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塑料的成型和加工方法

发布时间:2015年9月21日 来源:中国颗粒学会

塑料成型加工是一门工程技术,所涉及的内容是将塑料转变为塑料制品的各种工艺。在转变过程中常会发生以下一种或几种情况,如聚合物的流变以及物理、化学性能的变化等。塑料成型的方法很多,详细如下:

1.压缩模塑。压缩模塑又称模压,是模塑料在闭合模腔内借助加压(一般尚须加热)的成型方法。通常,压缩模塑适用于热固性塑料,如酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料等。压缩模塑由预压、预热和模压三个过程组成:

预压:为改善制品质量和提高模塑效率等,将粉料或纤维状模塑料预先压成一定形状的操作。

预热:为改善模塑料的加工性能和缩短成型周期等,把模塑料在成型前先行加热的操作。

模压:在模具内加入所需量的塑料,闭模、排气,在模塑温度和压力下保持一段时间,然后脱模清模的操作。

压缩模塑用的主要设备是压机和塑模。压机用得最多的是自给式液压机,吨位从几十吨至几百吨不等。有下压式压机和上压式压机。用于压缩模塑的模具称为压制模具,分为三类;溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。

压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和能大量生产,其缺点是生产周期长,效率低。

2. 层压成型。用或不用粘结剂,借加热、加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法。层压成型常用层压机操作,这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压板。

层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布、纸张、石棉布等,树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性树脂。

3. 冷压模塑。冷压模塑又叫冷压烧结成型,和普通压缩模塑的不同点是在常温下使物料加压模塑。脱模后的模塑品可再行加热或借助化学作用使其固化。该法多用于聚四氟乙烯的成型,也用于某些耐高温塑料(如聚酰亚胺等)。一般工艺过程为制坯-烧结-冷却三个步骤。

4. 传递模塑。传递模塑是热固性塑料的一种成型方式,模塑时先将模塑料在加热室加热软化,然后压入巳被加热的模腔内固化成型。传递模塑按设备不同有工种形式:① 活板式;② 罐式;③ 柱塞式。

传递模塑对塑料的要求是:在未达到固化温度前,塑料应具有较大的流动性,达到固化温度后,又须具有较快的固化速率。能符合这种要求的有酚醛、三聚氰胺甲醛和环氧树脂等。

传递模塑具有以下优点:① 制品废边少,可减少后加工量;② 能模塑带有精细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确;③ 制品性能均匀,尺寸准确,质量高;④ 模具的磨损较小。缺点是:⑤ 模具的制造成本较压缩模高;⑥ 塑料损耗大;⑦ 纤维增强塑料因纤维定向而产生各向异性;⑧ 围绕在嵌件四周的塑料,有时会因熔按不牢而使制品的强度降低。

5. 低压成型。使用成型压力等于或低于1.4兆帕的摸压或层压方法。

低压成型方法用于制造增强塑料制品。增强材料如玻璃纤维、纺织物、石棉、纸、碳纤维等。常用的树脂绝大多数是热固性的,如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂。低压成型包括袋压法、喷射法。

(1) 袋压成型。借助弹性袋(或其它弹性隔膜)接受流体压力而使介于刚性模和弹性袋之间的增强塑料均匀受压而成为制件的一种方法。按造成流体压力的方法不同,一般可分为加压袋成型、真空袋压成型和热压釜成型等。

(2) 喷射成型。成型增强塑料制品时,用喷枪将短切纤维和树脂等同时喷在模具上积层并固化为制品的方法。

6.挤出成型。挤出成型也称挤压模塑或挤塑,它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。

挤出法主要用于热塑性塑料的成型,也可用于某些热固性塑料。挤出的制品都是连续的型材,如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。此外,还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等。

7.挤拉成型。挤拉成型是热固性纤维增强塑料的成型方法之一。用于生产断面形状固定不变,长度不受限制的型材。成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续纤维经加热模拉出,然后再通过加热室使树脂进一步固化而制备具有单向高强度连续增强塑料型材。

通常用于挤拉成型的树脂有不饱和聚酯、环氧和有机硅三种。其中不饱和聚酯树脂用得最多。

挤拉成型机通常由纤维排布装置、树脂槽、预成型装置、口模及加热装置、牵引装置和切割设备等组成。

8.注射成型。注射成型(注塑)是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化,而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。

9.吹塑成型。借气体压力使闭合在模具中的热型坯吹胀成为中空制品,或管型坯无模吹胀成管膜的一种方法。该方法主要用于各种包装容器和管式膜的制造。凡是熔体指数为0.04 -1.12的都是比较优良的中空吹塑材料,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、热塑性聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等,其中以聚乙烯应用得最多。

10.浇铸。在不加压或稍加压的情况下,将液态单体、树脂或其混合物注入模内并使其成为固态制品的方法。浇铸法分为静态浇铸、嵌铸、离心浇铸、搪塑、旋转铸塑、滚塑和流延铸塑等。

11.手糊成型。手糊成型又称手工裱糊成型、接触成型,是制造增强塑料制品的方法之一。该法是在涂好脱模剂的模具上,用手工一边铺设增强材料一边涂刷树脂直到所需厚度为止,然后通过固化和脱模而取得制品。手糊成型中采用的合成树脂主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂。增强材料有玻璃布、无捻粗纱方格布、玻璃毡等。

12.纤维缠绕成型。在控制张力和预定线型的条件下,以浸有树脂胶液的连续丝缠绕到芯模或模具上来成型增强塑料制品。这种方法只适于制造圆柱形和球形等回转体。常用的树脂有酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。玻璃纤维是缠绕成型常用的增强材料,它有两种:有捻纤维和无捻纤维。

13.压延。将热塑性塑料通过一系列加热的压辊,而使其在挤压和展延作用下连结成为薄膜或片材的一种成型方法。压廷产品有薄膜、片材、人造革和其它涂层制品等。压延成型所采用的原材料主要是聚氯乙烯、纤维素、改性聚苯乙烯等。

14.涂覆。为了防腐、绝缘、装饰等目的,以液体或粉末形式在织物、纸张、金属箔或板等物体表面上涂盖塑料薄层(例如.0.3毫米以下)的方法。

15.发泡成型。发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料,常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。

16.二次成型。二次成型是塑料成型加工的方法之一。以塑料型材或型坯为原料,使其通过加热和外力作用成为所需形状的制品的一种方法。

17.二次加工。成型后的塑料制品或型材,按需要进行的再加工,例如机械加工、连接、修饰等。下表列出了塑料二次加工的方法。