五、塑料的成型和加工方法 塑料成型加工是一門工程技術,所涉及的內容是將塑料轉變?yōu)樗芰现破返母鞣N工藝。在轉變過程中常會發(fā)生以下一種或幾種情況,如聚合物的流變以及物理、化學性能的變化等。塑料成型的方法很多,詳細見表 塑料成型方法 成 型 方 法 成 型 方 法 壓制成型 壓縮模塑層壓冷壓模塑傳遞模塑低壓成型 澆 鑄 靜態(tài)澆鑄嵌 鑄離心澆鑄搪 塑旋轉鑄塑滾 塑流延鑄塑 擠出成型 手糊成型 擠拉成型 纖維纏繞成型 注射成型 排氣式注射成型流動式注射成型共注射注射成型無流道注射成型反應注射成型熱固注射成型 壓延成型 吹塑成型 注射吹塑成型擠出吹塑成型拉伸吹塑薄膜 涂 覆 熱熔敷流化噴涂火焰噴涂靜電噴涂等離子噴涂 發(fā)泡成型 化學發(fā)泡物理發(fā)泡機械發(fā)泡 二次成型 熱成型雙軸拉伸固相成型 1.壓縮模塑。 壓縮模塑又稱模壓,是模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。2. 層壓成型。 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。 3. 冷壓模塑。 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。 4. 傳遞模塑。 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:① 活板式;② 罐式;③ 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:① 制品廢邊少,可減少后加工量;② 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;③ 制品性能均勻,尺寸準確,質量高;④ 模具的磨損較小。缺點是:⑤ 模具的制造成本較壓縮模高;⑥ 塑料損耗大;⑦ 纖維增強塑料因纖維定向而產生各向異性;⑧ 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。 5. 低壓成型。 使用成型壓力等于或低于1.4兆帕的摸壓或層壓方法。 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。 6.擠出成型。 擠出成型也稱擠壓模塑或擠塑,它是在擠出機中通過加熱、加壓而使物料以流動狀態(tài)連續(xù)通過口模成型的方法。 擠出法主要用于熱塑性塑料的成型,也可用于某些熱固性塑料。擠出的制品都是連續(xù)的型材,如管、棒、絲、板、薄膜、電線電纜包覆層等。此外,還可用于塑料的混合、塑化造粒、著色、摻合等。 擠出成型機由擠出裝置、傳動機構和加熱、冷卻系統(tǒng)等主要部分組成。擠出機有螺桿式(單螺桿和多螺桿)和柱塞式兩種類型。前者的擠出工藝是連續(xù)式,后者是間歇式。 單螺桿擠出機的基本結構主要包括傳動裝置、加料裝置、料筒、螺桿、機頭和口模等部分。 擠出機的輔助設備有物料的前處理設備(如物料輸送與干燥)、擠出物處理設備(定型、冷卻、牽引、切料或輥卷)和生產條件控制設備等三大類。
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