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1 第五章其它成型方法 本章主要内容1中空吹塑成型的分类及工艺特点 中空吹塑成型的基本过程和方法 原材料 成型工艺条件对吹塑过程和制品质量的影响 2热成型主要方法 成型工艺及制品特点 热成型设备及模具 3泡沫塑料的基本概念 发泡方法及发泡机理 泡沫塑料的成型工艺 4浇注成型方法工艺特点 聊城大学材料科学与工程学院 2 5 1中空成型借助气体的压力 把在闭合模具中呈熔融状态的塑料型坯吹胀形成空心制品的工艺技术 分类 根据型坯生产方法 挤出成型 注射成型 挤出吹塑 注射吹塑 聊城大学材料科学与工程学院 3 用作中空吹塑制品的材料一般应具有下列特性 耐环境应力开裂性 作为容器 当与表面活性剂溶液接触时 在应力作用下 应具有防应力龟裂的能力 气密性 是指阻止氧气 二氧化碳 氮气及水蒸气等向容器内外透散的特性 耐冲击性 为保护容器内装物品 制品应具有从一定高度落下不破不裂的耐冲击性 此外 还有耐药品性 抗静电性 韧性和耐挤压性等 聊城大学材料科学与工程学院 4 5 1 2挤出吹塑5 1 2 1挤出吹塑工艺过程1 挤出管坯 塑料在挤出机中塑化成熔融状态 再从机头挤出管坯 2 当管坯达到预定长度时 迅速闭合模具 夹住管坯 将吹塑头子插入管坯一端 管坯另一端被切断 3 从气嘴通入压缩空气 尚处于可塑状态的管坯被吹胀而紧贴于模腔壁 4 在保持空气压力下进行冷却定型 5 开模取出制品 切除尾料 对制品进行修边 整饰 聊城大学材料科学与工程学院 5 挤出机 挤出型坯 吹塑模具 吹气夹子 闭模和吹塑 吹塑制品 尾料 聊城大学材料科学与工程学院 6 聊城大学材料科学与工程学院 7 5 1 2挤出吹塑5 1 2 2挤出吹塑设备挤出吹塑设备可分为三个部分 即管坯成型装置 吹胀装置及辅助装置a管坯成型装置管坯成型装置包括将塑料熔融塑化的挤出机 将熔料成型为管坯的机头及口模 a 挤出机挤出吹塑用的挤出机有连续挤出熔料的连续式螺杆挤出机和间歇挤出熔料的往复式螺杆挤出机 聊城大学材料科学与工程学院 8 聊城大学材料科学与工程学院 9 5 1 2挤出吹塑5 1 2 2挤出吹塑设备 b 机头及口模机头及口模是把从挤出装置挤出的熔融物料成型为管状型坯的关键部件 机头包括多孔板 滤网连接管与型芯组件等 对机头的要求 流道呈流线型 流道内表面有较高的光洁度 没有阻滞部位 防止熔料在机头内流动不畅而产生过热分解 吹塑机头一般分为 转角机头 直通式机头和带贮料缸式机头三种类型 聊城大学材料科学与工程学院 10 聊城大学材料科学与工程学院 11 5 1 2挤出吹塑5 1 2 2挤出吹塑设备b吹胀装置吹胀装置包括吹气机构 模具及其冷却系统等部分 当管坯进入模具后 模具闭合 吹胀装置即将管坯吹胀成模腔所具有的精确形状 进而冷却 定型 a 吹气机构吹气机构的形式有多种 一般有针管吹气 型芯顶吹 型芯底吹等三种方式 应根据设备条件 制品尺寸 制品厚度分布要求等加以选择 但是 不论采取哪一种形式 压缩空气的压力应以吹胀型坯得到轮廓 图案清晰的制品为原则 聊城大学材料科学与工程学院 12 5 1 2挤出吹塑5 1 2 2挤出吹塑设备b吹胀装置 b 吹塑模具吹塑模具通常是由两瓣合成 并设有冷却剂通道和排气系统 c辅助装置 a 管坯厚度控制 b 管坯长度控制 c 制品自动取出装置 聊城大学材料科学与工程学院 13 5 1 2挤出吹塑5 1 2 3挤出吹塑成型条件的控制挤出吹塑工艺包括 挤出管坯的温度和挤出速度 吹气压力和鼓气速度 吹胀比 模具温度和冷却时间等 聊城大学材料科学与工程学院 14 挤出吹塑的优点 适用于多种塑料 生产效率较高 能生产大型容器 设备投资较少等 因此 挤出吹塑在当前中空制品生产中仍占绝对优势 聊城大学材料科学与工程学院 15 5 1 3注射吹塑5 1 3 1注射吹塑工艺过程及其特点a注射吹塑的工艺过程注射吹塑工艺过程可分为两个阶段 注射管状型坯 吹胀成型 聊城大学材料科学与工程学院 16 聊城大学材料科学与工程学院 17 b注射吹塑的特点注射吹塑的优点 吹塑制品尺小精度高 吹塑成型后不需修整后加工 制品的重量偏差小 吹塑周期易控制 生产效率高 但注射吹塑仅适宜生产批量大的小型精制容器和广口容器 一般能生产的最大容积量不越过4L 注射吹塑容器的形状比较简单 如圆形或椭圆柱形塑料瓶 不能吹塑成型带手把的容器 聊城大学材料科学与工程学院 18 主要用途注射吹塑的中空容器的用途 化妆品 日用品 医药和食品的包装 注射吹塑加工用塑料品种主要有聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯 聚碳酸酯以及丙烯睛 苯乙烯共聚物 PET等 聊城大学材料科学与工程学院 19 5 1 3 2注射吹塑设备注射吹塑的基本特征是 型坯是在注射模具中生产 而制品是在吹塑模具中得到的 所以每件制品都需要使用两套模具 注射型坯模和吹胀成型模 注射吹塑具有二工位 三工位和四工位 5 1 3 3注射吹塑工艺要点a管坯温度与吹塑温度b注射吹塑的树脂 聊城大学材料科学与工程学院 20 聊城大学材料科学与工程学院 21 5 1 4其它中空吹塑工艺简介5 1 4 1拉伸吹塑拉伸吹塑又称双向吹塑 管坯除了吹塑使其径向拉伸外 借助拉伸芯管使管坯轴向也产生拉伸 拉伸应变100 一200 拉伸吹塑制品内聚合物分于链沿两个方向整齐排列 从而使制品的冲击强度 透明度 抗蠕变性 抗水汽和蒸汽的渗透性都有很大提高 5 1 4 2多层共挤出吹塑 聊城大学材料科学与工程学院 22 5 2热成型5 2 1概述热成型是利用热塑性塑料片材作为原料来制造塑料制品的一种方法 其制造过程是先将塑料片材裁成一定尺寸和形状 把它夹持在框架上 用加热装置将片材加热使其软化达到热弹态 然后对片材施加压力 使其覆贴于模具型面上 取得与模具型面相仿的形状 经冷却定型 从模具脱出再经修整或二次加工即成制品 聊城大学材料科学与工程学院 23 热成型技术的特点1 可成型壁厚很薄的制品 用作热成型原料的塑料片材厚度通常在1 2mm 少数特殊制品所用片材厚度可薄至0 05mm 在热成型过程中 片材被拉伸变薄 因此 所得制品的壁厚要比原料片材厚度小 聊城大学材料科学与工程学院 24 热成型技术的特点2 可成型表面积很大的制品 如制品的最大平面尺寸可达3m 9m 热成型制品的尺寸取决于所用片材的尺寸和厚度及热成型机的加工能力 3 与注射模塑相比 热成型方法生产效率高 如采用多模生产时 每分钟产量可高达1500件 热成型所采用的原料是片材 成型设备较简单 投资少 但后加工工序多 聊城大学材料科学与工程学院 25 聊城大学材料科学与工程学院 26 热成型加工用的塑料品种很多 凡具有良好的热强度 即加热到熔融温度以下 玻璃化温度以上 塑料具有类似橡胶的良好延伸性能 的热塑性塑料都可用于制造热成型制品 常用的品种有纤维素塑料 氯乙烯类塑料 苯乙烯类塑料 聚烯烃类塑料 丙烯酸类树脂 PMMA具有透光性强和优异的抗老化和抗冲击性 可制造飞机舱罩 灯罩 天花板等 其它工程塑料 包括聚碳酸酯 聚砜 改性聚苯醚及含氟塑料等 聊城大学材料科学与工程学院 27 5 2热成型5 2 2热成型的基本方法差压成型覆盖成型柱塞助压成型回吸成型对模成型双片热成型 聊城大学材料科学与工程学院 28 差压成型在受热软化的片材两面产生气压差 使片材紧贴模具而成型的方法 气压差产生方法 真空 加压有无模具 有模具的真空成型和无模具的真空成型 有模具的加压成型和无模具的加压成型 聊城大学材料科学与工程学院 2020 1 3 29 30 有模具的真空成型 聊城大学材料科学与工程学院 31 无模具的真空成型 聊城大学材料科学与工程学院 32 有模具的加压成型 聊城大学材料科学与工程学院 33 无模具的加压成型 聊城大学材料科学与工程学院 34 覆盖成型可以成型壁厚较厚 深度较大的制品 模具安装定位 夹持片材于模具之上 片材加热 片材接触模具 聊城大学材料科学与工程学院 35 抽真空成型 吹气脱模 完成周期 聊城大学材料科学与工程学院 36 柱塞助压成型柱塞助压真空成型和柱塞助压气压成型 柱塞助压真空成型 聊城大学材料科学与工程学院 37 柱塞助压气压成型 聊城大学材料科学与工程学院 38 气胀柱塞助压真空成型 聊城大学材料科学与工程学院 39 回吸成型真空回吸成型 气胀真空回吸成型 推气真空回吸成型 真空回吸成型 聊城大学材料科学与工程学院 40 气胀真空回吸成型 聊城大学材料科学与工程学院 41 推气真空回吸成型 聊城大学材料科学与工程学院 42 对模成型采用两片彼此扣合的模具对已软化的片材进行冲压而成型制品的方法 聊城大学材料科学与工程学院 43 双片热成型 双片热成型 聊城大学材料科学与工程学院 44 5 2热成型5 2 3热成型设备加热系统 夹持系统 真空系统 压缩空气系统 成型模具 单段成型机将夹持 成型 冷却 脱模等各程序依次进行的成型机 连续进料式成型机旋转式成型机 聊城大学材料科学与工程学院 45 聊城大学材料科学与工程学院 46 聊城大学材料科学与工程学院 47 5 2热成型5 2 4热成型工艺1 加热加热时间与片材厚度相关2 成型温度 上限 分解和在夹持框内下垂的最高温度 下限 最大牵伸区域不出现发白现象 3 成型4 冷却脱模 聊城大学材料科学与工程学院 48 5 3泡沫塑料成型5 3 1概述5 3 2泡沫塑料的发泡方法及原理5 3 2 1发泡方法物理发泡法化学发泡法机械发泡法5 3 2 2发泡原理 聊城大学材料科学与工程学院 49 5 3 2 1发泡方法物理发泡法借助于发泡剂在树脂中物理状态的改变 形成大量气泡 使聚合物发泡 物理发泡剂种类 惰性气体 低沸点气体 固态空心球 聊城大学材料科学与工程学院 50 5 3 2 1发泡方法化学发泡法发泡气体由混合原料的某些组分通过化学作用产生 发泡剂种类 无机类 有机类 发泡组分间相互作用析出气体发泡 聊城大学材料科学与工程学院 51 PVC发泡板材 配方组成 PVC树脂 稳定剂 发泡剂 AC 发泡调节剂 润滑剂等 聊城大学材料科学与工程学院 52 5 3 2 1发泡方法机械发泡法是用强烈的机械搅拌将空气卷入树脂的乳液 悬浮液或溶液中使其形成均匀的泡沫物 而后再经物理或化学变化 使之稳定形成泡沫塑料的方法 聊城大学材料科学与工程学院 53 5 3 2 2发泡原理气泡核的形成 所谓气泡核指原始微泡 也就是气体分子最初聚集的地方 塑料发泡过程过程中的初始阶段是在塑料熔体或溶液中形成大量的气泡核 气泡的膨胀 气泡的稳定 气泡核的形成 分子架机理 热点成核机理 其它成核方法 加入成核剂 聊城大学材料科学与工程学院 54 5 4涂层塑料涂层 塑料涂覆塑料涂层的方法 压延法和刮涂法 也称涂覆法 涂覆方式 直接涂覆和间接涂覆 塑料涂覆 塑料喷涂 塑料涂装 常用方法 火焰喷涂 流化床浸涂 热熔敷法 悬浮液涂覆和静电喷涂 聊城大学材料科学与工程学院 55 5 5浇铸成型静态浇铸离心浇铸嵌铸搪塑流延铸塑滚塑 聊城大学材料科学与工程学院 56 古人学问无遗力 少壮工夫老始成 纸上得来终觉浅 绝知此事要躬行 冬夜读书示子聿陆游 子聿 y 诗人的小儿子 这首诗的意思是说 古人做学问是不遗余力的 终身为之奋斗 往往是年轻时开始努力 到了老年才取得成功 从书本上得到的知识终归是浅薄的 未能理解知识的真谛 要真正理解书中的深刻道理 必须亲身去躬行实践 聊城大学材料科学与工程学院 57 凝胶 gel 分散系统的一种特殊形式 其中胶体粒子或高聚物分子相互联结 搭起架子形成空间网状结构 液体或气体充满结构的空隙中 其性质介于固体和液体之间 根据分散相质点的性质 刚性或柔性 将凝胶分为刚性凝胶和弹性凝胶两大类 多数无机凝胶 如Fe2O3凝胶 属于前者 而高分子凝胶 如橡胶 属于后者 由固体 干凝胶 和溶胶出发都能制成凝胶 干胶吸收液体后膨胀即形成弹性凝胶 此法仅限于高聚物 由溶胶 或溶液 在适当条件下转变成凝胶的过程称胶凝作用 胶凝可通过冷却溶液 加入非水溶剂 加电解质及化学反应等手段来实现 弹性凝胶由线性高分子构