塑料的其它成型方法简介ppt课件.ppt
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1、塑料的其它成型方法,第一节 塑料的模压成型 第二节 塑料的压延成型 第三节 泡沫塑料的成型 第四节 塑料的铸塑 第五节 塑料的热成型,第一节 塑料的模压成型,一、 塑料的模压成型 二、 聚四氟乙烯模压烧结成型,1常用原料:酚醛(PF)、脲醛(UF)、三聚氰胺-甲醛塑料(MF)、环氧、不饱和聚酯等。 2常见塑料制品:插座、插头、仪器外壳、PVC板材、盆等。,一、模压成型:,将定量的塑料原料加入成型温度下的凹模中,合上凸模后加热加压,使其熔融塑化、充满模腔并固化定型的成型方法。,3. 特点:,优点:,A. 控制、设备、模具简单。B. 易成型大型制品C. 热固性模压制品具有耐热性好、使用温度范围宽、
2、变形小等特点。,生产周期长,效率低;难实现自动化,劳动强度大;C. 难以成型形状复杂的制品、厚制品。,缺点:,4模压工艺过程:(图5-6-51),准备加料合模排气固化脱模,(1)准备:,预压:将松散的物料冷压为一定重量和形状的密实体。,加料方便。 简化了模具结构。 成型周期。,. 减小内外温差 ;除去挥发物;(预热温度确定后,预热时间应控制;在最大流动性的时间Tmax的极小范围。). 成型周期,提高生产效率。,预热:,(2)模压过程:,加料:料量要适当,过多时,溢边,尺寸不准,难脱模。 过少时,光泽差,不密实,缺料,废品。,合模:先快后慢。,A. 提高生产率;B. 保证模具安全;C.避免合模过
3、快而使原料被空气带出,嵌件移位,成型杆等破坏。,图5-6-51 热固性塑料模压成型工艺示意1-自动加料装置 2-料斗 3-上模板 4-凸模 5-压缩空气上,下吹管6-凹模 7-下模板 8-顶出杆 9-成品脱模装置,固化:,排气,A. 作用:排除模内小分子挥发物,空气。缩短固化时间,提高物理机械性能。 (避免制品内部分层,气泡)B排气要适时 过早时,达不到排气目的。 过迟时,表面硬化,排不出气体。,. 脱模后处理,在模温下保压一段时间,使树脂发生交联反应,达到要求的交联度。 (一般为20-30分钟),图5-6-52 热固性塑料模压成型时体积-温度-压力关系,5模压成型工艺条件(图5-6-52),
4、(1)模温:,主要作用:A. 物料熔融塑化,充满模腔。 B. 固化定型。,模温对加工和性能的影响:(图5-6-53,图5-6-54),图5-6-53 热固性塑料温度与流量的关系,图5-6-54 热固性塑料在不同 温度下的流动-固化曲线,原因:外层固化快,首先固化变硬,小分子难排出。,C模温过低时 a. 表面肿胀、无光、灰暗。 b. 物理-机械性能降低。 c. 生产率降低。,B模温过高时 a. 不易充满模腔。(原因是固化速度过快) b. 制品易变色。(有机填料分解,颜色暗淡。) c. 开模时:制品肿胀、开裂、变形,物理-机械性能。,A模温升高 a. 熔体,流动性,有利于充模。 b. 制品物理机械
5、性能提高。 c. 固化速度,成型周期,生产率。,常见塑料的模具温度,模温的确定原则:,A厚制品采取低温长时间的工艺。,原因:内外温差小,易脱模,但延长了成型时间。,B对预热坯料,模温可适当提高。,原因:内外温差小。,C流动性好,交联反应速度快的物料,模温可低些。D形状复杂,薄壁制品,应适当提高模温。,注意:应在模温不太高时,迅速加大压力,趁流动性大时,迅速充模。,原因:温度,流动性,但达到一定温度后,T,交联反应速度,粘度由小变大,流动性,以至充模困难。,A压机系列产品:45吨、63吨、100吨、160吨、250吨、300吨、500吨、1200吨、2000吨等。 B规格型号: SY-X (25
6、0 ) X:压机的吨位。,(2)模压压力:,压制成型时,制品单位受压面积上所受的压力。,压机的吨位:指压机可达到的最大总压力,以吨来表示。(图5-6-49),表示公称吨位为250吨的塑料(S)液压机(Y),常用G表示。,图5-6-49 油压机(a)和多层压机(b)结构示意 1-主油缸 2-主油缸柱塞 3-上梁 4-支柱 5-活动板 6-上模板7-阳模 8-阴模 9-下模板 10-机台 11-顶出缸柱塞 12-顶出油缸 13-机座 14-分层活动板 15-层压塑料,压机的选择: A计算所需要的总压力; B公称压力小于压机吨位、相邻。 G0小于压机的公称吨位,相邻。,模压压力作用: A加速塑料流动
7、; B. 提高塑料密度; C. 克服反应中生成的低分子物、挥发物产生的压力,避免出现肿胀、脱层等缺陷; D使制品尺寸、形状固定,减小毛边; E防止制品在冷却时变形。,模压压力,. 模压压力确定原则:(酚醛:305MPa),A物料流动性好,Pm,流动性小,Pm。B物料固化速度快,Pm。,C物料压缩率大,Pm应高。(以获得合适的密实度,强度),原因:防止很快固化而来不及充满模腔。,D模温高,Pm高。(高分子材料成型加工原理)P159 图6-53,6-54),原因:防止过早固化而失去流动性。,E制品形状复杂,深度大,壁薄,面积大时,Pm,反之,则Pm,F预热的塑料所需模压压力比不预热的Pm小。(因为
8、流动性好,预热要适当)图5-6-57 模T,Pm(流动性)(塑料成型工艺学)(在一定范围内) ,图5-6-57 热固性塑料预热温度对模压压力的影响,常见塑料的模压压力,对性能影响: A. Pm,流动性。(5-6-55) BPm,d,性能。(5-6-56) CPm,成型收缩率。 DPm,模具寿命,能耗,性能。 EPm,难以克服低分子物的膨胀,质量。,图5-6-55热固性塑料成型压力对流动固化曲线的影响,图5-6-56 热固性塑料成型周期中的压力变化 A-加料 B-闭模 C-加压 D-放气E-卸压 F-脱模,确定原则 A模温高时,模压时间短。(图5-6-54,图5-6-58) B模压压力高时,模压
9、时间短。(Pm,有利充模,但没模温明显)(图5-6-55) C预热预压后,模压时间缩短。 D厚制品,模压时间延长。 E交联反应速度慢,模压时间延长。,(3)模压时间:,指物料在模具中从开始升温加压至固化完全,卸压为止的时间。 一般为30秒-几分钟-30分钟。,图5-6-58 模塑温度与模塑周期的关系,模压时间对性能的影响 A模压时间太短时,物理机械性能降低,光泽差,易翘曲、变形。 B模压时间太长时,生产率降低,出现“过熟”交联过度,收缩率提高,内应力增大,表面发暗,发泡,性能,以至破裂。 C适当延长模压时间,制品收缩率和变形减小,其它性能。(图5-6-59),图5-6-59不同温度时,热固性塑
10、料(填料:木粉)固化时间对变形影响,树脂选择捣碎过筛加料冷成型烧结冷却,二、聚四氟乙烯的模压烧结成型:,1模压(冷压)烧结成型,将粉状的PTFE冷压成所需形状的密实予制品,然后将予制品加热至熔点(327C)以上温度,使树脂颗粒相互熔结扩散而形成密实的连续整体,冷至室温后即得到制品。,2工艺过程:(模压烧结),(1)树脂选择,常用悬浮法聚四氟乙烯。,原因:PTFE流动性差,若颗粒太大,则加料不均,密度不等开裂。,否则加料不均,冷压困难,密度不等。,(2)捣碎过筛,(3)加料冷压成型:,应一次加足物料。,原因:否则易分层,很难熔结为一体。,加压速度,A直径大的长制品:慢:5-10mm/分钟 ;B直
11、径小的短制品:快:10-20mm/分钟。 压后不能损坏,否则很难补上。,压力选择(25-50MPa),A压力过高时,颗粒易在模腔内滑动,以至出现裂纹。B压力过低时,制品不密实,机械强度低。,模压时间: A. 直径大的长制品,时间长,10-15分钟。 B. 一般制品:3-5分钟。,(4)烧结:,将预制品加热至熔点(327C)以上,并在该温度下保持一段时间,再升温至370-380C,使分散的单颗粒树脂熔融、扩散、烧结为密实整体。,升温过程: 将预制品由室温加热至烧结温度的过程。,A升温速度 大制品慢:30-40C /小时(避免内外温差大) 小制品快:80-120C/小时(分散性:30-40C/小时
12、) a升温太快,预制品膨胀不均,内应力,以至裂纹,“内生外熟”、分解。 b升温太慢时,生产周期延长。B升温时,应在300C和340C保温一段时间。,原因:在这两个温度下,线膨胀系数大。,保温过程:,A保温温度:一般在Tm-Td间。,a. 悬浮法PTFE:385-395C。3905C 分散性PTFE:3705C。(因分子量小,热稳定性差)b. 热稳定性好:380-400C; 热稳定性差:365-375Cc. 厚制品,温度偏低(减小温差) 。t要长。,B保温时间: a. 烧结温度高,烧结时间短。 b. 烧结温度低,烧结时间长。 c. 热稳定性差,烧结时间短。,原因:因时间长,树脂易分解,失光,气泡
13、,裂纹等。,d. 厚制品,烧结时间长。(5-10小时)e. 制品薄而小,烧结时间短。(1小时左右),(5)冷却 聚四氟乙烯的最大结晶温度为310-315C,260C以下结晶速率很小。 冷却速率对结构和性能的影响: A淬火:结晶度小(50-60%),制品韧性好,断裂伸长率大,收缩率小,拉伸强度低,硬度低,刚性低。 B退火:结晶度大(63-68%),表面硬度高,伸长率小,收缩大,拉伸强度高, 刚度大,耐磨性好。,降温速度:,A. 大制品:5-15C /小时,(300、340C 保温)8-10小时。 B. 中制品:60-70C /小时,(250C 取出)5-6小时。 C. 小制品:应根据用途决定是否
14、退(淬)火。,第二节 塑料的压延成型,一. 压延成型 二. 压延制品 三. 压延成型机 四. 压延成型的特点 五. 压延成型工艺过程及工艺条件,一、压延成型,将加热塑化的热塑性塑料通过两个以上相向旋转的辊筒间隙,而使其成型为规定尺寸的连续片材的成型方法。,二、主要压延制品,压延法人造革、薄膜、塑料片材、塑料地板革、地板砖、塑料壁纸等。,三、压延机,(图5-6-63),1主要类型: (1)三辊压延机 (2)四辊压延机2主要参数: (1)辊筒直径600900毫米。 (2)辊筒长18002500毫米。 (3)L/D=1:2.53。 (4)表面硬度540560(布)。 (5)转速:4060转/分钟。,
15、图5-6-63 几种压延机的辊筒排列方式,各辊相互独立,受力互不干扰,传动平稳,厚度易调节控制。物料与辊筒接触时间短,分解少。拆卸方便,易检修。上料方便,易观察存料。便于观察贴胶。,3特点:,包辊面积小,光洁度受影响。杂物已掉入。,优点,缺点,此外,斜Z形厂房低。 倒L形有增多趋势,主要适于生产薄而透明的薄膜。,原因:中辊受力不大,辊筒挠度小。 机架刚度大,牵引辊可离得很近。,(一)软聚氯乙烯薄膜的生产工艺: 1工艺流程(图5-6-64),四、压延成型主要特点:,1连续化生产,自动化程度高,产量大。 2制品质量高。 3可生产复合材料。 4设备大,程度要求高,辅助设备多,宽度受限制。,五、压延工
16、艺过程及工艺条件:,树脂/助剂配方高速捏合塑炼(开炼/密炼)开炼机塑炼出片四辊压延机压延引离(冷却)印花(轧花)等后处理。,图5-6-64 软质聚氯乙烯薄膜生产工艺流程示意图 1-树脂料仓 2-计量斗 3-高速捏合机 4-塑化挤压机 5-辊筒机 6-四辊压延机 7-冷却辊群 8-切边刀 9-卷绕装置,A辊速高,辊温应低。 60米/分40C米/分 0.4MPa 0.45-0.5MPa 否则,料温升高,从而引起包辊。,2影响压延制品质量的因素,(1)压延机操作因素(辊温、辊速、速比、辊矩等),辊温和辊速,控制项目 辊 辊 辊 辊 引离辊 冷却辊 运输辊 辊速/米/分 42 53 60 50.5 7
17、8 90 86 辊温/C 165 170 170-175 170 _ _ _,B辊速低,辊温应高。,原因:料温低,膜面毛糙,不透明,有气泡,空洞。,C粘度高,辊温应高,反则反之。D其它条件不变时,辊速升高(40-60米/分钟),厚度,存料量、横向厚度偏差大。,原因:速度增大,压延时间缩短,分离力增大。,E其它条件不变时,辊速降低(6040米/分),厚度,膜面毛糙。,原因:摩擦热减少,压延时间延长。,F物料常贴在高温快速辊上 辊温一般依次升高。和辊辊温应相近,各辊温差可为5-10C,便于依次贴辊及分离。,辊筒速比:压延机相邻两辊筒的线速度之比。 A作用: a. 使物料依次贴辊。 b. 提高塑化效
18、果。(剪切作用大) c.使物料获得一定延伸和取向(厚度,质量)。 B常见速比: 0.1mm 45米/分 0.23mm 35米/分 /=1.2-1.3(1.27) 1.19-1.20 1.21-1.22 /=1.05-1.2(1.13) 1.18-1.19 1.16-1.18 /=0.8-0.9(0.84) 1.20-1.22 1.20-1.22 C辊筒速比对性能的影响: a. 速比过大时,厚度不均,内应力,包辊。,b. 速比过小时,易脱辊,空气卷入而产生气泡,硬片材“脱壳”,塑化不良,质量降低。 c. 引离辊比压延机主辊线速度高10-34%。 速比低,影响引离。 速比高,延伸增大。 d. 引离
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