第七章 塑料的二次成型1.ppt

1、第七章 塑料的二次成型,1、什么是二次成型 在一定条件下，将板、片、棒等塑料型材通过再次加工成型为制品的方法。 2、二次成型与一次成型的区别 一次成型主要是通过塑料的流动或塑性形变实现造型，成型过程中总伴随有聚合物的状态或相态转变，而二次成型过程始终是在低于聚合物流动温度或熔融温度的固体状态下进行，一般是通过粘弹性形变来实现塑料型材或胚件的再造型。 3、二次成型方法有哪些 主要有：中空吹塑成型、热成型、取向薄膜的拉伸等。,第一节 二次成型的粘弹性原理,1、一次成型的温度区 粘流温度Tf或熔融温度Tm以上。 2、二次成型的温度区 无定形高聚物，熔融温度以下，玻璃化温度以上；部分结晶的高聚物，熔点

2、附近。 3、适合二次成型的塑料 适合于Tg比室温高得多的聚合物。因为它们成型的制品要在室温下长期使用，这样才能具有良好的尺寸稳定性。,温度对聚合物的物理状态的影响：,二次成型的原理： 取Tg比室温高很多的无定形聚合物，使其在Tg以上受热软化，并且在外力作用下发生形变，忽略瞬时普弹性变，而塑性形变又很小，此时发生的形变主要是推迟高弹形变。 如果对其施加外力，当形变达到最大时去除外力，如果温度保持不变，形变能够完全恢复；如果温度迅速降低到Tg以下，链段的运动被冻结，形变被固定下来。,对于Tg比室温高得多的无定型或难于结晶的聚合物（PVC、PMMA），二次成型通常按下述方法进行： （1）将聚合物在T

3、g以上的温度加热，然后使之产生形变并成型为一定形状； （2）形变完成后将其置于接近室温冷却，使形变冻结并固定其形状（定型）。 对于结晶高聚物，形变过程在接近熔点的温度下进行，此时粘度大，成型可按无定型高聚物的考虑，但其冷却定型的本质与无定型高聚物的不同。结晶聚合物冷却定型过程中产生结晶，分子链本身因为结晶结构的一部分或与结晶区域相联系而被固定，不能再产生卷曲恢复，而达到定型的目的。,二次成型的适合温度 以使聚合物最易产生形变而且伸长率最大的温度为宜。对大多数无定型热塑性聚合物而言，最适宜的成型温度与Tg相当。,PVC(Tg=85 )最适宜的成型温度92-94，PMMA(Tg=105 )最适宜的

4、成型温度118,二次成型产生的形变具有可恢复性。,第二节 中空吹塑成型,1、定义 中空吹塑成型通常简称为吹塑，是一种借助流体压力使闭合在模腔内尚处于半熔融状态的型坯膨胀，成为中空塑料制品的二次成型技术。 2、适于吹塑的制品 生产各种液体的包装容器，以及儿童玩具等。 3、常用的材质 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、热塑性聚酯以及聚酰胺、纤维素塑料和聚碳酸酯等。 4、成型工艺 按制造型坯的不同， 注射吹塑和挤出吹塑,一、成型工艺,挤出吹塑的工艺过程 管坯的挤出 合模 吹入压缩气体 保压、冷却、脱模 注射吹塑,二、工艺过程的影响因素 1、型坯温度 由它来控制型坯粘度，保障吹胀前的移动。,型坯粘度的计算,（

5、7-3）,L型坯长度 熔体的密度 v挤出速度,（二）吹气压力和充气速度 1、吹气作用 对管坯施加压力使其胀大，还起冷却型件的作用。 2、压力的控制 粘度低、易变形的取低值（如聚酰胺） 粘度高、模量大的取高值（如聚碳酸酯） 制品的大小、型坯厚度有关 3、充气速度 充气速度（空气的容积流率）尽可能的大，有利于缩短吹胀时间获得均匀厚度和较好的表面。 过大，进口处会出现真空，使型坯内陷 措施，加大吹管口径、降低容积流率,（三）吹胀比 1、定义 制品尺寸和型坯尺寸之比，即型坯吹胀的倍数。 2、适宜的吹胀比 根据材料的种类、性质，制品的形状、尺寸以及型坯的尺寸确定。 增大吹胀比可节省物料，制品强度、刚度下

6、降，成型困难 吹胀比过小，塑料消耗增加，壁厚、冷却时间延长，成本提高 一般吹胀比选择在2-4之间,（四）模温和冷却时间 模温的高低根据制品的种类确定，Tg高的可采用较高的模温，反之采用较低的模温。,第三节 热成型,1、定义 热成型利用热塑性塑料的片材作为原料制造塑料制品的一种方法。 2、成型过程 裁样 夹模 加热 加热延伸 加压 冷却定型和修整 3、特点 制品壁厚不大，片材一般是1-2mm，但制品的表面积可以很大，制品属于半壳形的，深度有一定限制。 4、适宜的树脂 PMMA、PVC、PE、ABS比较少用HDPE、PA、PC等比较少用到。 5、与注射成型比较 热成型生产效率高，方法简单，设备投资

7、少，能制造比表面较大的制品。缺点是原料（片材）成本高，制品后加工工序多。,一、热成型方法 （一）差压成型 1、定义 利用片材两面的压力差，将受热软化的片材压向压力低的一侧。发生延伸和弯曲，最后紧贴在模具型腔表面，获得形状，经冷却定型后，自模具底部通入压缩空气将制品吹出，经修饰获得制品。 2、特点 （1）与模具贴合面精细且光洁度高 （2）越后贴合的部位厚度越薄 （3）通常只有阴模 （4）制品表面光泽好、无暇疵，材料透明性不发生变化,（二）覆盖成型 模具只有阳模，借助液压系统的推力将阳模顶入由框架夹持的且已加热的片材中，也可用机械力移动框架将片材覆盖在模具上，然后再抽真空使片材包覆在模具上而成型。

8、 （三）其它热成型 1、柱塞辅助成型 2、推气成型 （四）工序 材料夹持 片材加热 冷却 脱模,二、热成型的影响因素,影响工艺和产品质量的因素主要是，成型温度、片材的加热时间以及成型压力和成型速度等有关。 （一）成型温度,实际加工中，由于从加热到成型有时间间隔，材料会散热；而且不同的材料导热性不同，为此需要延长片材的加热时间。 如右图，厚0.5mm的PE加热到121时，单位厚度所需时间为36s/mm，厚度增加到1.5mm时，单位厚度加热时间减少到24s/mm。,（二）成型速度,成型速度直接影响到材料的拉伸速度。 成型温度不高采用慢速成型；,（三）成型压力 作用是使片材产生形变。压力必须大于材料

9、在该温度下的弹性模量。,（四）材料的成型性 1、材料自身加工温度的波动范围 2、伸长率对温度的敏感情况,第四节 拉幅薄膜的成型,简介： 拉幅薄膜主要是通过提高薄膜的取向，来提高材料的强度、透明性等性能。可以将挤出的原片（或管坯）与拉幅过程联系起来连续生产，也可以分成两个对立的过程进行。,一、薄膜取向的原理和方法 在Tg-Tm(Tf)温度区间，聚合物长链受到外力作用拉伸时，沿力的方向伸长取向。 拉幅薄膜的特点：（1）强度提高；（）降低成本；（）使用范围扩大了。 拉幅薄膜分为单轴拉伸、双轴拉伸。 拉幅薄膜的拉伸取向方法：平膜法和管膜法,二、拉幅薄膜的成型工艺,对于无定形聚合物和结晶聚合物在拉幅成型工艺上有差别。 、无定形聚合物 加热温度在Tg-Tf之间，恒温拉伸或温度阶梯拉伸，后处理在Tg-Tf。 、结晶聚合物 不能再结晶的条件下拉伸，所以要加热到Tm以上，然后骤冷冻结分子运动。然后快速拉伸，再骤冷。最后用最大结晶温度热处理。,（一）平膜法逐步拉伸薄膜的成形,首先进行纵向拉伸，而后进行横向拉伸。纵向拉伸可采用单点拉伸或多点拉伸。拉伸比通常在3-9之间。多点拉伸，拉伸均匀，拉伸程度大，不易产生细颈现象。采用的比较多。 由挤出机挤出厚片，熔融的厚