可以分為加料、合模、排氣、固化和脫模幾個(gè)階段。塑料制件脫模后應(yīng)進(jìn)行后處理,處理方法與注射成形塑料制件方法相同。3、其他塑料成型方法分類(lèi)
與注射成形相比,壓制成形設(shè)備、模具簡(jiǎn)單,能生產(chǎn)大型制品;但生產(chǎn)周期長(zhǎng)、效率低,較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,難以生產(chǎn)厚壁制品及形狀復(fù)雜的制品。
優(yōu)缺點(diǎn)(2)壓延成型
壓延成型是生產(chǎn)塑料薄膜、薄板、片材和人造革、壁紙的主要方法,它是將已經(jīng)塑化的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過(guò)一系列相向旋轉(zhuǎn)著的水平輥筒間隙,使物料承受擠壓和延展作用,成為具有一定厚度寬度與割面光潔的薄片狀制品。常用來(lái)生產(chǎn)厚度為0.05mm0.50mm的軟聚氯乙烯薄膜和厚度為0.25mm0.70mm的硬聚氯乙烯片材。
適用于壓延成型加工的塑料,除用得最多的聚氯乙烯外,還有聚乙烯、ABS、聚乙烯醇、醋酸乙烯酯與丁二烯的共聚物等。壓延成型優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):壓延成型具有較大的生產(chǎn)能力,較好的產(chǎn)品質(zhì)量,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水作業(yè),還可制取復(fù)合材料,印刻花紋等缺點(diǎn):所需設(shè)備龐大,精度要求高、輔助設(shè)備多,同時(shí)制品的寬度受壓延機(jī)輥筒最大工作長(zhǎng)度的限制(3)澆鑄成型
塑料的澆鑄成形類(lèi)似于金屬的鑄造成形。即將處于流動(dòng)狀態(tài)的高分子材料或單體材料注入特定的模具中,在一定條件下使之反應(yīng)、固化,并成形得到與模具形腔相一致的塑料制件的加工方法。這種成形方法設(shè)備簡(jiǎn)單,不需或稍許加壓,對(duì)模具強(qiáng)度要求低,成本低,經(jīng)濟(jì)適用,可以生產(chǎn)大型構(gòu)件。熱固性塑料中的環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂,以及聚脂樹(shù)脂等,都可以采用此法成型而制造出各種制品。但塑料制件精度低,生產(chǎn)率低,成形周期長(zhǎng)。
澆鑄成型有以下幾種方式:澆鑄成型可分為:(1)靜態(tài)漠然。靜態(tài)漠然是澆鑄成型中較為簡(jiǎn)便和使用較為廣泛的二種方法。這種方法常用液狀單體,部分聚合或縮聚的漿狀物、聚合物與單體的溶液,配入助劑(如引發(fā)劑、固化劑、促進(jìn)劑等),或熱塑性樹(shù)脂熔體鑄入模腔而成型。(2)嵌鑄。嵌鑄又稱(chēng)封入成型,是將各種樣品、零件等包封到塑料中間的一種成型技術(shù)。即將被嵌物件置于模具中,注入單體、預(yù)聚物或聚合物等液體,然后使其聚合或固化(或硬化),脫模。這種技術(shù)已廣泛用于電子工業(yè)。用于這類(lèi)成型工藝的塑料品種有腮甲醛、不飽和聚酯、有機(jī)玻璃和環(huán)氧樹(shù)脂等。(3)離心澆鑄。離心澆鑄是利用離心力成型管狀或空心筒狀制品的方法。通過(guò)擠出機(jī)或?qū)S寐┒穼⒍康囊簯B(tài)樹(shù)脂或樹(shù)脂分散體注入旋轉(zhuǎn)并加熱的容器(即模具)中,使其繞單軸高速旋轉(zhuǎn)(每分鐘幾十轉(zhuǎn)到兩千轉(zhuǎn)),此時(shí)放入的物料即被離心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋轉(zhuǎn)的同時(shí),放入的物料發(fā)生固化,隨后視需要經(jīng)過(guò)冷卻或后處理即能取得制品。在成型增強(qiáng)塑料制品時(shí)還可同時(shí)加入增強(qiáng)性的填料。離心澆鑄通常用的都是熔體粘度較小、熱穩(wěn)定性較好的熱塑性塑料,如聚酰胺、聚乙烯等。(4)搪塑。搪塑是模塑中空制品的一種方法。模塑時(shí)將塑料糊倒入開(kāi)口的中空模內(nèi),直至達(dá)到規(guī)定的容量。模具在裝料前或裝料后應(yīng)進(jìn)行加熱,以便使物料在模具內(nèi)壁變成凝膠。當(dāng)凝膠達(dá)到預(yù)定厚度時(shí),倒出過(guò)量的液體物料,并再行加熱使之熔融,冷卻后即可自模具內(nèi)剝出制品。搪塑用的塑料主要是聚氯乙烯。(5)旋轉(zhuǎn)鑄塑。該法是將液態(tài)物料裝入密閉的模具中而使它以較低速度(每分鐘幾轉(zhuǎn)到幾十轉(zhuǎn))繞單軸或多軸旋轉(zhuǎn),這樣,物料即能借重力而分布在模具的內(nèi)壁上,再通過(guò)加熱或冷卻達(dá)到固化或硬化后,即可從模具中取得制品。繞單軸旋轉(zhuǎn)的用于生產(chǎn)圓筒形制品,繞雙軸或靠振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的則用于生產(chǎn)密閉制品。(6)滾塑(旋轉(zhuǎn)成型)。類(lèi)似于旋轉(zhuǎn)鑄塑的一種成型方法,不同的是其所用的物料不是液體,而是燒結(jié)性干粉料。其過(guò)程是把粉料裝入模具中而使它繞兩個(gè)互相垂直的軸旋轉(zhuǎn)、受熱并均勻地在模具內(nèi)壁上熔結(jié)為一體,而后再經(jīng)冷卻就能從模具中取得空心制品。
滾塑使用的有聚乙烯、改性聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和纖維素塑料等。(7)流延鑄塑。制取薄膜的一種方法。制造時(shí),先將液態(tài)樹(shù)脂或樹(shù)脂分散體流布在運(yùn)行的載體(一般為金屬帶)上,隨后用適當(dāng)方法將其固化(或硬化),最后即可從載體上剝?nèi)”∧ぁ?/p>
用于生產(chǎn)流延薄膜的塑料有:三乙酸纖維素、聚乙烯醇、氯乙烯和乙酸乙烯的共聚物等,此外某些工程塑料如聚碳酸酯等也可用來(lái)生產(chǎn)流延薄膜。
(4)氣體輔助注塑成形
氣體輔助注塑成形(簡(jiǎn)稱(chēng)氣輔成形)是塑料加工領(lǐng)域的一種新方法。氣輔成形工藝大致可分為3種方式:A)中空成形,即將塑料熔體射入模具型腔,充填到型腔體積的60%-70%時(shí),停止注射,開(kāi)始注入氣體,直至保壓冷卻定型。這種工藝主要適用于類(lèi)似把手、手柄之類(lèi)的厚
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