热固性塑料有哪些主要加工方法?
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、合金工具钢,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。
常用热固性塑料有酚醛、氨基(三聚氰胺、脲醛)聚酯、聚邻苯二甲酸二丙烯酯等。主要用于压塑、挤塑、注射成形。硅酮、环氧树脂等塑料,主要作为低压挤塑封装电子元件及浇注成形等用。 1.成形收缩主要表现在下列几方面:
(1)塑件的线尺寸收缩由于热胀冷缩,塑件脱模时的弹性恢复、塑性变形等原因导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩小,为此型腔设计时必须考虑予以补偿。
(2)收缩方向性成形时分子按方向排列,使塑件呈现各向异性,沿料流方向(即平行方向)则收缩大、强度高,与料流直角方向(即垂直方向)则收缩小、强度低。另外,成形时由于塑件各部位密度及填料分布不匀,故使收缩也不匀。产生收缩差使塑件易发生翘曲、变形、裂纹,尤其在挤塑及注射成形时则方向性更为明显。因此,模具设计时应考虑收缩方向性按塑件形状、流料方向选取收缩率为宜。
(3)后收缩塑件成形时,由于受成形压力、剪切应力、各向异性、密度不匀、填料分布不匀、模温不匀、硬化不匀、塑性变形等因素的影响,引起一系列应力的作用,在粘流态时不能全部消失,故塑件在应力状态下成形时存在残余应力。当脱模后由于应力趋向平衡及贮存条件的影响,使残余应力发生变化而使塑件发生再收缩称为后收缩。一般塑件在脱模后10小时内变化最大,24 小时后基本定型,但最后稳定要经30~60天。通常热塑性塑料的后收缩比热固性大,挤塑及注射成形的比压塑成形的大。
(4)后处理收缩有时塑件按性能及工艺要求,成形后需进行热处理,处理后也会导致塑件尺寸发生变化。故模具设计时对高精度塑件则应考虑后收缩及后处理收缩的误差并予以补偿。 热固性塑料在成形过程中在加热受压下转变成可塑性粘流状态,随之流动性增大填充型腔,与此同时发生缩合反应,交联密度不断增加,流动性迅速下降,融料逐渐固化。模具设计时对硬化速度快,保持流动状态短的料则应注意便于装料,装卸嵌件及选择合理的成形条件和操作等以免过早硬经或硬化不足,导致塑件成形不良。
硬化速度一般与塑料品种、壁厚、塑件形状、模温有关。但还受其它因素影响,尤其与预热状态有关,适当的预热应保持使塑料能发挥出最大流动性的条件下,尽量提高其硬化速度,一般预热温度高,时间长(在允许范围内)则硬化速度加快,尤其预压锭坯料经高频预热的则硬化速度显著加快。另外,成形温度高、加压时间长则硬化速度也随之增加。因此,硬化速度也可调节预热或成形条件予以适当控制。硬化速度还应适合成形方法要求,例注射、挤塑成型时应要求在塑化、填充时化学反应慢、硬化慢,应保持较长时间的流动状态,但当充满型腔后在高温、高压下应快速硬化。 各种塑料中含有不同程度的水分、挥发物含量,过多时流动性增大、易溢料、保持时间长、收缩增大,易发生波纹、翘曲等弊病,影响塑件机电性能。但当塑料过于干燥时也会导致流动性不良成形困难,所以不同塑料应按要求进行预热干燥,对吸湿性强的料,尤其在潮湿季节即使对预热后的料也应防止再吸湿。
由于各种塑料中含有不同成分的水分及挥发物,同时在缩合反应时要发生缩合水分,这些成分都需在成形时变成气体排出模外,有的气体对模具有腐蚀作用,对人体也有刺激作用。为此在模具设计时应对各种塑料此类特性有所了解,并采取相应措施,如预热、模具镀铬,开排气槽或成形时设排气工序。 热固性塑料的注塑成型工艺程序与热塑性塑料注塑成型工艺程序相同,但工艺参数条件不同。常用注塑成型注塑机可用柱塞式注塑机,也可用螺杆式注塑机。注塑成型方法(以螺杆式注塑机为例)如下。把热固性塑料加入塑化机筒内,加热的塑化机筒和转动的螺杆使原料熔融塑化呈熔融态,这时在原料中产生的是一种物理反应,然后被转动的螺杆推动前移至螺杆头部,熔料达到注射量时,螺杆前移以较高的注射压力及注射速度把熔料注入注塑成型模具内。此时,注塑成型模具内熔料在高压、高温条件下与同时加入的固化剂作用发生交联反应,这种化学反应同时放出水、氨等低分子物质。待熔料降温硬化后,即可从注塑成型模具中取出,成为热固性塑料的注塑成型制品。
可逆性变化,可反复进行如此加工热固性树脂受温度影响变化如下:首先,温度升?后固态树脂便开 始熔融,其黏度也随之变小,一直到最小黏度。再继续升温,树脂中的反应基团或反应活性点开始与交联剂发生交联反应,使黏度又开始变大,随后便失去流动性,最终成为网状体型结构的不溶不熔的制品结构。其加工过程可简化为:加热→熔融→升温(黏度降低)→再加热→ 交联固化成型。
热同性树脂受热后伴随一系列复杂的化学变化和物理变化,主要是交联的固化反应过程使其成型。一旦形成?相对分子质设的网状体型结构,其线型链间的交联是永久性的。再加热加压其黏度不会下降,只能使分子链断裂,造成降解或炭化,属不可逆化学反应。
热塑性塑料加热时变软以至流动,冷却变硬,这种过程是可逆的,可以反复进行。
热固性塑料成型加工的共同特点是,所用原料都是分子量较低的液态黏稠流体,脆性固态的预聚体或中间阶段的缩聚体,其分子内含有反应活性基团,为线型或支链结构。在成型为塑料制品过程中同时发生固化反应,由线型或支链型低聚物转变成体型聚合物。这类聚合物不仅可用来制造热固性塑料制品,还可做黏合剂和涂料,并且都要经过固化过程才能生成坚韧的涂层和发挥黏层作用。热固性塑料成型的一般方法是模压、层压及浇铸,有时亦可采用注射成型及其他成型方法。
以上内容援引自百科,为热固型塑料的特点,可见热固型塑料成型的过程,其实就是低分子聚合成高分子的过程,这种过程是不可逆的,如果再次对这些塑料加热,它确实可能发生破坏而重新变成低分子,但变成低分子的类型就很复杂、很不可控了,不一定再具有重新加工的可能性和价值——做个类比,假定聚合过程是1+1+1+1+1=5,那么再加热分解的过程就可能变成2+3=5,而2和3不一定能作为原料重新制作塑料。而且制作塑料的原料(即类比里的“1”)可能本身并不难获取,要从旧塑料里回收可能成本更高,自然就没必要去干这个事情了。
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可以采用挤出成型的“热固性”材料通常都是可以交联的热塑性材料(或混合料),此类材料本身分子量较大,在加工温度条件下具有一定的熔体或本体强度,因而在离开挤出机模头后仍可保持形状,进而在后续工段完成硫化/交联,此类挤出硫化产品很多,如橡胶密封条、胶管、交联聚乙烯电缆护套等。
加热时变软以至流动,冷却变硬,这种过程是可逆的,可以反复进行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛,聚碳酸酪,聚酰胺、丙烯酸类塑料、其它聚烯侵及其共聚物、聚讽、聚苯醚,氯化聚醚等都是热塑性塑料。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动.冷却变硬的过程是物理变化。
二、热固性塑料
第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一交链固化而变硬,这种变化是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工,利用第一次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。
热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成为三度的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不能溶解。酚醛、服醛、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯、有 机硅等塑料,都是热固性塑料。
主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在恶劣环境中使用的塑料,大部分是热固性塑料,最常用的应该是炒锅锅把手和高低压电器。
哈哈,偶是化学班的哦!
热塑性塑料的注塑加工过程中,材料在机筒内熔化,随即被螺杆或柱塞推动,经过喷嘴、流道和浇口进入模腔,并在模腔中冷却定形,从而获得特定形状的制品;热固性塑料的注塑加工过程中,预混料在机筒内被加热到可以流动,但是尚不至于发生固化反应的温度,随即被螺杆或柱塞推动进入加热的模具。物料高速通过喷嘴的时候进一步升温,并且在高温的模具中发生固化反应,从而得到特定形状的制品。
总体而言,热塑性塑料与热固性塑料注塑模具的区别在于,前者是低温模具,物料在模具内冷却定型;后者是高温模具,物料在模具内发生交联反应固化定型。
并非所有塑料都能采用注塑加工,在热塑性塑料中,类似聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯以及纯的聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮等材料,其熔融温度已经接近甚至超过分解温度,因此通常只能采取压铸的方法进行加工(不排除改性后可以注塑的可能);热固性材料中也有一些固化温度与预混料熔融温度过于接近,只能采用模压成型的实例。
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。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。(2)流动注射成型。(3)共注射成型。(4)无流道注射成型。(5)反应注射成型。(6)热固性塑料的注射成型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。