PPT材料及成形技术11

,第11章有机高分子材料的成形技术,有机高分子材料成形原理,有机高分子材料制品的成形原理是将原材料加热塑化成粘流态，然后注入模腔内成形固化得到制品，故可称为“粘流态固化成形”。由于塑化后的有机高分子材料粘性很大，充填模腔的能力很差，常需施加外力以使其强迫成形。可见：有机高分子材料制品成形一般须有温度和外力作用两外界条件。1、塑料制品的成形技术塑料制品生产主要包括成形、机械加工、修饰和装配等生产过程。成形是指将原材料(树脂与各种添加剂的混合料或压缩粉)制成具有一定形状和尺寸的制品的过程。成形是塑料制品生产中最重要且必不可少的过程，其他过程视制品要求而取舍。,1、塑料的成形特性,1）塑料的成形工艺性能主要有：流动性流动性的好坏，在很大程度上影响着成形过程的许多参数，如成形时的温度、压力，模具浇注系统的尺寸及其结构参数；收缩性主要影响塑料件尺寸精度及质量；结晶性影响制品的力学性能；吸湿性与粘水性影响成形工艺性和制件品质；热敏性和水敏性影响成形工艺性和制件品质。2）塑料状态与温度的关系塑料在玻璃态时可进行机械加工；高弹态时可进行热冲压变形，热锻及真空成形；粘流态时可注射、模压、吹塑、挤出成形。,3)温度和压力对粘度的影响塑料的粘度随着压力和温度的升高而降低，粘度降低可增加塑料的流动性，有利于塑料制品的成形。热塑性塑料制品大多采用注射、挤出等成形方法。热固性塑料多采用模压成形方法。2、塑料制品成形技术方法挤出一次成形注射模压成型传递模压原材料准备发泡成型机械加工修饰制品检验包装热成型固相成型二次成形双轴拉伸-生产准备阶段成形（制造）阶段加工处理阶段成品阶段塑料制品成形加工过程示意图,最基本的成形方法有,1）塑料挤出成形（也称为挤塑成形）挤出成形过程包括塑化、挤出成形和冷却定型三个阶段：塑化方式分干法和湿法两种，干法的塑化是靠加热将塑料变成熔体，塑化和加压可在同一个设备内进行，定型处理仅为简单的冷却。湿法塑化是用溶剂将塑料充分软化，因此塑化和加压必须分为两个独立的过程，而且定型处理必须采用比较麻烦的溶剂脱除，同时还得考虑溶剂的回收；故很少采用，仅限于硝酸纤维素和少数乙酸纤维等不能加热塑化的塑料的挤出。挤出工艺参数：压力、温度和挤出速率等。特点：与其它成型方法相比生产连续化且可根据需要制造任意长度的制品；比注射成型生产效率高；应用范围广；可以完成不同工艺过程的综合性加工，如挤出机与压延机配合生产薄膜，挤出机与复合机配合生产复合制品，挤出机与造粒机配合可以造粒等；生产操作简单，工艺控制较容易。适用于所有的热塑性塑料，最常用的有聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、ABS等，也可用于某些热固性塑料。主要用于生产棒、管、型材和薄膜等，也是中空成形的主要制坯方法。在挤出机头芯部穿入金属导线，挤出制品即为塑料包敷电线或电缆。,2）注射成形（塑料注射成形又称注塑成形）,成形过程：加料，加热塑化、注射、制品冷却和制品脱模等。注射成形工艺参数：温度（料筒、喷嘴、模具），压力和成形时间等。特点：能制造外形复杂、尺寸精确的塑料制品，是三维塑料制品批量生产的主要方法，生产效率较高，易于实现机械化和自动化，变种最多的一种成型方法，对模具的依赖性大。应用：几乎所有的热塑性塑料(除氟塑料外)都可以采用注射成型，另外还有针对热固性塑料(如酚醛塑料)的注射成型；主要产品有电视机、电话机、音响等家电外壳，汽车保险杠、仪表板、蓄电池外壳等汽车用塑料件，桶、盆、筐等日用品等等。3）模压成形（又称压塑成形、压缩成形）成形过程主要包括加料、模压成形、固化、制品脱模等。工艺参数：成形温度、压力和时间。,特点：,与注射成形相比，模压成型的主要优点是可模制较大平面的制品和利用多槽模进行大批量生产，其中热固性塑料模塑制品具有耐热性能好、使用温度范围宽、变形小等特点；模压成形可采用普通液压机，模具无浇注系统，结构简单，适用于流动性差的塑料，易于成形大型制品；制品的收缩率较小，变形小，各向性能比较均匀。其缺点是成形周期长、生产效率低；自动化程度较低，劳动强度大；溢边较厚，对于厚壁、带有深孔和形状复杂的制品难以成形；模具易变形、磨损、寿命短且自动化程度较低，工人劳动强度大。应用：模压成型主要用于热固性塑料制品的生产，其中以酚醛塑料、氨基塑料使用最广。其制品主要用作机械零部件、电器绝缘件和日用品等，如汽车配电盘、电器开关、餐具等。4）传递模压（又称传递模塑）传递模压是将热固性塑料经过加热室进入加热模具的闭合模腔，而成型的方法。传递模压成形过程与模压成型工艺相似，主要区别是模具结构和注入料状态。,特点：,可成型薄壁和复杂形状制品；可制造带有精细或易损嵌件和穿孔的制品；制品性能较均一，尺寸较准确；制品废边少，可减少后加工量；模具的磨损较小。传递模塑也有其特有的缺点:塑料在通过流道和浇口时受较大压力，产生高剪切应力，易于产生较大收缩和翘曲变形；成本较压缩模塑高，塑料损耗多；纤维增强的塑料成型时，制品会因纤维取向产生各向异性；嵌件四周的塑料有时会因熔接不牢而使制品强度降低。应用：适用于模压成型的塑料也适用于传递模塑，如酚醛类、环氧类、三聚氰胺甲醛类塑料等。其典型塑料制品有集成电路(IC)芯片，带有金属镶嵌件的热固性塑料制品，如电器开关等。5）热成型过程：片材夹持；加热；成型；冷却；脱模。特点：是成本最低的塑料加工方法之一，加工设备相对较简单，制品特点是壁薄，且多为内凹外凸的半壳形。但热成型需对原料进行前处理和对产品进行修整，因此劳动量较大。,工艺参数：温度、压力和时间。,应用：适于热成型加工的塑料有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸甲酷，以及多种热塑性共聚物等，有时高密度聚乙烯、聚酞胺、聚碳酸醋、聚对苯二甲酸乙二醉醋等也用此法成形。由于热成型是以塑料片材为原料，因此，材料需经浇铸、压延、挤出等方法制造成片材后才可用于热成型。现在热成型可以加工内外表面精度要求都较高的制品，如汽车和建筑业常用的一些制品。热成型制品大都属于半壳形，如杯、碟等食品容器，冰箱内衬，汽车内部镶板，塑料浴缸，电子仪表附件，飞机舱罩等。3、塑料制品结构的技术特征即所设计的塑料制品其几何形状和尺寸是否满足或适应塑料成形工艺（通俗地说就是“好不好做”）。1）几何形状和尺寸的设计：包括脱模斜度、壁厚、加强筋、圆角、孔和支承面等的设计。2）金属嵌件的设计：金属嵌件的作用是提高塑料制品的强度和使用寿命，满足塑料制品某些特殊要求，如导电、导磁、耐磨和装配联接等。,2橡胶制品的成形技术,1、橡胶制品的成形性能：胶料的流变性、流动性、硫化性和热物理性。2、橡胶制品的成形技术方法橡胶制品的生产主要包括混炼、成形、硫化等加工过程。橡胶的混炼是将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程，其基本任务是制出符合品质要求的混炼胶；混炼好的胶可用来成形；橡胶硫化的目的在于使橡胶具有足够的强度、耐久性以及抗剪切和其他变形能力，减少橡胶的可塑性。1）橡胶注射成形将胶料加热塑化成粘硫态(或称熔融态)，施以高压注射进模具，在模具中热压硫化，然后从模具中取出成形好的制品。工艺过程：预热、塑化、注射、硫化、出模等几个过程。工艺参数有：螺杆转速，注射速度和压力、温度，硫化条件（指硫化压力、温度和时间）等。应用：主要用于模型橡胶制品如密封圈、带金属骨架模制品、减振垫和鞋类，也有试用于注射轮胎制品。,2）橡胶制品的压延成形,利用压延机辊筒之间的挤压力作用，使物料发生塑性流动变形，最终制成具有一定断面尺寸规格和几何形状的片状聚合物；或者将聚合物材料覆盖并附着于纺织物和纸张等基材的表面，制成具有一定断面厚度和一定断面几何形状的复合材料。工艺参数：辊温、压延速度、压力等。应用：可制造胶片，如胶料的压片、压型和胶片的贴合；胶布的压延，如纺织物的贴胶、擦胶和压力贴胶等。3）橡胶制品的挤出成形是使高弹性的胶料在挤出机机筒及螺杆的相互作用下，受到剪切、混合和挤压，在此过程中，物料在