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文檔簡介
1、塑料成型概論,塑料的成型特性,塑料成型的分類,新型塑料成型方法,一、塑料的成型特性,這種類型在成形過程中發(fā)生了化學變化,分子結構產生了變化。, 熱固性塑料:,在初次受熱時變軟,可以制成一定形狀,但加熱到一定時間或加入固化劑后,就硬化定型,再加熱不熔融也不溶解,形成體型(網狀)結構物質的塑料。,常見的熱固性塑料有:酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂等。,1、塑料的類型,這種塑料在成形過程中只有物理變化,而無化學變化。, 熱塑性塑料:,指在特定溫度范圍內能反復加熱和冷卻硬化的塑料。,常見的熱塑性塑料有:聚乙烯、聚丙烯、有機玻璃、ABS、聚四氟乙烯等。,2、塑料加工特性, 流動性:,指塑料在一定溫度、壓力
2、作用下,能夠充滿型腔的性能。,影響流動性的因素有:塑料的分子結構與成分、溫度、壓力、模具結構等。,流動性好,所需成形壓力小,且易充滿型腔,但塑料成形時易產生益邊;反之反然。,式中 s 計算收縮率; a 型腔在常溫下的實際尺寸; b 塑件在常溫下的實際尺寸。,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,說明塑料經成形冷卻后體積發(fā)生了收縮的特性。, 收縮性:,塑件的收縮性可用計算收縮率來表示:,注意:在實際成形時,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
3、率如下表。,一般來說,不透明的或半透明的是結晶型塑料,透明的為非結晶型塑料。, 結晶性:,熱塑性塑料按其冷凝時是否出現(xiàn)結晶現(xiàn)象可分為結晶型塑料和非結晶型塑料兩種。,結晶現(xiàn)象:是塑料由熔融態(tài)到冷凝過程中,分子由 無次序的自由運動狀態(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完成交聯(lián)反應的過程。,塑料中因有各種添加劑,使其對水的敏感程度各不相同的特性稱為吸濕性。 熱敏性是由于塑料成形時受高溫作用容易變色、降解、分解的特性。,硬化速度慢的塑料,會使成形周期變長,生產率降低;硬化速度快的塑料,則不能形成復雜的塑件。,吸濕性與熱敏性:,硬化特性:,二、塑料成型的分類,塑料成型的選擇主要決定
4、于塑料的類型(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程。成型的方法多達三十幾種。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、塑料成型簡介,1)注射成型,注射成形也稱注塑成形,是利用注射機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。
5、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的 30%以上,它具有能一次成形形狀復雜件、尺寸精確、生產率高等優(yōu)點;但設備和模具費用較高,主要用于大批量塑料件的生產。 注射成形機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,柱塞推進時,原料被推入加熱區(qū),繼而經過分流梭,通過噴嘴將,2、XPI常用塑件成型工藝,熔融塑料注入模腔中,冷卻后開模即得塑料制品。注塑料制件從模腔中取出后通常需進行適當?shù)暮筇幚恚韵芰现萍诔尚螘r產生的應力、穩(wěn)定尺寸和性能。 此外,還有切除毛邊和澆口、拋光、表
6、面涂飾等。,注射成型,閉模,注射,保壓,塑化,冷卻,開模,制品,成型周期,立式注注塑機,臥式注注塑機,注射成型可分為:,(1)排氣式注射成型。排氣式注射成型應用的排氣式注射機,在料筒中部設有排氣口,亦與真空系統(tǒng)相連接,當塑料化時,真空泵可將塑料中合有的水汽、單體、揮發(fā)性物質及空氣經排氣口抽走;原料不必預干燥,從而提高生產效率,提高產品質量。特別適用于聚碳酸酯、尼龍、有機玻璃、纖維素等易吸濕的材料成型。,(2) 流動注射成型。流動注射成型可用普通移動螺桿式注射機。即塑料經不斷塑化并擠入有一定溫度的模具型腔內,塑料充滿型腔后,螺桿停止轉動,借螺桿的推力使模內物料在壓力下保持適當時間,然后冷卻定型。
7、流動注射成型克服了生產大型制品的設備限制,制件質量可超過注射機的最大注射量。其特點是塑化的物件不是貯存在料筒內,而是不斷擠入模具中,因此它是擠出和注射相結合的一種方法。,(3) 共注射成型。共注射成型是采用具有兩個或兩個以上注射單元的注射機,將不同品種或不同色澤的塑料,同時或先后注入模具內的方法。用這種方法能生產多種色彩和(或)多種塑料的復合制品,有代表性的共注射成型是雙色注射和多色注射。,(4) 無流道注射成型。模具中不設置分流道,而由注射機的延伸式噴嘴直接將熔融料分注到各個模腔中的成型方法。在注射過程中,流道內的塑料保持熔融流動狀態(tài),在脫模時不與制品一同脫出,因此制件沒有流道殘留物。這種成
8、型方法不僅節(jié)省原料,降低成本,而且減少工序,可以達到全自動生產,(5) 反應注射成型。反應注射成型的原理是將反應原材料經計量裝置計量后泵入混合頭,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)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、有機硅樹脂、醇酸樹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。粒狀或團狀熱固性塑料,在嚴格控制溫度的料筒內,通過螺桿的作用,塑化成粘塑狀態(tài),在較高的注射壓力下,物料進入一定溫度范圍的模具內交聯(lián)固化。熱固性塑料注射成型除有物理狀態(tài)變化外,還有化學變化。因此與熱塑性塑料注射成型比,在成型設備及加工
9、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,在料筒中的時間 短 較 長,塑化溫度低,料筒溫度 在95以下,溫度控 制要求嚴格,料筒溫度,塑化溫度高,料筒溫度在150以上,溫度控制不嚴格,料筒加熱方式 液體介質(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用最多的是酚醛塑料。,優(yōu)點: 成型周期短; 能一次成型外形復雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件; 對各種塑料的適用性強; 易實現(xiàn)全自動化,生產效率高;,
10、缺點: 生產周期長; 設備和模具費用高; 不適合單件小批量生產;,注射成型優(yōu)缺點,2)擠出成型,擠出成形是利用螺桿旋轉加壓方式,連續(xù)地將塑化好的塑料擠進模具,通過一定形狀的口模時,得到與口模形狀相適應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、長度大的各種塑料型材,如塑料管、板、棒、片、帶、材和截面復雜的異形材。它的特點是能連續(xù)成形、生產率高、模具結構簡單、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室,然后由旋轉的螺桿送到加熱區(qū)熔融,并受到壓縮;在螺旋力的作用
11、下,迫使其通過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。,熱固性纖維增強塑料的成型通常采用擠拉成型的方式,適用于生產斷面形狀固定不變,長度不受限制的型材。該成型工藝是將浸漬樹脂膠液的連續(xù)纖維經加熱模拉出,然后再通過加熱室使樹脂進一步固化而制備具有單向高強度連續(xù)增強塑料型材。通常用于擠拉成型的樹脂有不飽和聚酯、環(huán)氧和有機硅三種。其中不飽和聚酯樹脂用得最多。 擠拉成型機通常由纖維排布裝置、樹脂槽、預成型裝置、口模及加熱裝置、牽引裝置和切割設備
12、等組成。,新型復合擠出材料WPC,塑木復合材料(WPC)是采用木纖維或植物纖維以各種不同的形態(tài)作為增強材料或填料,經過預處理后使之與熱塑性樹脂(PP、PE、PVC等)或其他材料復合而成的一種新型環(huán)保復合型材料。 塑木復合材料及其產品兼?zhèn)淠静呐c塑料的雙重特性,木質感強,可根據(jù)需要制造出不同顏色,具有許多木材所沒有的特性:機械性能高,質輕、防潮、耐酸堿和便于清洗等,同時也克服了木質材料吸水率高、易形變開裂、易被蟲蛀霉變的缺點。 這一代新型、發(fā)展迅速的木質塑料復合材料 (WPC)具有優(yōu)異的機械性能,很高的尺寸穩(wěn)定性,且可以用來成型復雜的形狀。木質塑料復合材料目前在非結構性戶外住宅裝飾方面找到了巨大的
13、應用空間,而且在其他房屋建筑材料方面的應用也在不斷的發(fā)展,例如門窗裝飾部件,走廊,屋頂,汽車裝飾材料以及戶外花園和公園的各種設備等等。,擠出技術發(fā)展趨勢共擠出技術,用多種方法可以制取多組分的復合材料制品,采用共擠出工藝是最簡便易行的一種方法。它已成為當代最先進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)臺擠出機分別供給不同的熔融料流,在一個復合機頭內匯合共擠出得到多層復合制品的加工過程。它能夠使多層具有不同特性的物料在擠出過程中彼此復合在一起,使制品兼有幾種不同材料的優(yōu)良特性,在特性上進行互補,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
14、強度、剛度、硬度等機械性能。這些具有綜合性能的多層復合材料在許多領域中有極其廣泛的應用價值。此外,它可以大幅度的降低制品成本、簡化流程、減少設備投資,復合過程不用溶劑、不產生三廢物質。因此共擠出技術被廣泛用于復合薄膜、板材、管材、異型材和電線電纜的生產。 近年來共擠出技術在復合管材、復合薄膜、平膜和流延膜、PVC芯層發(fā)泡復合管、板、異型材中得到廣泛應用。,擠出成型的特點: 連續(xù)化,效率高,質量穩(wěn)定; 應用范圍廣; 設備簡單,投資少,見效快; 生產環(huán)境衛(wèi)生,勞動強度低; 適于大批量生產; 只適用于加工截面一定的塑件; 小批量生產成本大,不適用。 適用的樹脂材料: 絕大部分熱塑性塑料及部分熱固性塑
15、料,如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及密胺樹脂等 應用: 料薄膜、網材、帶包覆層的產品、截面一定、長度連續(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開吹塑模中,合上模具,通過吹管吹入壓縮空氣,將型坯吹脹后使之緊貼模壁,經保壓、冷卻定型后開模取出中空制件。,(1)注射吹塑
16、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,吹塑過程基本上是相同的。吹塑設備除注射機和擠出機外,主要是吹塑用的模具。吹塑模具通常由兩瓣合成,其中設有冷卻劑通道,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行縱向拉伸,然后用壓縮空氣進行吹脹達到橫向拉伸。拉伸吹塑成型可使制品的透明性、沖擊強度、表面硬度和剛性有很大的提高,適用于聚丙烯、聚
17、對苯二甲酸乙二醇酯(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,優(yōu)點: 吹塑機械造價和制品的生產成本較注塑低; 制品殘余應力較小,耐拉伸、彎曲、沖擊,以及環(huán)境應變性能較高; 吹塑成型可以生產壁厚很小的產品; 可以生產形狀復雜不規(guī)則且為整體式的制品。,缺點: 吹塑制品的成型精度沒有注塑高; 不適合壁厚產品的生產。,4)滾
18、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糊樹脂成型的搪塑和液體單體聚合成型的滾塑三類。三類滾塑成型各有特點,但總原理一樣。 即先將粉狀或糊狀或單體物料注入模內,通過對模具的加熱和雙軸滾動旋轉,使物料借自身重力作用均勻地布滿模具內腔并且熔融,待冷卻后脫模而得中空制品。滾塑的轉速不高,產品幾乎無內應力,不易發(fā)生變形,凹陷等缺點。最初主要用于聚氯乙烯糊塑料生產玩具、皮球、瓶罐等小型制品,近來在大型制品上也有較多應用,所用樹脂已有聚酰胺、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,1) 適于加工大型及特大型產品; 2)設備和模具的選擇性較多,適應性較
19、強; 3)產品 一次成型無內應力,不易變形,無接縫,強度高; 4)適于多品種小批量的產品; 5)適于成型形狀復雜的中空制品; 6)節(jié)約原材料,且極易變換色彩; 7)可以生產全封閉產品; 8)可以自由調整產品壁厚(2mm以上)而無需調整模具; 9)材料必須研磨粉碎,成本提高; 10)不適于大批量生產; 11)開合模具不夠方便。,5)滴塑成型,滴塑又稱為微量射出,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硅膠類似的產品, 滴塑技術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,而常溫下又可恢復固態(tài)的特性,并使用適當?shù)姆椒ê蛯iT的工具噴墨,在其
20、黏流狀態(tài)下按要求塑造成設計的形態(tài),然后在常溫下固化成型。滴塑工藝已廣泛應用于各種商標銘牌、卡片、日用五金產品、旅游紀念證章、精美工藝品及高級本冊封面等的裝飾上。,滴塑技術的特點,立體整飾性。滴塑技術既可對某一點,也可對某個面進行整飾處理,從而產生立體效果; 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,原點狀等)。還可表現(xiàn)為不同的色彩(甚至有珠光,金屬光,熒光等); 高光澤性。滴塑表面極為光滑,對光的投射力和反射力都很強,通體具有好的透明性,表面很有光澤; 良好的保護性。滴塑成型物有一定的韌性強度和阻隔性,使載體材質的物理性能和防化學腐蝕性能都得到不同程度的提高; 操作方便
21、。滴塑技術既可用自動化設備實施,也可手工操作,所以對產品的大小批量要求不嚴格。 滴塑在參數(shù)及各種環(huán)境控制方面存在一些問題,例如成型不標準,滴塑物料不均勻,褪色等各種問題。,6)搪塑(Slush-molding),搪塑又稱為涂凝成型,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)傾倒入預先加熱至一定溫度的模具(凹?;蜿幠?中,接近模腔內壁的糊塑料即會因受熱而膠凝,然后將沒有膠凝的糊塑料倒出,并將附在模腔內壁上的糊塑料進行熱處理(烘熔),再經冷卻即可從模具中取得空心制品。,搪塑的優(yōu)缺點,搪塑的優(yōu)點是: 設備費用低,生產速度高,工藝控制簡單; 缺
22、點是: 制品的厚度、質(重)量等的準確性較差。 常用的搪塑材料:聚氯乙烯(PVC) 常見的搪塑產品:汽車儀表板,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、吸塑盒,同義詞還有:真空罩、泡罩等。吸塑包裝設備主要包括:吸塑成型機、沖床、封口機、高頻機、折邊機。封裝形成的包裝產品可分為:插卡、吸卡、雙泡殼、半泡殼、對折泡殼、三折泡殼等。吸塑包裝的主要優(yōu)點是,節(jié)省原輔材料、重量輕、運輸方便、密封性能好,符合環(huán)保綠色包裝的要求;能包裝任何異形產品,裝箱無需另加緩沖
23、材料;被包裝產品透明可見,外形美觀,便于銷售,并適合機械化、自動化包裝,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模去料邊成品,吸塑制品,吸塑成型的優(yōu)缺點,優(yōu)點: 1.節(jié)省原輔材料、重量輕、運輸方便、密封性能好,符合環(huán)保綠色包裝的要求; 2.能包裝任何異形產品,裝箱無需另加緩沖材料; 3.被包裝產品透明可見,外形美觀,便于銷售,并適合機械化、自動化包裝,便于現(xiàn)代化管理、節(jié)省人力、提高效率.,缺點: 1.吸塑成型只能生產壁厚比較均勻的產品,(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范圍之內或更加薄(小包裝用吸塑包裝
24、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1,極端情況下亦不得超過1.5; 4.吸塑成型的尺寸精度差,其相對誤差一般在百分之一以上。,發(fā)泡成型是使塑料產生微孔結構的過程。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。 按照泡孔結構可將泡沫塑料分為兩類,若絕大多數(shù)氣孔是互相連通的,則稱為開孔泡沫塑料;如果絕大多數(shù)氣孔是互相分隔的,則稱為閉孔泡沫塑料。開孔或閉孔的泡沫結構是由制造方法所決定的。 (1) 化學發(fā)泡。由特意加入的化學發(fā)泡劑,受熱分解或原料組
25、分間發(fā)生化學反應而產生的氣體,使塑料熔體充滿泡孔?;瘜W發(fā)泡劑在加熱時釋放出的氣體有二氧化碳、氮氣、氨氣等?;瘜W發(fā)泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生產。 (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)泡適應的塑料品種較多。 (3) 機械發(fā)泡。借機械攪拌方法使氣體混入液體混合料中,然后經定型過程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用于脲眠甲醛樹脂,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, 化學發(fā)泡劑的要求和特點 理想的發(fā)泡劑分解穩(wěn)定、速率更容易控制、氣體無毒性、無腐蝕性、在樹脂中良好的分散性等(見表94); 發(fā)泡劑主要有有機發(fā)泡劑和無機發(fā)泡劑
26、。有機發(fā)泡劑包括含有偶氮基、亞硝基、疊氮基等官能團的偶氮甲酰胺、偶氮二異丁氰等;無機發(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(見表96 )。 化學發(fā)泡劑的選擇 選擇發(fā)泡劑要考慮的幾個因素有分解溫度、分解速率、反應熱量、發(fā)泡劑的分解抑制和促進、發(fā)泡效率、發(fā)泡劑的并用,化學發(fā)泡法,物理發(fā)泡法, 特點 優(yōu)點是毒性小、發(fā)泡原料成本低、發(fā)泡劑無殘留; 缺點是設備投資較大 實例(聚苯乙烯泡沫塑料) 方法1. 將高相對分子量的聚苯乙烯在擠出機內熔融塑化,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,經過氣體膨脹、緩冷和切割等處理聚苯乙烯片材;其缺點是泡孔尺寸不容易控
27、制。 方法2. 將高相對分子量的聚苯乙烯與發(fā)泡液體預制成易于流動的球狀半透明可發(fā)性的聚苯乙烯球粒,然后通過蒸汽箱模塑法、擠出法或注射法來生產泡沫制品;,機械發(fā)泡法,成型特點和材料 強烈的機械力使氣體卷入樹脂乳液、懸浮液并成為均勻的泡沫物,隨后經過物理或化學的變化使之穩(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。 發(fā)泡的工藝過程 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 在鼓泡設備中,發(fā)泡液和樹脂經過適當?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
28、經過在室溫下瀝去水份、不同的熱處理下經過泡沫的化學反應(交聯(lián))及其物理作用(水份的干燥)過程來實現(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,壓制成形又稱壓縮成形、壓塑成形、模壓成形等,是將固態(tài)的粒料或預制的片料加入模具中,通過加熱和加壓方法,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,一般壓制成形過程可以分為加料、合模、排氣、固化和脫模幾個階段。塑料制件脫模后應進行后處理,處理方法與注射成形塑料制件
29、方法相同。,3、其他塑料成型方法分類,與注射成形相比,壓制成形設備、模具簡單,能生產大型制品;但生產周期長、效率低,較難實現(xiàn)自動化,難以生產厚壁制品及形狀復雜的制品。,優(yōu)缺點,(2)壓延成型,壓延成型是生產塑料薄膜、薄板、片材和人造革、壁紙的主要方法,它是將已經塑化的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過一系列相向旋轉著的水平輥筒間隙,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。常用來生產厚度為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
30、烯的共聚物等。,壓延成型優(yōu)缺點 優(yōu)點:壓延成型具有較大的生產能力,較好的產品質量,易于實現(xiàn)自動化流水作業(yè),還可制取復合材料,印刻花紋等 缺點:所需設備龐大,精度要求高、輔助設備多,同時制品的寬度受壓延機輥筒最大工作長度的限制,(3)澆鑄成型,塑料的澆鑄成形類似于金屬的鑄造成形。即將處于流動狀態(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、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。這種成形方法設備簡單,不需或稍許加壓,對模具強度要求低,成本低,經濟適用,可以生產大型構件。熱固性塑料中的環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂,以及聚脂樹脂等,都可以采用此法成型而制造出各種制品。但塑料制件精
31、度低,生產率低,成形周期長。 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、促進劑等),或熱塑性樹脂熔體鑄入模腔而成型。,(2) 嵌鑄 。嵌鑄又稱封入成型,是將各種樣品、零件等包封到塑料中間的一種成型技術。即將被嵌物件置于模具中,注入單體、預聚物或聚合物等液體,然后使其聚合或固化(或硬化),脫模。這種技術已廣泛用于電子工業(yè)。用于這類成型工藝的塑料品種有腮甲醛、不飽和聚酯、有機玻璃和環(huán)氧樹脂等。,(3) 離心澆鑄 。離心澆鑄是利用離
32、心力成型管狀或空心筒狀制品的方法。通過擠出機或專用漏斗將定量的液態(tài)樹脂或樹脂分散體注入旋轉并加熱的容器(即模具)中,使其繞單軸高速旋轉(每分鐘幾十轉到兩千轉),此時放入的物料即被離心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋轉的同時,放入的物料發(fā)生固化,隨后視需要經過冷卻或后處理即能取得制品。在成型增強塑料制品時還可同時加入增強性的填料。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。模塑時將塑料糊倒入開口的中空模內,直至達到規(guī)定的容量。模具在裝料前或裝料后應進行加熱,以便使物料在模具內壁變成凝膠。當凝膠達到預定厚度時,倒出
33、過量的液體物料,并再行加熱使之熔融,冷卻后即可自模具內剝出制品。搪塑用的塑料主要是聚氯乙烯。,(5) 旋轉鑄塑 。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(每分鐘幾轉到幾十轉)繞單軸或多軸旋轉,這樣,物料即能借重力而分布在模具的內壁上,再通過加熱或冷卻達到固化或硬化后,即可從模具中取得制品。繞單軸旋轉的用于生產圓筒形制品,繞雙軸或靠振動運動的則用于生產密閉制品。,(6) 滾塑 (旋轉成型)。類似于旋轉鑄塑的一種成型方法,不同的是其所用的物料不是液體,而是燒結性干粉料。其過程是把粉料裝入模具中而使它繞兩個互相垂直的軸旋轉、受熱并均勻地在模具內壁上熔結為一體,而后再經冷卻就能從模具中取得空
34、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,先將液態(tài)樹脂或樹脂分散體流布在運行的載體(一般為金屬帶)上,隨后用適當方法將其固化(或硬化),最后即可從載體上剝取薄膜。 用于生產流延薄膜的塑料有: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生產流延薄膜。,(4)氣體輔助注塑成形,氣體輔助注塑成形(簡稱氣輔成形)是塑料加工領域的一種新方法。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,停止注射,開始注入氣體,直至保
35、壓冷卻定型。這種工藝主要適用于類似把手、手柄之類的厚壁塑料制品。B)短射,即將塑料熔體充填到型腔體積的90%-98%時,開始進氣。該方法主要用于較大平面的厚壁或偏壁制品。C)滿射,即將塑料熔體充填至完全充滿型腔時才注入氣體,由氣體填充因熔體體積收縮而產生的空間,并將氣體保壓和熔體保壓配合使用,使制品翹曲變形大大降低,用于較大平面的薄壁制品成型,其工藝控制較復雜。前兩種方法也稱為缺料氣輔注射法,后者稱為滿料氣輔注射法。,氣輔工藝包括如下四個階段:第一階段,塑料注射。熔體進入型腔,遇到溫度較低的模壁,形成一個較薄的凝固層;第二階段:氣體入射。惰性氣體進入熔融的塑料,推動中心未凝固的塑料進入尚未充滿
36、的型腔;第三階段:氣體入射。 氣體繼續(xù)推動塑料熔體流動直到熔體充滿整個型腔;第四階段:氣體保壓。 在保壓狀態(tài)下,氣道中的氣體壓縮熔體,進行補料確保制件的外觀質量。 氣輔成形具有如下優(yōu)點:消除產品表面縮痕,改善產品表面質量;減少翹曲變形,減少流動條痕;降低產品內應力,提高產品強度;節(jié)省塑料原料,減輕制品重量(一般可減輕 20%-40%);改善材料在制品斷面上的分布,改善制品的剛性;縮短成型時間,提高生產效率; 延長模具使用壽命。,(5)纏繞成型,纏繞成型是制造圓筒形、球形、管形、方盒形或異形回轉體的纖維增強塑料制品(俗稱玻璃鋼)的一種工藝方法。它是用連續(xù)的纖維,如玻璃纖維、碳纖維,以及硼纖維和它
37、們的編織物等作為增強材料,浸以樹脂,按照一定規(guī)律連續(xù)纏繞在芯?;蛞r膽上,然后固化成型。這種方法可用來制造輸油管道、火箭筒、坦克炮筒,以及火箭、導彈的發(fā)動機外殼等。這種工藝方法發(fā)展極為迅速,制品種類很多,就容器而言,從幾立升氣瓶到幾萬立升的貯槽,都可以用這種方法制造。玻璃纖維是纏繞成型常用的增強材料,它有兩種:有捻纖維和無捻纖維。,纏繞成型工藝制品,纏繞成型的優(yōu)缺點,(6)涂覆成型,為了防腐、絕緣、裝飾等目的,以液體或粉末形式在織物、紙張、金屬箔或板等物體表面上涂蓋塑料薄層(例如0.3毫米以下)的方法。涂覆法最常用的塑料一般是熱塑性塑料,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚三氟氯乙烯等。 涂
38、覆工藝有熱熔敷、流化噴涂、火焰噴涂、靜電噴涂和等離子噴涂。 (1) 熱熔敷 。用壓縮空氣將塑料粉末經過噴槍、噴射到預熱過的工件表面,塑料熔化、冷卻形成覆蓋層。 (2) 流化噴涂 。預熱的工件浸入懸浮有樹脂粉末的容器中樹脂粉末熔化而粘附在表面上。 (3) 火焰噴涂 。將流態(tài)化樹脂通過噴槍口的錐形火焰區(qū)使之熔化而實現(xiàn)噴涂的一種方法。 (4) 靜電噴涂 。利用高壓靜電造成靜電場,即工件接地成正級,塑料粉末噴出時帶有負電荷,則塑料靜電噴涂到工件上。 (5) 等離子噴涂 。用等離子噴槍使流經等離子發(fā)生區(qū)的惰性氣體(如氬氣、氮氣、氦氣的混合氣體)成為5500 6300的高速高能等離子流,卷引粉狀樹脂以高速
39、噴射至工件表面熔結成涂層。,涂敷成型制品,壓縮模塑又稱模壓,是塑料在閉合模腔內借助加壓(一般尚須加熱)的成型方法。通常,壓縮模塑適用于熱固性塑料,如酚醛塑料、氨基塑料、不飽和聚酯塑料等。 壓縮模塑由預壓、預熱和模壓三個過程組成: 預壓 為改善制品質量和提高模塑效率等,將粉料或纖維狀模塑料預先壓成一定形狀的操作。 預熱 為改善模塑料的加工性能和縮短成型周期等,把模塑料在成型前先行加熱的操作。 模壓 在模具內加入所需量的塑料,閉模、排氣,在模塑溫度和壓力下保持一段時間,然后脫模清模的操作。 壓縮模塑用的主要設備是壓機和塑模。壓機用得最多的是自給式液壓機,噸位從幾十噸至幾百噸不等。有下壓式壓機和上壓
40、式壓機。用于壓縮模塑的模具稱為壓制模具,分為三類;溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。 壓縮模塑的主要優(yōu)點是可模壓較大平面的制品和能大量生產,其缺點是生產周期長,效率低。,(7)壓縮模塑,層壓成型 。層壓成型是用或不用粘結劑,借加熱、加壓把相同或不相同材料的兩層或多層結合為整體的方法。 層壓成型常用層壓機操作,這種壓機的動壓板和定壓板之間裝有多層可浮動熱壓板。 層壓成型常用的增強材料有棉布、玻璃布、紙張、石棉布等,樹脂有酚醛、環(huán)氧、不飽和聚酯以及某些熱塑性樹脂。,(8)層壓成型,冷壓模塑又叫冷壓燒結成型,和普通壓縮模塑的不同點是在常溫下使物料加壓模塑。脫模后的模塑品可再行加熱或借助化學作用使其
41、固化。該法多用于聚四氟乙烯的成型,也用于某些耐高溫塑料(如聚酰亞胺等)。一般工藝過程為制坯-燒結-冷卻三個步驟。,(9)冷壓模塑,傳遞模塑是熱固性塑料的一種成型方式,模塑時先將模塑料在加熱室加熱軟化,然后壓入巳被加熱的模腔內固化成型。傳遞模塑按設備不同有工種形式: 活板式; 罐式; 柱塞式。 傳遞模塑對塑料的要求是:在未達到固化溫度前,塑料應具有較大的流動性,達到固化溫度后,又須具有較快的固化速率。能符合這種要求的有酚醛、三聚氰胺甲醛和環(huán)氧樹脂等。 傳遞模塑具有以下優(yōu)點: 制品廢邊少,可減少后加工量; 能模塑帶有精細或易碎嵌件和穿孔的制品,并且能保持嵌件和孔眼位置的正確; 制品性能均勻,尺寸準
42、確,質量高; 模具的磨損較小。缺點是: 模具的制造成本較壓縮模高; 塑料損耗大; 纖維增強塑料因纖維定向而產生各向異性; 圍繞在嵌件四周的塑料,有時會因熔按不牢而使制品的強度降低。,(10)傳遞模塑,低壓成型是使用成型壓力等于或低于1.4兆帕的模壓或層壓方法。 低壓成型方法用于制造增強塑料制品。增強材料如玻璃纖維、紡織物、石棉、紙、碳纖維等。常用的樹脂絕大多數(shù)是熱固性的,如酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯、有機硅等樹脂。 低壓成型包括袋壓法、噴射法。 (1) 袋壓成型 。借助彈性袋(或其它彈性隔膜)接受流體壓力而使介于剛性模和彈性袋之間的增強塑料均勻受壓而成為制件的一種方法。按造成流體壓力的方法不
43、同,一般可分為加壓袋成型、真空袋壓成型和熱壓釜成型等。 (2) 噴射成型 。成型增強塑料制品時,用噴槍將短切纖維和樹脂等同時噴在模具上積層并固化為制品的方法。,(11)低壓成型,二次成型是塑料成型加工的方法之一。以塑料型材或型坯為原料,使其通過加熱和外力作用成為所需形狀的制品的一種方法。 (1) 熱成型。熱成型是將熱塑性塑料片材加熱至軟化,在氣體壓力、液體壓力或機械壓力下,采用適當?shù)哪>呋驃A具而使其成為制品的一種成型方法。塑料熱成型的方法很多,一般可分為: 模壓成型 采用單模(陽?;蜿幠?或對模,利用外加機械壓力或自重,將片材制成各種制品的成型方法,它不同于一次加工的模壓成型。此法適用于所有熱
44、塑性塑料。 差壓成型 采用單模(陽?;蜿幠?或對模,也可以不用模具,在氣體差壓的作用下,使加熱至軟的塑料片材緊貼模面,冷卻后制成各種制品的成型方法。差壓成型又可分為真空成型和氣壓成型。 熱成型特別適用于壁薄、表面積大的制品的制造。常用的塑料品種有各種類型的聚苯乙烯、有機玻璃、聚氯乙烯、ABS、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚對苯二甲酸乙二醇酯等。 熱成型設備包括夾持系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、真空和壓縮空氣系統(tǒng)及成型模具等。,(12)二次成型,(2) 雙軸拉伸。為使熱塑性薄膜或板材等的分子重新定向,特在玻璃化溫度以上所作的雙向拉伸過程。拉伸定向要在聚合物的玻璃化溫度和熔點之間進行,經過定向拉伸并迅速冷
45、到室溫后的薄膜或單絲,在拉伸方向上的機械性能有很大提高。 適合于定向拉伸的聚合物有:聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及某些苯乙烯共聚物。 (3) 固相成型。固相成型是熱塑性塑料型材或坯料在壓力下用模具使其成型為制品的方法。成型過程在塑料的熔融(成軟化)溫度以下(至少低于熔點10-20)。均屬固相成型。其中對非結晶類的塑料在玻璃化溫度以上,熔點以下的高彈區(qū)域加工的常稱為熱成型,而在玻璃化溫度以下加工的則稱作冷成型或室溫成型,也常稱作塑料的冷加工方法或常溫塑性加工。 該法有如下優(yōu)點:生產周期短;提高制品的韌性和強度;設備簡單,可生產大型及超大型制品;成本降低。缺點是:難以生產形狀復雜、精密的制品;生產工藝難以控制,制品易變形、開裂。 固相成型包括:片材輥軋、深度拉伸或片材沖壓、液壓成型、擠出、冷沖壓、輥筒成型等。,成型后的塑料制品或型材,按需要進行的再加工,例如機械加工、連接、修飾等。下表列出了塑料二次加工的方法。 塑料二次加工方法 機械加工 鋸、剪、沖、車、刨、刮、銑、鉆、磨、拋光、噴砂、揉面、螺紋加工等 激光加工 裁斷、打孔、刻花等。連接 焊接 熱風、加熱工具、激光、旋轉摩擦、振動摩擦、高頻、超聲、感應等。粘結溶劑、溶液、
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