二次成型资料.ppt
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1、第七章 塑料的二次成型 二次成型是指在一定条件下将塑料一次成型所得的型材通过再次加工成型为制品的方法。目前二次成型技术主要包括:中空吹塑成型、拉幅薄膜成型、热成型等。成型对象成型温度形变一次成型 粉料、粒料Tf或Tm以上粘流态流动或塑性形变二次成型热塑性塑料的型材Tf或Tm以下类橡胶状粘弹形变第一节 二次成型的粘弹性原理一、聚合物的物理状态 类橡胶态下聚合物表现出粘性和弹性,要产生不可逆形变必须有较大外力作用。无定形聚合物在TgTf呈类橡胶状;部分结晶聚合物在Tm附近有类橡胶状。二、聚合物的粘弹性形变 Tg比室温高得多的无定形聚合物的二次成型过程是:先在TgTf范围内加热,使之产生形变并成型为
2、一定形状,然后将其置于接近室温下冷却,使其形变冻结并固定其形状。部分结晶聚合物的二次成型在接近熔点Tm下进行,形变情况与无定形聚合物一样,但冷却定型有本质的区别。分子链因结晶被固定,不可能产生弹性回复。三、成型条件的影响1.成型温度 以聚合物能产生形变且伸长率最大的温度为宜。一般无定形热塑性塑料的最宜成型温度比其Tg略高。如硬聚氯乙烯(Tg=83)的最宜成型温度为9294。2.冻结温度(模温)冻结温度,可回复形变,有效形变所以冻结温度低于Tg最好。相同冻结温度下,成型温度高有更高的残余形变。但伸长率在Tg以上某温度达最大值。3.成型速度 完成一定形变所需时间或在某一定时间内的形变率。Tg以下成
3、型速度慢,伸长率高;Tg以上成型速度快,伸长率高。第二节 中空吹塑成型 含义:借助气体压力使闭合在模具型腔中的处于类橡胶态的型坯吹胀成为中空制品的二次成型技术。最常用于中空成型的热塑性塑料品种有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等;生产的吹塑制品主要是用作各种液状货品的包装容器,如各种瓶、壶、桶等。一、成型工艺注坯吹塑 热坯吹塑挤坯吹塑 冷坯吹塑1.挤出吹塑 工艺过程:挤出管坯合模送入压缩空气,吹胀型坯保压、冷却定型后脱模 优点:生产效率高,型坯温度均匀,熔接缝少,吹塑制品强度较高;设备简单,投资少,对中空容器的形状、大小和壁厚允许范围较大,适用性广,故在当前中空制品的总产量中,占有绝对优势。2.注射吹
4、塑 注射型坯包复在一根金属管上,管的一端通入压缩空气,另一端的管壁上开有微孔。(1)无拉伸注坯吹塑 成型过程:注射型坯开启注射模热型坯移入吹塑模内合模吹入压缩空气定型、脱模 优点:壁厚均匀,不需后加工;制品无接缝,废料少;对塑料品种的适应范围较宽。缺点:需注塑和吹塑两套模具,故设备投资较大;成型周期较长;型坯内应力较大,易开裂,生产容器的形状和尺寸受限。(2)注射拉伸吹塑 型坯被横向吹胀前受到轴向拉伸,所得制品具有大分子双轴取向结构。工艺过程:注射型坯冷却加热到拉伸温度转入拉伸吹胀模内 优点:注拉吹制品的透明度、冲击强度、表面硬度和刚度都能有较大的提高,制造同样容量的中空制品,注坯拉伸吹塑可以
5、比无拉伸注坯吹塑的制品壁更薄,因而可节约成型物料50左右。二、工艺过程的影响因素 1.型坯温度 型坯温度对其形状稳定性的影响通常从两个方面表现出来:一是熔体粘度对温度的依赖性,T,变形量。二是离模膨胀效应,T长度收缩和壁厚增大现象,表面质量。一般型坯温度控制在材料的TgTf(m)之间,并偏向Tf(m)一侧。2.吹气压力和充气速度 压缩空气的作用:吹胀、施压、冷却。吹气压力一般在0.20.7MPa,粘度低、易变形、厚壁、小容积低压力。充气速度(空气容积流率)大,可以缩短吹胀时间,有利于取得均匀厚度和较好的表而质量。但充气速度过大,会造成型坯内陷,气流拖断。3.吹胀比 是制品尺寸和型坯尺寸之比,亦
6、即型坯吹胀的倍数。吹胀比节约材料,但壁厚,吹胀成型困难,强度和刚度。一般吹胀比为24倍。4.模温和冷却时间 根据塑料的种类来确定,Tg或Tf高者,允许采用较高的模温。模温过低过早冷却,吹胀困难,制品的轮廓和花纹会变得很不清晰。模温过高冷却时间长,生产周期增加,脱模易变形。冷却时间一般占成型周期的1/32/3,防止未经充分冷却即脱模引起强烈的弹性回复。还受到塑料品种、制品形状和壁厚等的影响。第三节 热成型 含义:将热塑性塑料片材加热至高弹态,采用适当的模具或夹具,在压力作用下使其贴近模具的型面,经过冷却获的制品的一种成型方法。热成型主要用来生产薄壳制品,面积可以很大,但深度有一定的限制。片材可用
7、挤压、压延和流涎等方法来制造 优点是成型压力较低,对模具要求低,工艺较简单,生产率高,设备投资少,能制造面积较大的制品。缺点是原料须经过一次成型,故成本较高,制品的后加工较多。一、热成型的基本方法1.差压成型 产生压差有两种方法 真空成型 压力成型 工艺过程:特点:制品结构鲜明,与模具面贴合一面的光洁度较高;与模具面贴合时间愈后的部位,其厚度愈小;模具结构简单,通常只有阴模。2.覆盖成型 多用于制造厚壁和深度大的制品。其成型过程基本上和真空成型相同,所不同的是所用模具只有阳模。阳模顶入片材或片材扣覆在模具上,密封后再抽真空成型。3.其它方法二、热成型的影响因素1.成型温度 保证较大的伸长率和足
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