《压制成型》PPT课件.ppt
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1、第六章 压制成型第一节 热固性塑料的模压成型第二节 橡胶制品的模型硫化第三节 复合材料压制成型第四节 传递模塑高分子材料成型方法压制(模压)挤出注射压延二次成型中空吹塑、拉伸膜、热成型、合成纤维拉伸变形热定型其他成型铸塑、泡沫材料成型、冷压烧结、胶乳制品加工、溶液纺丝、冻胶纺丝热固性材料主要成型方式是压制热塑性材料主要成型方式是挤出、注射、纺丝成型方法适用原料制品压制热固性塑料电器制品、机器零件、日用品橡胶轮胎、胶带、胶管、胶鞋、密封件、各种橡胶工业品热固性树脂、增强材料增强复合材料(层压板、玻璃钢等)挤出所有材料(热塑、热固、橡、纤)连续材料:管棒板片、挤吹薄膜、挤出流延薄膜、单丝(鱼网、刷
2、子)、纤维、线缆包覆层、异型材、复合物注射热塑性塑料、某些热固性塑料、橡胶各种模型制品(日用品、工业品)压延热塑性塑料、橡胶膜、片、复合材料(人造革、复合膜等)二次成型中空吹塑(注吹、挤吹)仅适用于热塑性塑料中空制品拉幅(平挤拉、管膜拉)拉伸膜热成型薄壳制品合成纤维拉伸、变形和热定型纤维其他成型铸塑含聚合物或单体的流体(熔体,溶液,糊塑料)大多为模型制品有机玻璃、眼镜片;封装;大型管材;搪塑制品;小大型罐类制品。铸塑流延薄膜泡沫材料(各种方法)塑料、橡胶泡沫材料冷压烧结难熔难溶树脂模型制品胶乳制品胶乳胶乳制品管、单丝、薄膜制品溶液纺丝加热不熔融或分解的线形聚合物纤维冻胶纺丝超高分子量聚合物超高
3、强度纤维高分子材料制造加工的发展方向满足需要-对产品性能、质量的各种要求-设计开发产品 低耗高效-原材料损耗少,成品率高,生产效率高,能耗低。机械化、自动化、清洁化生产-研发制造加工技术 绿色环保循环再生-对环境影响小,无毒无污染,原料-产品-回收循环。原料来自可再生资源,产品可回收利用或可降解-可持续发展(循环经济、科学发展观、可持续发展)第六章 压制成型(P186)背景-最早发展起来的成型方法、至今广泛应用 制成品-热固性塑料、橡胶、高分子基复合材料 定义-依靠加热加压,实现成型物料造型的一次成型技术 特点-有压力(因为有小分子析出,当没有小分子析出时可不加压如不饱和聚酯树脂)传递模塑-以
4、模压成型为基础发展而来,其工艺操作与压制成型较接近,用于压制成型形状复杂及厚制品 制品实物第一节 热固性塑料的模压成型186模压成型-将模塑料在已加热到指定温度的模具中加压,使物料熔融流动并均匀地充满模腔,在加热加压下经过一定时间,使其发生化学交联反应而变成具有三维体型结构的热固性塑料制品 优点-工艺成熟、生产控制方便、成型设备和模具较简单,所得制品的内应力小,取向程度低,不易变形 缺点-间歇操作,生产效率低,难以实现自动化生产,劳动强度大,不能成型形状复杂和较厚制品(可用传递模塑解决见第四节)适用原料-热固性塑料如酚醛塑料PF,氨基塑料如脲醛UF、蜜胺MF,环氧树脂EP,有机硅树脂SI,不饱
5、和聚酯树脂UP,聚酰亚胺PI(耐高温的半梯形聚合物,不熔不溶,模压加工时以聚酰胺酸为原料)。注意:模压前及模压初期的物料是可熔可溶的 制品-电器、机器零件、日用品 一、热固性塑料的成型工艺性能1861、流动性热固性模塑料的流动性在受热受压下充满模具型腔的能力 影响流动性的因素-模塑料的性质。热固性树脂的性质和模塑料的组成。树脂分子量低,反应程度低,填料颗粒细小且呈球状,低分子物含量高,含水量高,则流动性好;模具。模具型腔表面光滑且呈流线型,流动性好;成型工艺条件。预热及模具温度高,流动性好流动性大小要适当-太小可能造成充料不足,太大则可能溢出模腔,造成填塞不紧、分模面粘合,树脂与填料分离(偏析
6、),影响产品质量 2、固化速率定义-热固性模塑料在一定温度和压力下压制标准试样时制品物理机械性能达到最佳所需时间与试件厚度之比值(s/mm厚度)影响固化速率的因素-热固性塑料交联反应(主要影响因素)、预压预热条件、成型工艺条件(温度、压力)固化速率大小要适当-太慢则生产效率低、太快则流动性差造成充料不足,即未充满型腔就已固化,不能用于成型薄壁制品和形状复杂的制品 3、成型收缩率定义-常温常压下模具型腔的单向尺寸和制品单向尺寸之差与模具型腔的单向尺寸之比 收缩可能导致质量问题-制品变形、扭曲、开裂收缩的原因-交联,塑料热胀冷缩热胀系数塑料大于金属,脱模后的弹性回复及塑性变形 影响收缩率的因素-塑
7、料本性有小分子排出则收缩率大、成型工艺条件、制品形状大小收缩率的大小-1%左右P187表6-1 4、压缩比定义-制品相对密度除以模塑料表观相对密度 压缩比小一些好-压缩比大时,易混入空气,生产效率低 降低压缩比的方法-预压 压缩比的大小-218倍,P187表6-1二、模压成型的设备和模具1881、压机上压式液压机:P188图6-1 下压式液压机:P188图6-2 压机构成:油缸、泵、阀、柱塞、上下模板(一活一固定,两板之间放置模具)、顶出柱塞、机座、加热、时间控制等 压机参数-公称压力、柱塞直径、压板尺寸(决定制品面积大小)、工作行程(决定模具厚度和制品厚度)2、模具分为两半:动模、定模 溢式
8、模具:P189图6-3,结构简单成本低,易操作。不宜压制收缩率大的塑料,用于制扁平小型低密度制品。模压时多余物料溢出。闭模速度要适当。制品强度和厚度较难一致。要求加料准确。浅 不溢式模具:P198图6-4,结构复杂成本高,阴模必须有顶出杆,操作技术要求高。能压制收缩率大和流动性差的物料。加料必须准确一致。模压时不易排气,固化时间长。深 半溢式模具:P190图6-5,分为有支承面和无支承面两种,结构及性能介于两者之间 无论什么模具都要求加料必须准确、一致 压制用模具浅浅深三、模压成型工艺三、模压成型工艺190可分为三个阶段-物料准备(计量)、成型(预压-预热-嵌件安放-加料-闭模-排气-保压固化
9、-脱模冷却)、制品后处理 1、计量重量法-准确但麻烦,用于尺寸要求准确制品 容量法-方便但不准确 2、预压作用-提高加料速度和准确度;降低压缩率从而减少模具装料室和模具高度;加快传热减少空气从而缩短预热、固化时间,制品不易出现气泡;便于成型较大的制品、带有精细嵌件的制品,还有干燥作用 影响预压料好坏的因素-原料水分(太少不利预压、太大影响制品质量)、颗粒大小(太大预压料空隙多、太小易封入空气、粉尘也大)、压缩比(太大难以预压、太小无须预压,为宜)、预压温度(室温下,若不行则提高到50-90)、预压压力(40-200MPa,视原料性质和预压物形状大小而定,最终使预压物密度达到制品密度的80%)设
10、备-预压机、模具(由上阳模、下阳模、阴模组成)3、预热作用-提高料温,加快固化速度,缩短成型时间;提高流动性和固化均匀性,提高制品质量,降低废品率;降低模压压力,可成型较大制品 预热温度和时间-适当。温度视不同塑料而定,时间是能获得最大流动性的时间(在一定温度下)见图6-7第191页 预热方法-电热板、烘箱、红外线、高频电 4、嵌件安放在加料前放入模具内,要求平稳准确 5、加料要求-准确、均匀 方法-加预压物(计数法);加粒料(均匀堆放);用加料器(型腔多时)6、闭模先快后慢-先快:在阳模接触塑料前,目的是缩短成型周期;后慢:快要接触塑料时,目的是保护嵌件、型腔,顺利排除空气、避免粉料吹出 7
11、、排气目的-不使制品内出现气泡或分层 方法-卸压使模具松开少许时间 注意-何时排气?时间多长?次数?8、保压固化时间-适当,几分钟,保证质量下提高设备利用率 9、脱模冷却趁热脱模,注意制品变形在型面上/烘箱上慢冷 10、制品后处理修正-去毛边 热处理-目的:使固化完全,减少内应力,减少水分等挥发物,提高制品性能。热处理温度:高于成型温度10-50。热处理时间:视具体情况而定四、模压成型工艺条件及控制压力/温度/体积与模压周期的关系-P192图6-8 A-模具开启时B-模具开始闭合,压力升、温度升、体积升BC中间-模具完全闭合,模具无支承面时压力升至最大并保压C-料温=模温D-料温达最大E-开模
12、F-料温=室温 1、模压压力定义-成型时压机对塑料施加的压力 式6-4压力大小-塑料流动性越小,固化速度越大,压缩率越大,模温越高,制品深度大、壁薄、面积大、形状复杂,所需模压压力越高 模压压力的确定-压力大一些对制品质量有利,但太大则损坏模具、制品内应力大 2、模压温度定义-成型时模具的温度。模温影响塑料熔融、流动、交联速度 模压温度的确定-适当,不能太大更不能太小-P194 3、模压时间定义-从充模加压到完全固化的时间。与塑料本性有关,也与制品形状、厚度、模温、模压、是否预热预压有关 模压时间的确定-不能太长也不能太短-P194成型是工艺参数的综合平衡 一些热固性模塑料的工艺参数T,p,t
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