RPVC注塑成型的工艺条件是什么?
RPVC注塑成型的工艺条件是什么? RPVC为PVC中的主要一类,又叫硬质聚氯乙烯,下面主要研讨它的工艺条件。 (1) RPVC的成型加工性能 1) RPVC的吸湿性小,但为了提高流动性,提高塑件质量,宜先进行干燥处理: 2) RPVC的热稳定性差,极易降解,是塑料中热稳定性最差的一种,200℃ 时即会分解,分解时放出腐蚀性及刺激性气体,故必须加入热稳定剂。 3) RPVC熔体粘度高,需要较高的成型压力,但压力过大又易造成熔体破裂,为此,注塑操作中宜采用中、低速进行,避免高速充模。 4) RPVC的粘流态温度距热分解温度很近,成型温度范围很窄,为此要严格控制料温。 5) RPVC熔体在分解时会放出氯化氢气体,它有很强的腐蚀作用,故对加工RPVC的设备和模具应有良好的防腐措施,确保其不受腐蚀。 6) RPVC的模具浇注系统宜粗短,进料口截面应尽量大些,流道中不得有滞料死角。 7) RPVC0的成型温度范围较窄,为尽快充模,应尽量减少熔料的滞留时间。 8) RPVC模时各处的温度应尽量均匀,温差应不超过5℃,否则会造成内应力过大。 9) RPVC熔体的冷却速度快,成型周期应尽量短,一般成型周期为40~80s。 10) RPVC体宜采用螺杆式注塑机成型、喷嘴以用直通式为好,孔径宜大。 (2)RPVC的主要注塑成型条件 1) 料筒温度。RPVC对温度要求较严,它为热敏性塑料,温度过高易造成分解;而它的流动性又较差,温度过低使流动性更差。通常,料筒温度控制在170~190℃比较适宜,严禁超过200℃。 2) 模具温度。模温高低对成型质量有较大关系,模温过高会促进分解,过低则难以充模,通常,模具温度控制在30-60℃为宜。 3) 注射压力。由于RPVC熔体的粘度高,因此注射压力宜偏高,以利充模,通常,注射压力控制在80~130MPa。
PP、PE、PVC都是塑料品名英文的缩写,国人对其的通俗称谓。它们分别是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯。
再比如说PTFE是聚四氟乙稀、FEP是氟化乙烯丙稀共聚物、PVDF是聚偏二氟乙稀、ETFE是乙烯和四氟乙烯的共聚物等是同样的道理。
聚丙烯(PP)
应用:微波炉餐具、盆、塑料桶、保温瓶外壳、编织袋等。
特性:化学稳定性高、卫生性能好、耐热性高。微波炉餐具可选用标明PP字样的塑料制品。
毒性:无毒,对人体无害。
该聚合物可有三种立体结构:等规、间规、无规聚丙烯,前两者能结晶,后者不能。市售聚丙烯产品基本上市等规的结构,熔点164~170摄氏度,结晶部分密度0.935克/立方厘米,非洁净部分0.851克/立方厘米。
PP最大的缺点就是容易氧化老化。现在用添加抗氧剂与紫外光吸收剂等加以克服。
聚乙烯(PE)
应用:保鲜膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、提桶、水壶等。
特性:PE比较软,摸起来有蜡质感,与同等塑料相比质量比较轻,有一定的透明性,燃烧时火焰呈蓝色。
毒性:无毒,对人体无害。
市售高密度聚乙烯(HDPE),密度0.945~0.96克/立方厘米,熔点125~137摄氏度;
线性低密度PE(LLDPE),密度0.925克/立方厘米,熔点120~125摄氏度;
高压低密度PE(HP-LDPE), 密度0.918克/立方厘米,熔点105~115摄氏度.
聚氯乙稀(PVC)
应用:保鲜膜、塑料鞋及革制品、薄膜、电缆、塑料袋。
特性:硬塑料,常用于工业领域。
毒性:做成保鲜膜、塑料袋等软塑料时,必须加入大量的辅助材料,有些是有毒的,这种材料中的有害物质释放出来后可能致癌。
密度1.4克/立方厘米,熔融温度120~210摄氏度,不溶于一般有机溶剂如烃类、醇与酯类等,能溶于四氢呋喃、甲基乙基酮、环戊酮、硝基苯、二甲亚砜等,有良好的耐酸碱性。
聚酯(PET)
应用:塑料饮料瓶、药瓶、化妆品瓶、油瓶以及各种瓶盖、保温盖。
特性:透明度好,不易破碎,化学稳定性良好,适合多种液体或固体药品包装。对紫外线有较好的遮蔽性。
毒性:无毒。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(缩写PET)是饱和聚酯的典型代表,可以用来制成纤维、薄膜及塑料等。
聚碳酸酯(PC)
应用:杯子、餐具、水壶、婴儿奶瓶和冷水瓶、微波炉容器、运动装备。
特性:PC瓶透明、耐一定高温和可用腐蚀液洗涤,可回收利用。
毒性:无臭无毒,但用该材料的餐具盛装热水及油类时,会释放酚甲烷,人体吸收后,会干扰内分泌。
目前大宗生产的是双酚A型聚碳酸酯。熔点高达270摄氏度,密度1.2克/立方厘米,能溶于二氯甲烷、二氯乙烷、氯苯等,不溶于水、醇等。
聚苯乙烯(PS)
应用:一次性塑料餐具、梳子、盒子、圆珠笔杆、儿童玩具、塑料购物袋。
特性:透明度高、表面光泽。
毒性:材料本身无毒。生产一次性餐具时会大量使用重金属等违禁添加剂,与食品中所含的水、醋、油等相互溶解,进入人体,可能引发消化不良、局部疼痛以及肝系统病变等疾病,影响儿童的智力发育,严重者会导致胆结石、重金属中毒甚至细胞癌变。如果餐具里含有工业石蜡,甚至可能致癌。
导语:生活中,我们可以接触到各式各样的塑料管材,大到某些运输管道,小到饮料吸管,几乎遍布于我们的日常生活中,可以说与我们的生存息息相关。那么这些管材类产品又是如何生产出来的呢?下面我们就来了解一下塑料管材生产工艺的相关知识。
常见的塑料管材
我们日常生活中常见的塑料管材主要是PVC管。PVC(Polyvinyl chloride)聚氯乙稀,它是由氯乙烯单体在一定条件下经过聚合反应形成的聚合物。在此PVC材料中添加各种添加剂、辅助材料就能获得拥有某种特定性能的材料,从而制成某种商品并应用于某一领域。而我们生活中形形色色的管材,大部分就是以PVC材料为原料,经过一定的生产成型工艺,制成能应用于实际生活中的大小功能不同的塑料管材。为提高管材的强度、抗冲击性、耐腐蚀性以及满足某些特殊应用中的特殊要求,会在生产工艺中添加各种相应的添加剂,如润滑剂、抗冲击剂、稳定剂等,从而获得UPVC管、CPVC管等性能更优良的管材。
塑料管材的种类
除了以PVC材料为原料制成的管材外,还有聚乙烯(PE)管、聚丁烯(PB)管、工程塑料(ABS)管等塑料管材,当然随着科学技术的不断发展进步,越来越多性能优良、质量好且成本低的管材会被研制出来,适应社会需求,满足人们需要。
塑料管材生产工艺流程
管材的挤出成型需在挤出机上进行,PVC管材的成型既可以用双螺杆挤出机也可用单螺杆挤出机。
下面以PVC聚氯乙稀为原料并在双螺杆挤出机上进行管材成型为例,简述管材的生产工艺流程。
一、生产相应性能尺寸管材前,需对所需原料进行计算、称量和配方。
二、将已配方好的原料在相关设备上进行高速热混合。
三、待原料混合均匀后,在冷却系统的作用下,使原料冷却降温并呈熔融状态。
四、熔融状态下的原料经挤出机作用后形成管坯,对管坯进行降温使其定型从而获得较好的表面质量。
五、经牵引机、切割机等设备对成型管进行牵引、切割、扩口等后续工艺,以满足具体形状尺寸要求。
六、最后进行全面质量检查,并将合格产品打包入库。
对于管材生产工艺的相关知识就介绍到这了,当然,在实际生产中,生产管材还要注意许多方面的问题,并不是只言片语能概括的。而随着科技的飞速进步,越来越多也越来越好的产品会一一呈现在我们的面前,给我们平凡的生活带来不平凡的体验。
(1)PVC管在高速混合时,助剂渗入PVC树脂的空隙,使助剂在树脂中均匀分散,考虑到温度在1000C以上有利于物料中水蒸气蒸出,所以一般热混机的温度设在100~1200C。为了让助剂充分地与PVC微粒接触,减少填充剂对助剂的吸附作用,应该在加入PVC树脂后即启动热混机,再按如下顺序投料:稳定剂、各种加工助剂、色料、填充剂。在实际生产中,大都是将原辅料全都投入后再启动热混机。
(2)固体输送区的料筒温度一般控制在100~1400C 。若加料温度过低,使固体输送区延长,减少了塑化区和熔体输送区的长度,会引起塑化不良,影响产品质量。
(3) 从机头口模挤出来的管状物要经过冷却,使它变硬而定型。定型一般用定径套进行外径定型和内径定型两种方式。其中外径定型结构较为简单,操作方便,我国普遍采用。
(4)牵引装置的作用是给机头挤出的管材提供一定的牵引力和牵引速度,均匀地引出管材,并通过调节牵引速度调节管子的壁厚。牵引速度取决于挤出速度,一般牵引速度比挤出速度快1%~3%。
问题二:塑料加工有哪些工艺? 塑料成型方法很多,下面列举其中六种主要的成型方法
1、注射成型 又称注塑成型.
2、挤出成型 又称挤塑成型.是热塑性塑料的主要成型之一
3、中空成型 又称吹塑成型
4、压缩成型 又称压制成型.把上下模安装在压力机的上下模板之间,将塑料原料直接加入型腔内,将模具闭合,塑料在受热受压下充满型腔,固化定型后得到塑料制件.
5、压注成型 又称传递成型.也是热固性塑料的主要成型方法之一.它是将塑料粒料装入模具的加料室内,在加热,受压下熔融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统充满型腔,然后固化成型
6、固相成型 使塑料在熔融温度下成型,在成型过程没有明显的流动状态,多用于塑料板材的二次成型加工,如真空成型,压缩空气成型和压力成型等,原多用于薄壁制件成型,先用于制造厚壁制件.
7、其它成型 压延成型,浇铸成型,滚塑成型,泡沫成型等
6. 挤出成型 。挤出成型也称挤压模塑或挤塑,它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。
挤出法主要用于热塑性塑料的成型,也可用于某些热固性塑料。挤出的制品都是连续的型材,如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。此外,还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等。
挤出成型机由挤出装置、传动机构和加热、冷却系统等主要部分组成。挤出机有螺杆式(单螺杆和多螺杆)和柱塞式两种类型。前者的挤出工艺是连续式,后者是间歇式。
单螺杆挤出机的基本结构主要包括传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模等部分。
挤出机的辅助设备有物料的前处理设备(如物料输送与干燥)、挤出物处理设备(定型、冷却、牵引、切料或辊卷)和生产条件控制设备等三大类。
7. 挤拉成型 。挤拉成型是热固性纤维增强塑料的成型方法之一。用于生产断面形状固定不变,长度不受限制的型材。成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续纤维经加热模拉出,然后再通过加热室使树脂进一步固化而制备具有单向高强度连续增强塑料型材。
通常用于挤拉成型的树脂有不饱和聚酯、环氧和有机硅三种。其中不饱和聚酯树脂用得最多。
挤拉成型机通常由纤维排布装置、树脂槽、预成型装置、口模及加热装置、牵引装置和切割设备等组成。
8. 注射成型 。注射成型(注塑)是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化,而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。
注射成型几乎适用于所有的热塑性塑料。近年来,注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。注射成型的成型周期短(几秒到几分钟),成型制品质量可由几克到几十千克,能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的模塑品。因此,该方法适应性强,生产效率高。
注射成型用的注射机分为柱塞式注射机和螺杆式注射机两大类,由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成;其成型方法可分为:
(1) 排气式注射成型。排气式注射成型应用的排气式注射机,在料筒中部设有排气口,亦与真空系统相连接,当塑料化时,真空泵可将塑料中合有的水汽、单体、挥发性物质及空气经排气口抽走;原料不必预干燥,从而提高生产效率,提高产品质量。特别适用于聚碳酸酯、尼龙、有机玻璃、纤维素等易吸湿的材料成型。
(2) 流动注射成型。流动注射成型可用普通移动螺杆式注射机。即塑料经不断塑化并挤入有一定温度的模具型腔内,塑料充满型腔后,螺杆停止转动,借螺杆的推力使模内物料在压力下保持适当时间,然后冷却定型。流动注射成型克服了生产大型制品的设备限制,制件质量可超......>>
问题三:塑料成型技术主要有哪5种 塑料成型加工方法是一门工程技术,所涉及的内容是将塑料转变为塑料制品的各种工艺。在转变过程中常会发生以下一种或几种情况,如聚合物的流变以及物理、化学性能的变化等。塑料成型的方法很多:
压制成型;挤出成型;手糊成型;挤拉成型;纤维缠绕成型;注射成型;压延成型;吹塑成型;发泡成型;二次成型。
1.压缩模塑。压缩模塑又称模压,是模塑料在闭合模腔内借助加压(一般尚须加热)的成型方法。通常,压缩模塑适用于热固性塑料,如酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料等。
压缩模塑由预压、预热和模压三个过程组成:
预压 为改善制品质量和提高模塑效率等,将粉料或纤维状模塑料预先压成一定形状的操作。
预热 为改善模塑料的加工性能和缩短成型周期等,把模塑料在成型前先行加热的操作。
模压 在模具内加入所需量的塑料,闭模、排气,在模塑温度和压力下保持一段时间,然后脱模清模的操作。
压缩模塑用的主要设备是压机和塑模。压机用得最多的是自给式液压机,吨位从几十吨至几百吨不等。有下压式压机和上压式压机。用于压缩模塑的模具称为压制模具,分为三类;溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。
压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和能大量生产,其缺点是生产周期长,效率低。
2. 层压成型。用或不用粘结剂,借加热、加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法。
层压成型常用层压机操作,这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压板。
层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布、纸张、石棉布等,树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性树脂。
3. 冷压模塑。冷压模塑又叫冷压烧结成型,和普通压缩模塑的不同点是在常温下使物料加压模塑。脱模后的模塑品可再行加热或借助化学作用使其固化。该法多用于聚四氟乙烯的成型,也用于某些耐高温塑料(如聚酰亚胺等)。一般工艺过程为制坯-烧结-冷却三个步骤。
4. 传递模塑。传递模塑是热固性塑料的一种成型方式,模塑时先将模塑料在加热室加热软化,然后压入巳被加热的模腔内固化成型。传递模塑按设备不同有工种形式:① 活板式;② 罐式;③ 柱塞式。
传递模塑对塑料的要求是:在未达到固化温度前,塑料应具有较大的流动性,达到固化温度后,又须具有较快的固化速率。能符合这种要求的有酚醛、三聚氰胺甲醛和环氧树脂等。
传递模塑具有以下优点:① 制品废边少,可减少后加工量;② 能模塑带有精细或易碎嵌件和穿孔的制品,并且能保持嵌件和孔眼位置的正确;③ 制品性能均匀,尺寸准确,质量高;④ 模具的磨损较小。缺点是:⑤ 模具的制造成本较压缩模高;⑥ 塑料损耗大;⑦ 纤维增强塑料因纤维定向而产生各向异性;⑧ 围绕在嵌件四周的塑料,有时会因熔按不牢而使制品的强度降低。
5. 低压成型。使用成型压力等于或低于1.4兆帕的摸压或层压方法。
低压成型方法用于制造增强塑料制品。增强材料如玻璃纤维、纺织物、石棉、纸、碳纤维等。常用的树脂绝大多数是热固性的,如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂。
低压成型包括袋压法、喷射法。
(1) 袋压成型。借助弹性袋(或其它弹性隔膜)接受流体压力而使介于刚性模和弹性袋之间的增强塑料均匀受压而成为制件的一种方法。按造成流体压力的方法不同,一般可分为加压袋成型、真空袋压成型和热压釜成型等。
(2) 喷射成型。成型增强塑料制品时,用喷枪将短切纤维和树脂等同时喷在模具上积层并固化为制品的方法。
6.挤出成型。挤出成型也称挤压模塑或挤塑,它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。
挤出法主要用于热塑性塑料的成型,也可......>>
问题四:塑料成型模具有哪些成型方法? 1、塑料注射模具:它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具,塑料注射成型模具对应的加工设备是塑料注射模具对应的加工设备是塑料注射成型机,塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融,然后在注射机的螺杆或柱塞推动下,经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入 模具型腔,塑料冷却硬化成型,脱模得到制品。其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用塑料模具钢模块,常用的材质主要为碳素结构钢、碳素工具钢、合金工功钢,高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产,用注射成型工艺生产的塑料制品十分广泛,从生活日用品到各类复杂的机械,电器、交通工具零件等都是用注射模具成型的,它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。
2、塑料吹塑模具:是用来成型塑料容器类中空制品(如饮料瓶、日化用品等各种包装容器)的一种模具,吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型(俗称“注拉吹”),多层吹塑中空成型,片材吹塑中空成型等。中空制品吹塑成型所对应的设备通常称为塑料吹塑成型机,吹塑成型只适用于热塑料品种制品的生产。吹塑模具结构较为简单,所用材料多以碳素多则制造。
3、塑料吸塑模具:是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具,其原理是利用抽真空盛开方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片,在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品,主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生产方面。吸塑模具因成型时压力较低,所以模具材料多选用铸铝或非金属材料制造,结构较为简单。
4、塑料拉丝模具:主要是用来生产塑料丝的一种模具,其原理是通过挤出机熔融的塑料经过模具上的小孔后再经冷却,拉伸、收卷等过程形成最终的拉丝产品。模具材质多为冷作模具钢或氮化钢制造,其结构较为简单。
问题五:塑料成型工艺有哪些主要方法 主要有以下8种成型工艺:
1.注塑
2.挤出
3.吹塑
4.模塑
5.挤拉
6.发泡
7.浇注
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问题六:塑料成型工艺有哪些主要方法 用液压机的比较多,但是注塑机也有不过成本有点高,河南龙华养殖设备这里有不少压机有时间可以来参观考察。
问题七:常见的塑料成型方法有哪些 1、注射成型。又称注塑成型
2、挤出成型。又称挤塑成型。是热塑性塑料的主要成型法
3、中空成型。又称吹塑成型
4、压缩成型。又称压制成型。把上下模安装在压力机的上下模板之间,将塑料原料直接加入型腔内,将模具闭合,塑料在受热受压下充满型腔,固化定型后得到塑料制件
5、压注成型。又称传递成型,也是热固性塑料的主要成型方法之一。将塑料粒料装入模具的加料室内,在加热,受压下熔融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统充满型腔,然后固化成型
6、固相成型。使塑料在熔融温度下成型。在成型过程没有明显的流动状态。
7、其它成型。压延成型,浇铸成型,滚塑成型,泡沫成型等
问题八:塑料成型工作是怎么个原理,有那些程序 20分 塑料成型工作原理: 塑料成型是一种注射兼模塑的成型方法,又称注射成型。通用的注塑方法是将聚合物组分的粒料或粉料放人注塑机的料筒内,经过加热、压缩、剪切、混合和输送,使其均匀化和熔融(这一过程又称塑化),然后再借助柱塞或螺杆向熔化好的聚合物熔体施加压力,高温熔体通过料筒前面的喷嘴和模具的浇道系统,射入预先闭合好的低温模腔中,经冷却定型,开启模具,顶出,得到具有一定几何形状和精度的塑料制品。该方法适用于形状复杂塑料部件的批量生产,它是重要的塑料加工方法之一。
注塑成型的程序:注塑成型的过程一般分为锁模、射胶、保压、冷却、开模、顶出制品6个步骤。通过对注塑机参数的设定,在正常生产的情况下,注塑机会自动完成以上步骤。如,注塑机的动作程序有:合模→预塑→倒缩→喷嘴前进→注射→保压→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→开门→取工件→关门→合模。
问题九:塑料的主要成型加工方法有哪些 塑料的加工是一个复杂的过程,大体分来主要有以下几种加工方式:
预压为改善制品质量和提高模塑效率等,将粉料或纤维状模塑料预先压成一定形状的操作。
预热为改善模塑料的加工性能和缩短成型周期等,把模塑料在成型前先行加热的操作。
模压在模具内加入所需量的塑料,闭模、排气,在模塑温度和压力下保持一段时间,然后脱模清模的操作。
压缩模塑用的主要设备是压机和塑模。压机用得最多的是自给式液压机,吨位从几十吨至几百吨不等。有下压式压机和上压式压机。用于压缩模塑的模具称为压制模具,分为三类;溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。
压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和能大量生产,其缺点是生产周期长,效率低。
2.层压成型。用或不用粘结剂,借加热、加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法。
层压成型常用层压机操作,这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压板。
层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布、纸张、石棉布等,树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性树脂。
3.冷压模塑。冷压模塑又叫冷压烧结成型,和普通压缩模塑的不同点是在常温下使物料加压模塑。脱模后的模塑品可再行加热或借助化学作用使其固化。该法多用于聚四氟乙烯的成型,也用于某些耐高温塑料(如聚酰亚胺等)。一般工艺过程为制坯-烧结-冷却三个步骤。
4.传递模塑。传递模塑是热固性塑料的一种成型方式,模塑时先将模塑料在加热室加热软化,然后压入巳被加热的模腔内固化成型。传递模塑按设备不同有工种形式:①活板式;②罐式;③柱塞式。
传递模塑对塑料的要求是:在未达到固化温度前,塑料应具有较大的流动性,达到固化温度后,又须具有较快的固化速率。能符合这种要求的有酚醛、三聚氰胺甲醛和环氧树脂等。
传递模塑具有以下优点:①制品废边少,可减少后加工量;②能模塑带有精细或易碎嵌件和穿孔的制品,并且能保持嵌件和孔眼位置的正确;③制品性能均匀,尺寸准确,质量高;④模具的磨损较小。缺点是:⑤模具的制造成本较压缩模高;⑥塑料损耗大;⑦纤维增强塑料因纤维定向而产生各向异性;⑧围绕在嵌件四周的塑料,有时会因熔按不牢而使制品的强度降低。
5.低压成型。使用成型压力等于或低于1.4兆帕的摸压或层压方法。
低压成型方法用于制造增强塑料制品。增强材料如玻璃纤维、纺织物、石棉、纸、碳纤维等。常用的树脂绝大多数是热固性的,如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂。
低压成型包括袋压法、喷射法。
(1)袋压成型。借助弹性袋(或其它弹性隔膜)接受流体压力而使介于刚性模和弹性袋之间的增强塑料均匀受压而成为制件的一种方法。按造成流体压力的方法不同,一般可分为加压袋成型、真空袋压成型和热压釜成型等。
(2)喷射成型。成型增强塑料制品时,用喷枪将短切纤维和树脂等同时喷在模具上积层并固化为制品的方法。
6.挤出成型。挤出成型也称挤压模塑或挤塑,它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。
挤出法主要用于热塑性塑料的成型,也可用于某些热固性塑料。挤出的制品都是连续的型材,如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。此外,还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合......>>
塑料制品是以合成树脂和各种添加剂的混合料为原料,采用注射、挤压、压制、浇注等方法制成的。塑料产品在成型的同时,还获得了最终性能,所以塑料的成型是生产的关键工艺。 注射成形也称注塑成形,是利用注射机将熔化的塑料快速注入模具中,并固化得到各种塑料制品的方法。几乎所有的热塑性塑料(氟塑料除外)均可采用此法,也可用于某些热固性塑料的成形。注射成形占塑料件生产的 30%左右,它具有能一次成形形状复杂件、尺寸精确、生产率高等优点;但设备和模具费用较高,主要用于大批量塑料件的生产。
注射成形机常用的有柱塞式和螺杆式两种,右图为螺杆式注射成形示意图。注射成形原理:将粉粒状原料从料斗加入料筒,柱塞推进时,原料被推入加热区,继而经过分流梭,通过喷嘴将熔融塑料注入模腔中,冷却后开模即得塑料制品。注塑料制件从模腔中取出后通常需进行适当的后处理,以消除塑料制件在成形时产生的应力、稳定尺寸和性能。此外,还有切除毛边和浇口、抛光、表面涂饰等。 挤出成形是利用螺杆旋转加压方式,连续地将塑化好的塑料挤进模具,通过一定形状的口模时,得到与口模形状相适应的塑料型材的工艺方法。挤出成形占塑料制品的 30%左右,主要用于截面一定、长度大的各种塑料型材,如塑料管、板、棒、片、带、材和截面复杂的异形材。它的特点是能连续成形、生产率高、模具结构简单、成本低、组织紧密等。除氟塑料外,几乎所有的热塑性塑料都能挤出成形,部分热固性塑料也可挤出成形。
右图为螺旋挤出成形示意图,粒状塑料从料斗送入螺旋推进室,然后由旋转的螺杆送到加热区熔融,并受到压缩;在螺旋力的作用下,迫使其通过具有一定形状的挤出模具,得到与口模截面形状相一致的型材;落到输送机皮带后用喷射空气或水使它冷却变硬得到固 化的塑料制件。 压制成形又称压缩成形、压塑成形、模压成形等,是将固态的粒料或预制的片料加入模具中,通过加热和加压方法,使其软化熔融,并在压力的作用下充满模腔,固化后得到塑料制件的方法。压制成形主要用于热固性塑料,如酚醛、环氧、有机硅等;也能用于压制热塑性塑料聚四氟乙烯制品和聚氯乙烯( PVC)唱片。与注射成形相比,压制成形设备、模具简单,能生产大型制品;但生产周期长、效率低,较难实现自动化,难以生产厚壁制品及形状复杂的制品。
下图为压制成形示意图,一般压制成形过程可以分为加料、合模、排气、固化和脱模几个阶段。塑料制件脱模后应进行后处理,处理方法与注射成形塑料制件方法相同。 吹塑成形(属于塑料的二次加工)是借助压缩空气使空心塑料型坯吹胀变形,并经冷却定型后获得塑料制件的加工方法。其方法主要有中空吹塑成形和薄膜吹塑成形。
右图为中空制件的挤吹成形示意图,将具有一定温度的挤出或注射的管状型坯置于对开吹塑模中,合上模具,通过吹管吹入压缩空气,将型坯吹胀后使之紧贴模壁,经保压、冷却定型后开模取出中空制件。 气体辅助注塑成形(简称气辅成形)是塑料加工领域的一种新方法。气辅成形工艺大致可分为 3种方式:A)中空成形,即将塑料熔体射入模具型腔,充填到型腔体积的60%-70%时,停止注射,开始注入气体,直至保压冷却定型。这种工艺主要适用于类似把手、手柄之类的厚壁塑料制品。B)短射,即将塑料熔体充填到型腔体积的90%-98%时,开始进气。该方法主要用于较大平面的厚壁或偏壁制品。C)满射,即将塑料熔体充填至完全充满型腔时才注入气体,由气体填充因熔体体积收缩而产生的空间,并将气体保压和熔体保压配合使用,使制品翘曲变形大大降低,用于较大平面的薄壁制品成型,其工艺控制较复杂。前两种方法也称为缺料气辅注射法,后者称为满料气辅注射法。
气辅工艺包括如下四个阶段:第一阶段,塑料注射。熔体进入型腔,遇到温度较低的模壁,形成一个较薄的凝固层;第二阶段:气体入射。惰性气体进入熔融的塑料,推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔;第三阶段:气体入射。 气体继续推动塑料熔体流动直到熔体充满整个型腔;第四阶段:气体保压。 在保压状态下,气道中的气体压缩熔体,进行补料确保制件的外观质量。
气辅成形具有如下优点:消除产品表面缩痕,改善产品表面质量;减少翘曲变形,减少流动条痕;降低产品内应力,提高产品强度;节省塑料原料,减轻制品重量(一般可减轻 20%-40%);改善材料在制品断面上的分布,改善制品的刚性;缩短成型时间,提高生产效率; 延长模具使用寿命。
(2)乳液聚合法 最早的工业生产 PVC的一种方法。在乳液聚合中,除水和氯乙烯单体外,还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂,使单体分散于水相中而成乳液状,以水溶性过硫酸钾或过硫 酸铵为引发剂,还可以采用“氧化-还原”引发体系,聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂,十二烷基硫醇作调节剂,碳酸氢钠作缓冲剂的。聚 合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状,乳液粒径0.05~2μm,可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短,较 易控制,得到的树脂分子量高,聚合度较均匀,适用于作聚氯乙烯糊,制人造革或浸渍制品。
(3)本体聚合法 聚合装置比较特殊,主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h,生成种子粒子,这时转化率 达8%~10%,然后流入第二段聚合釜中,补加与预聚物等量的单体,继续聚合。待转化率达85%~90%,排出残余单体,再经粉碎、过筛即得成品。树脂的 粒径与粒形由搅拌速度控制,反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单,产品质量好,生产成本也较低。
二、氯乙烯单体的生产
1.乙炔的生产:
乙炔的生产原料是电石,它的运输和使用必须符合“GB 10665-89”标准,使用前需要检测,电石的批次检测和采样按照国标“GB/T-6678-2003”规定来做,在使用过程中数以 安全,不要溅到身上。
电石的破碎,一般采用100-300mm大的电石或者整块电石,在进入粉碎机时的合理粒径为25-50mm,经过破碎后的合理粒径可以达到25-50mm,另外,注意,进入破碎机的电石温度应该在130。C以下,进入发生器的温度也应该小于80。C,否则对系统不安全。
电石的除尘也要符合环保部门的相关标准,在这些问题都解决以后。乙炔的发生,如下方程式:
CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C¬2H2+130 kj/mol
但也会产生很多副反应,产生杂质:
CaO + H2O → Ca(OH)2
CaS + 2H2O → Ca(OH)2 + H2S↑
Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3↑
Ca2Si + 4H2O → 2Ca(OH)2 + SiH4↑
Ca3As3 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2AsH3↑
Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3↑
乙炔的净化,发生器产生的粗乙炔气,由发生器顶部引出,经水洗塔喷淋洗涤、再经正水封进入冷却塔,在冷却塔内部,乙炔气体从底部进顶部出,冷却水或从废次钠从顶部进入从底部出去,气液两相在塔内填料表面逆流接触,交换热量并且进一步的进行洗涤。从冷却塔来的乙炔气,在保证乙炔气柜到一定的高度时,进入水泵加压后,再进入两台串联的清洗塔,与含有有效氯0.085%-0.12%的次氯酸钠溶液逆流进行逆流直接接触反应,除去粗乙炔气中的S、P等有害杂质。清净二塔主要除去乙炔中的饱和水分,使得纯度达到98.5%。不含S、P。[3]
2.乙烯氧氯化法制取氯乙烯
(1)乙烯氧氯化反应:
直接氯化:C2H4 +Cl2 → C2H4Cl2 (FeCl3作为催化剂)
氧氯化 :C2H4 + 2HCl + 1/2O2 → C2H4Cl2 + H2O +263 Kj(CuCl2做催化剂)
副反应:
C2H4Cl2 + Cl2 → C2H3Cl3 +HCl
C2H4 + HCl → C2H5Cl
C2H4 + 2O2 → 2CO + 2H2O
C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
C2H4 + 3HCl + O2 → C2H3Cl3 + 2H2O
(2)二氯乙烷的裂解:
方程式如下:
C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl – 67.93Kj
也存在副反应,注意副反应。
(3)乙烯氧氯化法工艺流程:
共分为五个单元,直接氯化单元、氧氯化单元、二氯乙烷精制单元、二氯乙烷裂解单元和氯乙烯精制单元。
氧氯化单元,主要在流化床反应器上,首先将直接氯化单元含有乙烯的尾气和本单元的部分冷凝气体汇合经过补充新鲜的乙烯气后预热后,再按比,乙烯:氯化氢:氧气:惰性气体= 1.6:2.0:0.63:2.0的比例进料,生成二氯乙烷。
二氯乙烷精制单元,主要用低沸塔,目的是清除EDC中的低沸物,清除低沸物后再送入高沸塔除去高沸物,最后再送入二氯乙烷的回收塔,回收二氯乙烷。
二氯乙烷裂解单元,主要将二氯乙烷送入裂解炉中,反应后,再进入急冷塔,大约会有40%原料的EDC组成的循环液,直接喷淋避免副反应,冷热交换后进入下一个工段。
氯乙烯精制单元,二氯乙烷裂解后,生成氯乙烯和氯化氢,转化率为大约55%,所以又大量为转化的原料。本套设备用的是改进的二塔流程设计。保留原来的氯化氢塔和氯乙烯塔,物料通过两个塔后,只有少量的HCl,进入液碱洗涤器和固碱干燥塔后进入到氯乙烯成品罐中。
采用二塔工艺减少了设备的维修费用,操作方便,运行费用很低,并且节约了部分的蒸汽,降低了成本,因此本套设备采用二塔工艺流程来精制氯乙烯。[4]
3.氯乙烯的悬浮聚合
主要原材料有,去离子水,氯乙烯单体,引发剂构成。
悬其中去离子水的质量直接影响到聚合的质量,水的硬度过高会影响材料的绝缘性和稳定性,水中阳离子(氯根)如果过高,会影响聚乙烯醇的分散体系易使树脂的颗粒变粗,影响产品的形态,PH也会影响,过高会是聚乙烯醇分解:
表1去离子水的规格
项目 规格 项目 规格
导电率/μΩ ≤0.5 SiO2/(mg/kg) ≤0.01
pH值 7.0 SO¬¬3/(mg/kg) 0
氧含量/(mg/kg) ≤0.01 氯/(mg/kg) 0
硬度,H 0 蒸发残留物/(mg/kg) 0
氯乙烯单体也有要求见下表
表2氯乙烯单体的规格
组分 含量 组分 含量
VCM纯度 ≥99.98% 乙炔 ≤0.1
异丁烷 ≤2 HCL ≤1
氯乙烷 ≤5 水 ≤60
VCM的杂质对合成的影响:1,炔类的影响,在VC自由基聚合中能与链发生反应,形成稳定的p-Π共轭体系,对集合有很大的影响。2,高废物也会对气产生影响,会粘连在反应釜上,不利。
悬浮聚合有以下几个步骤:聚合,分离出去氯乙烯单体,离心除去水合干燥。VCM(氯乙烯)
图2 悬浮聚合的主要流程
将去离子水加入聚合釜内,并将聚合配方的助剂如分散剂、缓冲剂等加入釜内搅拌,然后加入引发剂,密封聚合釜,抽除釜内空气,必要时用氮气替换,使釜内残留氧含量降至最低,最后加入氯乙烯单体VCM,然后通过反应釜夹套中的过热水加热,将釜温升至预定温度并进行聚合。
这些聚合反应热通过3种方式散热,但是根据反应釜大小,3种途径可以只利用其中一种或两种方式散热: 1)釜夹套冷却水,2)釜内冷水管,3)釜顶冷凝器等。要严格操作技术,始终保持预定反应温度,以保证氯乙烯产品质量。如果釜内聚合反应放热不足或失控造成温度过高不下时,釜内饱和蒸汽压也将大大超过反应釜的操作压力甚至设计压力,从而造成聚合釜的物理破坏。对此在制造聚合釜时对温度及压力的设计留有充分的余量,防止物理爆破酿成的灾难性后果。聚合反应的温度、压力的失控事故常常发生在反应的前中期,即VCM聚合为PVC的转化率小于70%时单体富相存在,才会发生上述温度。压力超高VCM转化率大于70%时,单体富相消失时,压力稳步降低。气提反应,用于清除氯乙烯单体,可以达到小于1×10-6的水平。最有效的气体方法包括蒸汽气提塔的使用。首先,反应器中的东西吹到集料箱和卸料箱中,单体的回收压力就与大气压相近,回收单体到达这个程度会导致PVC粒子变硬,因为有许多塑化作用的单体都被除去了,这有助于粒子粘合。氯乙烯和一些水从顶部除去,气体后从底部除去。过滤,通过离心机过滤,注意要用转鼓式离心过滤机。干燥和筛选,也要注意在聚氯乙烯干燥前温度不能高于100。C。
4.催化剂选择:
合成催化剂采用高汞为催化剂(HgCl2)
由于聚氯乙烯的熔融温度接近分解温度,因此成型困难。需要加入稳定剂来提高分解温度,使之易于成型加工。聚氯乙烯塑料的成型温度范围较窄,通常控制在150~1800C之间,聚氯乙烯塑料常采用一般热塑料的成型方法。例如挤出、注射、压延、吹塑、压制、铸塑及热成型等方法。聚氯乙烯是一种性能良好,价格便宜,用途广泛的塑料。它的主要缺点是热稳定性不好,易老化,搞冲击强度低,耐寒性不佳和加工性能差。提高聚氯乙烯塑料性能的主要途径,是寻找合适的稳定剂、增塑剂、填充剂等助剂进行合理配制,但更有效的方法是通过共聚和共混进行改性。
共聚合一般有两种情况:
1、氯乙烯与其它单体共聚,在聚氯乙烯主链上引入其它单体基团。目前主要的共聚物有氯乙烯—醋酸乙烯、氯乙烯-丙烯酸酯等共聚物。这些共聚物成型温度较低,加工性能较好。此外,还具有一些特殊性能,能满足使用上的需要。
2、在聚氯乙烯侧连上引入异种单体基团或在异种聚合物侧连上引氯乙烯链的接枝共聚反应,例如乙烯-醋酸乙烯接枝的共聚物(EVA-VC),控制接坛氯乙烯部分的数量和聚合度,可制得从硬质到软质的接枝共聚物,改进其抗冲击性能,低温脆性、耐候性加工性能等。共混法聚氯乙烯与其它聚合物共混,可制得兼有两者特性的共混物。上前为改进硬质聚氯乙烯共聚的流动性、抗冲击性能等常用与聚氯乙烯共聚物有:ABS、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共混的聚合物(MBS),氯化聚乙烯(CPE)。为了改进软质聚氯乙烯在使用过程中增塑剂的挥发、迁移、抽出等,常用的共聚物有:丁腈橡胶、氧化聚乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯-氧乙烯共聚物等。此外,聚氯乙烯还可以通过氯化,闻联和增强等方法改进其性能。
压制成型;挤出成型;手糊成型;挤拉成型;纤维缠绕成型;注射成型;压延成型;吹塑成型;发泡成型;二次成型。
1.压缩模塑。压缩模塑又称模压,是模塑料在闭合模腔内借助加压(一般尚须加热)的成型方法。通常,压缩模塑适用于热固性塑料,如酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料等。
压缩模塑由预压、预热和模压三个过程组成:
预压 为改善制品质量和提高模塑效率等,将粉料或纤维状模塑料预先压成一定形状的操作。
预热 为改善模塑料的加工性能和缩短成型周期等,把模塑料在成型前先行加热的操作。
模压 在模具内加入所需量的塑料,闭模、排气,在模塑温度和压力下保持一段时间,然后脱模清模的操作。
压缩模塑用的主要设备是压机和塑模。压机用得最多的是自给式液压机,吨位从几十吨至几百吨不等。有下压式压机和上压式压机。用于压缩模塑的模具称为压制模具,分为三类;溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。
压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和能大量生产,其缺点是生产周期长,效率低。
2. 层压成型。用或不用粘结剂,借加热、加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法。
层压成型常用层压机操作,这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压板。
层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布、纸张、石棉布等,树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性树脂。
3. 冷压模塑。冷压模塑又叫冷压烧结成型,和普通压缩模塑的不同点是在常温下使物料加压模塑。脱模后的模塑品可再行加热或借助化学作用使其固化。该法多用于聚四氟乙烯的成型,也用于某些耐高温塑料(如聚酰亚胺等)。一般工艺过程为制坯-烧结-冷却三个步骤。
4. 传递模塑。传递模塑是热固性塑料的一种成型方式,模塑时先将模塑料在加热室加热软化,然后压入巳被加热的模腔内固化成型。传递模塑按设备不同有工种形式:① 活板式;② 罐式;③ 柱塞式。
传递模塑对塑料的要求是:在未达到固化温度前,塑料应具有较大的流动性,达到固化温度后,又须具有较快的固化速率。能符合这种要求的有酚醛、三聚氰胺甲醛和环氧树脂等。
传递模塑具有以下优点:① 制品废边少,可减少后加工量;② 能模塑带有精细或易碎嵌件和穿孔的制品,并且能保持嵌件和孔眼位置的正确;③ 制品性能均匀,尺寸准确,质量高;④ 模具的磨损较小。缺点是:⑤ 模具的制造成本较压缩模高;⑥ 塑料损耗大;⑦ 纤维增强塑料因纤维定向而产生各向异性;⑧ 围绕在嵌件四周的塑料,有时会因熔按不牢而使制品的强度降低。
5. 低压成型。使用成型压力等于或低于1.4兆帕的摸压或层压方法。
低压成型方法用于制造增强塑料制品。增强材料如玻璃纤维、纺织物、石棉、纸、碳纤维等。常用的树脂绝大多数是热固性的,如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂。
低压成型包括袋压法、喷射法。
(1) 袋压成型。借助弹性袋(或其它弹性隔膜)接受流体压力而使介于刚性模和弹性袋之间的增强塑料均匀受压而成为制件的一种方法。按造成流体压力的方法不同,一般可分为加压袋成型、真空袋压成型和热压釜成型等。
(2) 喷射成型。成型增强塑料制品时,用喷枪将短切纤维和树脂等同时喷在模具上积层并固化为制品的方法。
6.挤出成型。挤出成型也称挤压模塑或挤塑,它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。
挤出法主要用于热塑性塑料的成型,也可用于某些热固性塑料。挤出的制品都是连续的型材,如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。此外,还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等。
挤出成型机由挤出装置、传动机构和加热、冷却系统等主要部分组成。挤出机有螺杆式(单螺杆和多螺杆)和柱塞式两种类型。前者的挤出工艺是连续式,后者是间歇式。
单螺杆挤出机的基本结构主要包括传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模等部分。
挤出机的辅助设备有物料的前处理设备(如物料输送与干燥)、挤出物处理设备(定型、冷却、牵引、切料或辊卷)和生产条件控制设备等三大类。
7.挤拉成型。挤拉成型是热固性纤维增强塑料的成型方法之一。用于生产断面形状固定不变,长度不受限制的型材。成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续纤维经加热模拉出,然后再通过加热室使树脂进一步固化而制备具有单向高强度连续增强塑料型材。
通常用于挤拉成型的树脂有不饱和聚酯、环氧和有机硅三种。其中不饱和聚酯树脂用得最多。
挤拉成型机通常由纤维排布装置、树脂槽、预成型装置、口模及加热装置、牵引装置和切割设备等组成。
8.注射成型。注射成型(注塑)是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化,而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。
注射成型几乎适用于所有的热塑性塑料。近年来,注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。注射成型的成型周期短(几秒到几分钟),成型制品质量可由几克到几十千克,能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的模塑品。因此,该方法适应性强,生产效率高。注射成型用的注射机分为柱塞式注射机和螺杆式注射机两大类,由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成;其成型方法可分为:
(1) 排气式注射成型。排气式注射成型应用的排气式注射机,在料筒中部设有排气口,亦与真空系统相连接,当塑料塑化时,真空泵可将塑料中合有的水汽、单体、挥发性物质及空气经排气口抽走;原料不必预干燥,从而提高生产效率,提高产品质量。特别适用于聚碳酸酯、尼龙、有机玻璃、纤维素等易吸湿的材料成型。
(2) 流动注射成型。流动注射成型可用普通移动螺杆式注射机。即塑料经不断塑化并挤入有一定温度的模具型腔内,塑料充满型腔后,螺杆停止转动,借螺杆的推力使模内物料在压力下保持适当时间,然后冷却定型。流动注射成型克服了生产大型制品的设备限制,制件质量可超过注射机的最大注射量。其特点是塑化的物件不是贮存在料筒内,而是不断挤入模具中,因此它是挤出和注射相结合的一种方法。
(3) 共注射成型。共注射成型是采用具有两个或两个以上注射单元的注射机,将不同品种或不同色泽的塑料,同时或先后注入模具内的方法。用这种方法能生产多种色彩和(或)多种塑料的复合制品,有代表性的共注射成型是双色注射和多色注射。
(4) 无流道注射成型。模具中不设置分流道,而由注射机的延伸式喷嘴直接将熔融料分注到各个模腔中的成型方法。在注射过程中,流道内的塑料保持熔融流动状态,在脱模时不与制品一同脱出,因此制件没有流道残留物。这种成型方法不仅节省原料,降低成本,而且减少工序,可以达到全自动生产。
(5) 反应注射成型。反应注射成型的原理是将反应原材料经计量装置计量后泵入混合头,在混合头中碰撞混合,然后高速注射到密闭的模具中,快速固化,脱模,取出制品。它适于加工聚氨酯、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、醇酸树脂等一些热固性塑料和弹性体。目前主要用于聚氨酯的加工。
(6) 热固性塑料的注射成型。粒状或团状热固性塑料,在严格控制温度的料筒内,通过螺杆的作用,塑化成粘塑状态,在较高的注射压力下,物料进入一定温度范围的模具内交联固化。热固性塑料注射成型除有物理状态变化外,还有化学变化。因此与热塑性塑料注射成型比,在成型设备及加工工艺上存在着很大的差别。下表比较了热固性与热塑性塑料注射成型的差别。
热固性与热塑性塑料注射成型条件的比较
工艺条件 热固性塑料 热塑性塑料
料筒温度 塑化温度低,料筒温度在95℃以下,温度控制要求严格 塑化温度高,料筒温度在150℃以上,温度控制不严格
在料筒中的时间 短 较 长
料筒加热方式 液体介质(水、油) 电加热
模具温度 150一200℃ 100℃以下
注射压力 100-200MPa 35-140MPa
注射量 注射量较小,料筒前部余料很小 注射量较大,料筒前部余料较多
热固性塑料的注射成型应用最多的是酚醛塑料。
9.吹塑成型。借气体压力使闭合在模具中的热型坯吹胀成为中空制品,或管型坯无模吹胀成管膜的一种方法。该方法主要用于各种包装容器和管式膜的制造。凡是熔体指数为0.04 ~ 1.12的都是比较优良的中空吹塑材料,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、热塑性聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等,其中以聚乙烯应用得最多。
(1) 注射吹塑成型。系用注射成型法先将塑料制成有底型坯,接着再将型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。
(2) 挤出吹塑成型。系用挤出法先将塑料制成有底型坯,接着再将型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。
注射吹塑成型和挤出吹塑成型的不同之处是制造型坯的方法不同,吹塑过程基本上是相同的。
吹塑设备除注射机和挤出机外,主要是吹塑用的模具。吹塑模具通常由两瓣合成,其中设有冷却剂通道,分型面上小孔可插入充压气吹管。
(3) 拉伸吹塑成型。拉伸吹塑成型是双轴定向拉伸的一种吹塑成型,其方法是先将型还进行纵向拉伸,然后用压缩空气进行吹胀达到横向拉伸。拉伸吹塑成型可使制品的透明性、冲击强度、表面硬度和刚性有很大的提高,适用于聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETP)的吹塑成型。
拉伸吹塑成型包括:注射型坯定向拉伸吹塑,挤出型坯定向拉伸吹塑,多层定向拉伸吹塑,压缩成型定向拉伸吹塑等。
(4) 吹塑薄膜法。成型热塑性薄膜的一种方法。系用挤出法先将塑料挤成管,而后借助向管内吹入的空气使其连续膨胀到一定尺寸的管式膜,冷却后折叠卷绕成双层平膜。
塑料薄膜可用许多方法制造,如吹塑、挤出、流延、压延、浇铸等,但以吹塑法应用最广泛。
该方法适宜于聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等薄膜的制造。
10.浇铸。在不加压或稍加压的情况下,将液态单体、树脂或其混合物注入模内并使其成为固态制品的方法。浇铸法分为静态浇铸、嵌铸、离心浇铸、搪塑、旋转铸塑、滚塑和流延铸塑等。
(1) 静态浇铸。静态浇铸是浇铸成型中较为简便和使用较为广泛的二种方法。这种方法常用液状单体,部分聚合或缩聚的浆状物、聚合物与单体的溶液,配入助剂(如引发剂、固化剂、促进剂等),或热塑性树脂熔体铸入模腔而成型。
(2) 嵌铸。嵌铸又称封入成型,是将各种样品、零件等包封到塑料中间的一种成型技术。即将被嵌物件置于模具中,注入单体、预聚物或聚合物等液体,然后使其聚合或固化(或硬化),脱模。这种技术已广泛用于电子工业。用于这类成型工艺的塑料品种有腮甲醛、不饱和聚酯、有机玻璃和环氧树脂等。
(3) 离心浇铸。离心浇铸是利用离心力成型管状或空心筒状制品的方法。通过挤出机或专用漏斗将定量的液态树脂或树脂分散体注入旋转并加热的容器(即模具)中,使其绕单轴高速旋转(每分钟几十转到两千转),此时放入的物料即被离心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋转的同时,放入的物料发生固化,随后视需要经过冷却或后处理即能取得制品。在成型增强塑料制品时还可同时加入增强性的填料。
离心浇铸通常用的都是熔体粘度较小、热稳定性较好的热塑性塑料,如聚酰胺、聚乙烯等。
(4) 搪塑。搪塑是模塑中空制品的一种方法。模塑时将塑料糊倒人开口的中空模内,直至达到规定的容量。模具在装料前或装料后应进行加热,以便使物料在模具内壁变成凝胶。当凝胶达到预定厚度时,倒出过量的液体物料,并再行加热使之熔融,冷却后即可自模具内剥出制品。搪塑用的塑料主要是聚氯乙烯。
(5) 旋转铸塑。该法是将液态物料装入密闭的模具中而使它以较低速度(每分钟几转到几十转)绕单轴或多轴旋转,这样,物料即能借重力而分布在模具的内壁上,再通过加热或冷却达到固化或硬化后,即可从模具中取得制品。绕单轴旋转的用于生产圆筒形制品,绕双轴或靠振动运动的则用于生产密闭制品。
(6) 滚塑(旋转成型)。类似于旋转铸塑的一种成型方法,不同的是其所用的物料不是液体,而是烧结性干粉料。其过程是把粉料装入模具中而使它绕两个互相垂直的轴旋转、受热并均匀地在模具内壁上熔结为一体,而后再经冷却就能从模具中取得空心制品。
滚塑使用的有聚乙烯、改性聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和纤维素塑料等。
(7) 流延铸塑。制取薄膜的一种方法。制造时,先将液态树脂或树脂分散体流布在运行的载体(一般为金属带)上,随后用适当方法将其固化(或硬化),最后即可从载体上剥取薄膜。
用于生产流延薄膜的塑料有:三乙酸纤维素、聚乙烯醇、氯乙烯和乙酸乙烯的共聚物等,此外某些工程塑料如聚碳酸酯等也可用来生产流延薄膜。
11.手糊成型。手糊成型又称手工裱糊成型、接触成型,是制造增强塑料制品的方法之一。该法是在涂好脱模剂的模具上,用手工一边铺设增强材料一边涂刷树脂直到所需厚度为止,然后通过固化和脱模而取得制品。手糊成型中采用的合成树脂主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂。增强材料有玻璃布、无捻粗纱方格布、玻璃毡等。
12.纤维缠绕成型。在控制张力和预定线型的条件下,以浸有树脂胶液的连续丝缠绕到芯模或模具上来成型增强塑料制品。这种方法只适于制造圆柱形和球形等回转体。常用的树脂有酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。玻璃纤维是缠绕成型常用的增强材料,它有两种:有捻纤维和无捻纤维。
13.压延。将热塑性塑料通过一系列加热的压辊,而使其在挤压和展延作用下连结成为薄膜或片材的一种成型方法。压廷产品有薄膜、片材、人造革和其它涂层制品等。压延成型所采用的原材料主要是聚氯乙烯、纤维素、改性聚苯乙烯等。
压延设备包括压延机和其它辅机。压延机通常以辊筒数目及其排列方式分类。根据辊筒数目不同,压延机有双辊、三辊、四辊、五辊、甚至六辊,以三辊或四辊压延机用得最多。
14.涂覆。为了防腐、绝缘、装饰等目的,以液体或粉末形式在织物、纸张、金属箔或板等物体表面上涂盖塑料薄层(例如.0.3毫米以下)的方法。
涂覆法最常用的塑料一般是热塑性塑料,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚三氟氯乙烯等。
涂覆工艺有热熔敷、流化喷涂、火焰喷涂、静电喷涂和等离子喷涂。
(1) 热熔敷。用压缩空气将塑料粉末经过喷枪、喷射到预热过的工件表面,塑料熔化、冷却形成覆盖层。
(2) 流化喷涂。预热的工件浸入悬浮有树脂粉末的容器中树脂粉末熔化而粘附在表面上。
(3) 火焰喷涂。将流态化树脂通过喷枪口的锥形火焰区使之熔化而实现喷涂的一种方法。
(4) 静电喷涂。利用高压静电造成静电场,即工件接地成正级,塑料粉末喷出时带有负电荷,则塑料静电喷涂到工件上。
(5) 等离子喷涂。用等离子喷枪使流经等离子发生区的惰性气体(如氩气、氮气、氦气的混合气体)成为5500 ~ 6300℃的高速高能等离子流,卷引粉状树脂以高速喷射至工件表面熔结成涂层。
15.发泡成型。发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料,常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。
按照泡孔结构可将泡沫塑料分为两类,若绝大多数气孔是互相连通的,则称为开孔泡沫塑料;如果绝大多数气孔是互相分隔的,则称为闭孔泡沫塑料。开孔或闭孔的泡沫结构是由制造方法所决定的。
(1) 化学发泡。由特意加入的化学发泡剂,受热分解或原料组分间发生化学反应而产生的气体,使塑料熔体充满泡孔。化学发泡剂在加热时释放出的气体有二氧化碳、氮气、氨气等。化学发泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生产。
(2) 物理发泡。物理发泡是在塑料中溶入气体或液体,而后使其膨胀或气化发泡的方法。物理发泡适应的塑料品种较多。
(3) 机械发泡。借机械搅拌方法使气体混入液体混合料中,然后经定型过程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用于脲眠甲醛树脂,其它如聚乙烯醇缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等也适用。
16.二次成型。二次成型是塑料成型加工的方法之一。以塑料型材或型坯为原料,使其通过加热和外力作用成为所需形状的制品的一种方法。
(1) 热成型。热成型是将热塑性塑料片材加热至软化,在气体压力、液体压力或机械压力下,采用适当的模具或夹具而使其成为制品的一种成型方法。塑料热成型的方法很多,一般可分为:
模压成型:采用单模(阳模或阴模)或对模,利用外加机械压力或自重,将片材制成各种制品的成型方法,它不同于一次加工的模压成型。此法适用于所有热塑性塑料。
差压成型:采用单模(阳模或阴模)或对模,也可以不用模具,在气体差压的作用下,使加热至软的塑料片材紧贴模面,冷却后制成各种制品的成型方法。差压成型又可分为真空成型和气压成型。
热成型特别适用于壁薄、表面积大的制品的制造。常用的塑料品种有各种类型的聚苯乙烯、有机玻璃、聚氯乙烯、ABS、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯等。
热成型设备包括夹持系统、加热系统、真空和压缩空气系统及成型模具等。
(2) 双轴拉伸。为使热塑性薄膜或板材等的分子重新定向,特在玻璃化温度以上所作的双向拉伸过程。拉伸定向要在聚合物的玻璃化温度和熔点之间进行,经过定向拉伸并迅速冷到室温后的薄膜或单丝,在拉伸方向上的机械性能有很大提高。
适合于定向拉伸的聚合物有:聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及某些苯乙烯共聚物。
(3) 固相成型。固相成型是热塑性塑料型材或坯料在压力下用模具使其成型为制品的方法。成型过程在塑料的熔融(成软化)温度以下(至少低于熔点10-20℃)。均属固相成型。其中对非结晶类的塑料在玻璃化温度以上,熔点以下的高弹区域加工的常称为热成型,而在玻璃化温度以下加工的则称作冷成型或室温成型,也常称作塑料的冷加工方法或常温塑性加工。
该法有如下优点:生产周期短;提高制品的韧性和强度;设备简单,可生产大型及超大型制品;成本降低。缺点是:难以生产形状复杂、精密的制品;生产工艺难以控制,制品易变形、开裂。
固相成型包括:片材辊轧、深度拉伸或片材冲压、液压成型、挤出、冷冲压、辊筒成型等。
17.二次加工。成型后的塑料制品或型材,按需要进行的再加工,例如机械加工、连接、修饰等。下表列出了塑料二次加工的方法。