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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、变形小等特点。A.生产周期长，效率低;B.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→脱模预压预热（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。ⅰ．加料方便。ⅱ．简化了模具结构。ⅲ．成型周期↓。ⅰ.减小内外温差；ⅱ．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。)ⅲ.↓成型周期，提高生产效率。预热：（2）模压过程：ⅰ．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。ⅱ．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ⅳ．固化：ⅲ．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。ⅴ.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）（1）模温：ⅰ．主要作用：A.物料熔融塑化，充满模腔。B.固化定型。ⅱ．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η↓，流动性↑，有利于充模。b.制品物理机械性能提高。c.固化速度↑，成型周期↓，生产率↑。塑料名称模具温度/ºCUF135~155PF145~180MF140~180聚酯85~150环氧145~200有机硅150~190常见塑料的模具温度ⅲ．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（250）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。ⅰ．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ⅱ．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。ⅲ．模压压力作用：A．加速塑料流动；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。ⅳ．模压压力ⅴ.模压压力确定原则：(酚醛：30±5MPa）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塑料名称模压压力/MPaPF7-42UF14-56三聚氰氨-甲醛塑料14-56聚酯0.35-35环氧树脂0.7-14有机硅树脂70-56常见塑料的模压压力ⅵ．对性能影响：A.Pm↑，流动性↑。（5-6-55）B．Pm↑，d↑，性能↑。（5-6-56）C．Pm↑，成型收缩率↓。D．Pm↑↑，模具寿命↓，能耗↑，性能↓。E．Pm↓↓，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ⅰ．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ⅱ．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（327ºC）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：ⅰ．应一次加足物料。原因：否则易分层，很难熔结为一体。ⅱ．加压速度A．直径大的长制品：慢：5-10mm/分钟；B．直径小的短制品：快：10-20mm/分钟。压后不能损坏，否则很难补上。ⅲ．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。ⅳ．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。注意：卸压时，要慢，以防坯料损坏。（4）烧结：将预制品加热至熔点（327ºC）以上，并在该温度下保持一段时间，再升温至370-380ºC，使分散的单颗粒树脂熔融、扩散、烧结为密实整体。ⅰ．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：30-40ºC/小时（避免内外温差大）小制品快：80-120ºC/小时（分散性：30-40ºC/小时）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300ºC和340ºC保温一段时间。原因：在这两个温度下，线膨胀系数大。ⅱ．保温过程：A．保温温度：一般在Tm-Td间。a.悬浮法PTFE：385-395ºC。390±5ºC分散性PTFE：370±5ºC。（因分子量小，热稳定性差）b.热稳定性好：380-400ºC；热稳定性差：365-375ºCc.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，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ⅰ．聚四氟乙烯的最大结晶温度为310-315ºC，260ºC以下结晶速率很小。ⅱ．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。ⅲ．降温速度：A.大制品：5-15ºC/小时，（300、340ºC保温）8-10小时。B.中制品：60-70ºC/小时，（250ºC取出）5-6小时。C.小制品：应根据用途决定是否退（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600~900毫米。（2）辊筒长1800~2500毫米。（3）L/D=1:2.5~3。（4）表面硬度540~560º（布）。（5）转速：40~60转/分钟。图5-6-63几种压延机的辊筒排列方式ⅰ．各辊相互独立，受力互不干扰，传动平稳，厚度易调节控制。ⅱ．物料与辊筒接触时间短，分解少。ⅲ．拆卸方便，易检修。ⅳ．上料方便，易观察存料。ⅴ．便于观察贴胶。3．特点：ⅰ．包辊面积小，光洁度受影响。ⅱ．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→40ºC米/分0.4MPa0.45-0.5MPa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）ⅰ．辊温和辊速控制项目Ⅰ辊Ⅱ辊Ⅲ辊Ⅳ辊引离辊冷却辊运输辊辊速/米/分42536050.5789086辊温/ºC165170170-175170___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（60→40