第20章 特殊塑料成型工艺.ppt

1、第20章 特殊塑料成型工艺, 20.1 层压成型 20.1.1 高压成型 20.1.2 低压成型 20.2 铸塑成型 20.2.1 静态浇铸成型 20.2.2 离心浇铸成型 20.3 搪塑和浸途成型, 20.3.1 搪塑 20.3.2 浸涂 20.3.3 粉末浸涂 20.3.4 旋转成型 20.3.5 烧结成型 20.3.6 缠绕成型与喷射成型 20.3.7 流延成型,20.1 层压成型 层压成型是用涂有树脂的基体片材（基材）按一定数量叠合在一起，经过加热、加压使之成为层合板、层合管或层合棒等的加工方法。层压制品综合了树脂和基材两者的性能，具有强度高、质量轻、不易受潮等优点，用途非常广泛。 可

2、用作层压基材的原料主要有玻璃纤维织物、合成纤维织物、麻纤维织物、纸张、棉布、石棉、碳纤维、硼纤 维和陶瓷纤维等，这些基材经过酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氨基树脂,或不饱和聚酯等涂敷后，再经干燥并根据制品和型腔形状进行裁剪及叠合后便可进行层压成型。 20.1.1 高压成型 1. 基体片材制备 集体片材的制备包括基体片表面处理、涂敷树脂、烘干等，是保证层压质量的关键。 2. 板材层压成型,（1） 叠料 （2）装机热压 （3）出机脱模 （4）切边 （5）后烘 3. 管材及其他制品的高压成型 承压管的成型工艺是：基体片材浸渍树脂干燥后，卷于加热的管上，然后放到模具中，通过压力机压制，得到层压管制品

3、。,20.1.2 低压成型 低压成型法主要应用于不饱和聚酯树脂、环氧树脂等的成型，以及在固化时产生挥发性副产物的树脂及固化温度在常温或加热状态下的成型。 20.2 铸塑成型 在模具中加入液态成型材料，经加热，在催化剂的作用下固化成型的方法称做铸塑成型加工。铸塑成型可分为静态浇铸、离心浇铸等。,20.2.1 静态浇铸成型 将液态原料浇入静置的模具中，使其完成聚合或交联反应并按型腔形状和尺寸固化成为塑料制品的方法称为静态浇铸成型，如图20-1所示。,下面以环氧树脂为例简述静态浇铸工艺的典型工艺过程。 1.液态原料配制 环氧液态原料通常由双A型环氧树脂，并添加硬化剂和适量填料配制而成，成型过程中依靠

4、交联反应固化为制品。 2.成型准备 浇铸成型前的准备工作包括清洗模具、涂试脱模剂、安放嵌件和预热模具等，其取舍需要视塑料的品种和成型质量等具体情况而定。,3. 浇铸成型 指将液态原料浇入型腔，并使其通过聚合或交联反应固化成为制品的过程。 4. 后处理 后处理指制品脱模后，为了消除制品中的残余应力而采取的加热和保温等热处理措施。制品是否需要后处理工艺条件均与塑料品种有关。,20.2.2 离心浇铸成型 离心浇铸是将液态原料浇入旋转运动的模具中，利用离心力迫使液态原料充满旋转体型腔并固化成为制品。 离心浇铸的主要特点如下： 1） 可以成型大型厚壁或薄壁制品，而静态浇铸则很难成型大型薄壁制品。 2）

5、制品的精度和力学性能较好，但残余内应力较大。 3）离心浇铸工艺比较复杂，不宜成型形状复杂的制品；设备投资较高，模具一般使用钢材。,20.3 搪塑和浸涂成型 20.3.1 搪塑 搪塑又称为涂凝，是由静态浇铸原理衍生出的成型方法，可以只用凹模型腔成型软质中空塑料制品（如塑料娃娃等），主要特点是设备费用低、工艺操作比较简单、生产效率高，但制品厚度均匀性和表面质量精度比较差。该法主要用于聚氯乙烯塑料。,20.3.2 浸涂 浸涂又称为蘸浸，其原理与搪塑相似。浸涂成型（图20-2）仅使用凸模来成型软质中空制品，其成型过程与搪塑相似，即首先将经过预热的凸模浸入装有塑料湖的容器中，然后慢慢提起，塑料糊便会在凸

6、模型面上附着一层膜状凝胶，再将凸模连同凝胶一起进行热处理，便可从凸模上脱取制品。浸涂成型所用的凸模可采用铝、黄铜、钢材、陶瓷和玻璃等材料制造。,20.3.3 粉末浸涂 粉末浸涂成型是将加热到一定温度的模具放到塑料粉末中，使其接触的塑料粉末熔融并粘附在模具上而成为塑料制品的成型方法。为了使塑件壁厚均匀，粉末浸涂成型一般采用沸腾浸渍法，如图20-3所示。将塑料粉末放到储槽中，在贮槽的底部设有多孔板，吹入压缩空气，使塑料粉末呈流动沸腾状态，这时，将加热模具放入到料槽中，流动沸腾状态的塑料粉末遇到模具表面即发生熔融浸涂成型过程，浸涂后取出模具进行加热处理，使塑料粉末完全熔融然后冷却，脱模得到制品。,2

7、0.4旋转成型 旋转成型又称滚塑成型，所使用的成型物料分为两类，一类为液态或糊状原料，另一类为粉料。前者的旋转成型与离心浇铸相似，可认为是一种特殊的铸塑方法，主要用于聚氯乙烯塑料，其制品包括玩具、皮球、瓶罐类容器等，也可用于大型中空制品。后者的旋转成型问世较晚，但已成为一种最经济的大型中空制品成型方法，已用于聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚酰胺和聚碳酸酯等多种塑料，制品的直径和长度可达数米，容积可达去10m3。,图20-4是大型塑件的旋转成型示意图。首先将成型物料装入既可以自转又可以公转的模具中，然后起动旋转成型设备和加热装置，使物料在旋转加热过程中熔融塑化，并依靠重力作用粘附在型腔表壁，待冷却定型

8、后，便可从模内脱取制品。 旋转成型的主要特点是其转速比离心浇铸低得多，特别适于小批量生产大型中空制品。另外，制品厚度比中空吹塑均匀，内部残余应力很小，不容易出现变形或凹陷等缺陷。旋转成型的工艺条件与塑料品种和制品类型及尺寸有关,旋转成型模具一般用金属材料制造，小型模具常用铝材或钢材制成瓣合结构，而大型模具则多用薄钢板制成壳体结构。旋转成型过程中对模具采用外部热源加热，常用的加热方法有热风循环加热、明火加热、热液体传导加热、红外线辐射加热和电加热等，具体视制品情况和模具数量而定。旋转后成型结束时常用水喷淋将模具冷却，然后脱取制品，喷淋过程中模具保持旋转。,20.5 烧结成型 塑料烧结成型的原理是

9、：首先将松散的粉状物料用压力机在模内进行冷压预成型，然后将型坯置于烧结炉中加热到塑料的熔融温度并保温使其熔结成密实的整体，再经冷却而成制品。目前，烧结成型主要用于粘度很高、流动性极差的聚四氟乙烯和超高相对分子质量聚乙烯塑料等。烧结成型所用的模具可参考金属粉末成型模具设计。 聚四氟乙烯的烧结工艺条件见表20-1。,超高相对分子质量聚乙烯的烧结成型要求其粉料的平均粒径小于30um，预压成型压力约4045MPa，保压时间3min左右。烧结成型时，如果在空气中加热 ，,加热速度约取80Ch，烧结温度取163C，烧结时间4h左右，冷却速度可与加热速度相同；如果在氮气中加热，烧结温度可提高到200C，烧结时间可缩短到1.5h。 20.6缠绕成型与喷射成型 缠绕成型（图20-5）是用浸有树脂的玻璃纤维（或织物）在型模上作规律性缠绕后，通过加热使缠绕物按照模具外形固化，然后脱取获得制品。缠绕成型可以利用不同的缠绕规律充分发挥玻,纤维的增强作用，使制品获得很高的比强度，而且很容易实现缠绕机械化、自动化和计算机控制。缠绕成型可以生产各种大型玻璃钢制品，如各种储罐、箱体、压力容器、增强管道、飞机整流罩以及火箭壳体和喷嘴等。,喷射成型（图20-6）是手糊成型的机械化形式。通过