第11章 有机高分子材料的成形技术

特点： 与注射成形相比，模压成型的主要优点是可模制较大平面的制品和利用多槽 模进行大批量生产，其中热固性塑料模塑制品具有耐热性能好、使用温度范围 宽、变形小等特点；模压成形可采用普通液压机，模具无浇注系统，结构简单 ，适用于流动性差的塑料，易于成形大型制品；制品的收缩率较小，变形小， 各向性能比较均匀。其缺点是成形周期长、生产效率低；自动化程度较低，劳 动强度大；溢边较厚，对于厚壁、带有深孔和形状复杂的制品难以成形；模具 易变形、磨损、寿命短且自动化程度较低，工人劳动强度大。
应用：模压成型主要用于热固性塑料制品的生产，其中以酚醛塑料、氨基 塑料使用最广。其制品主要用作机械零部件、电器绝缘件和日用品等，如汽车 配电盘、电器开关、餐具等。
4）传递模压（又称传递模塑） 传递模压是将热固性塑料经过加热室进入加热模具的闭合模腔，而成型的方
法。传递模压成形过程与模压成型工艺相似，主要区别是模具结构和注入料状 态。
应用：适用于模压成型的塑料也适用于传递模塑，如酚醛类、环氧类、三聚 氰胺甲醛类塑料等。其典型塑料制品有集成电路(IC)芯片，带有金属镶嵌件的 热固性塑料制品，如电器开关等。
5）热成型 过程：片材夹持；加热；成型；冷却；脱模。 特点：是成本最低的塑料加工方法之一，加工设备相对较简单，制品特点
是壁薄，且多为内凹外凸的半壳形。但热成型需对原料进行前处理和对产品进 行修整，因此劳动量较大。
§1、塑料制品的成形技术
塑料制品生产主要包括成形、机械加工、修饰和装配等生产过 程。成形是指将原材料(树脂与各种添加剂的混合料或压缩粉)制 成具有一定形状和尺寸的制品的过程。
成形是塑料制品生产中最重要且必不可少的过程，其他过程 视制品要求而取舍。
1、塑料的成形特性
1）塑料的成形工艺性能 主要有： 流动性 流动性的好坏，在很大程度上影响着成形过程的许多参数，如成形
时的温度、压力，模具浇注系统的尺寸及其结构参数； 收缩性 主要影响塑料件尺寸精度及质量；结晶性 影响制品的力学性能； 吸湿性与粘水性 影响成形工艺性和制件品质； 热敏性和水敏性 影响成形工艺性和制件品质。
2）塑料状态与温度的关系 塑料在玻璃态时可进行机械加工；高弹态时可进行热冲压变形，热锻及真空
成形；粘流态时可注射、模压、吹塑、挤出成形。
工艺参数：温度、压力和时间。
应用：适于热成型加工的塑料有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、ABS、聚甲 基丙烯酸甲酷，以及多种热塑性共聚物等，有时高密度聚乙烯、聚酞胺、聚碳 酸醋、聚对苯二甲酸乙二醉醋等也用此法成形。由于热成型是以塑料片材为原 料，因此，材料需经浇铸、压延、挤出等方法制造成片材后才可用于热成型。 现在热成型可以加工内外表面精度要求都较高的制品，如汽车和建筑业常用的 一些制品。热成型制品大都属于半壳形，如杯、碟等食品容器，冰箱内衬，汽 车内部镶板，塑料浴缸，电子仪表附件，飞机舱罩等。
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塑料制品成形加工过程示意图
最基本的成形方法有
1）塑料挤出成形（也称为挤塑成形）
挤出成形过程包括塑化、挤出成形和冷却定型三个阶段： 塑化方式分干法和湿法两种，干法的塑化是靠加热将塑料变成熔体，塑化和加压可在 同一个设备内进行，定型处理仅为简单的冷却。湿法塑化是用溶剂将塑料充分软化，因 此塑化和加压必须分为两个独立的过程，而且定型处理必须采用比较麻烦的溶剂脱除， 同时还得考虑溶剂的回收；故很少采用，仅限于硝酸纤维素和少数乙酸纤维等不能加热 塑化的塑料的挤出。 挤出工艺参数：压力、温度和挤出速率等。 特点：与其它成型方法相比①生产连续化且可根据需要制造任意长度的制品；②比注 射成型生产效率高；③应用范围广；④可以完成不同工艺过程的综合性加工，如挤出机 与压延机配合生产薄膜，挤出机与复合机配合生产复合制品，挤出机与造粒机配合可以 造粒等；⑤生产操作简单，工艺控制较容易。 适用于所有的热塑性塑料，最常用的有聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、ABS等，也可 用于某些热固性塑料。主要用于生产棒、管、型材和薄膜等，也是中空成形的主要制坯 方法。在挤出机头芯部穿入金属导线，挤出制品即为塑料包敷电线或电缆。
3)温度和压力对粘度的影响
塑料的粘度随着压力和温度的升高而降低，粘度降低可增加塑料的流动性，有利于塑料制品的 成形。
热塑性塑料制品大多采用注射、挤出等成形方法。热固性塑料多采用模压成形方法。
2、塑料制品ห้องสมุดไป่ตู้形技术方法
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┌ 挤出 ┐
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一次成形 ∣ 注射 ∣
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┌———→︱模压成型 ︱—————┬———————┐
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︱
∣传递模压 ∣
↓
∣
• 原材料准备—→∣
︱发泡成型 ︱ ┌ 机械加工┐
↓
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└ ……… ┘ ∣ 修饰 ∣——→ 制品—→检验包装
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∣
┌热成型 ┐ └ ……… ┘
↑
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└———→∣固相成型 ∣
↑
∣
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二次成形 ∣双轴拉伸 ∣—————┴————- ——┘
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└ ……… ┘
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• 生产准备阶段 │ 成形（制造）阶段 │ 加工处理阶段 │ 成品阶段
第11章 有机高分子材料的成形技术
有机高分子材料成形原理
有机高分子材料制品的成形原理是将原材料加热塑化成粘流态 ，然后注入模腔内成形固化得到制品，故可称为“粘流态固化成 形”。由于塑化后的有机高分子材料粘性很大，充填模腔的能力 很差，常需施加外力以使其强迫成形。
可见：有机高分子材料制品成形一般须有温度和外力作用两 外界条件。
2）注射成形 （塑料注射成形又称注塑成形）
成形过程：加料，加热塑化、注射、制品冷却和制品脱模等。 注射成形工艺参数：温度（料筒、喷嘴、模具），压力和成形时间等。 特点：能制造外形复杂、尺寸精确的塑料制品，是三维塑料制品批量生产 的主要方法，生产效率较高，易于实现机械化和自动化，变种最多的一种成型 方法，对模具的依赖性大。 应用：几乎所有的热塑性塑料(除氟塑料外)都可以采用注射成型，另外还 有针对热固性塑料(如酚醛塑料)的注射成型；主要产品有电视机、电话机、音 响等家电外壳，汽车保险杠、仪表板、蓄电池外壳等汽车用塑料件，桶、盆、 筐等日用品等等。 3）模压成形（又称压塑成形、压缩成形） 成形过程主要包括加料、模压成形、固化、制品脱模等。 工艺参数：成形温度、压力和时间。
特点： ①可成型薄壁和复杂形状制品；②可制造带有精细或易损嵌件和穿孔的制品
；③制品性能较均一，尺寸较准确；④制品废边少，可减少后加工量；⑤模具 的磨损较小。传递模塑也有其特有的缺点:①塑料在通过流道和浇口时受较大压 力，产生高剪切应力，易于产生较大收缩和翘曲变形；②成本较压缩模塑高， 塑料损耗多；③纤维增强的塑料成型时，制品会因纤维取向产生各向异性；④ 嵌件四周的塑料有时会因熔接不牢而使制品强度降低。