第四章_压缩模塑成型

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3.影响因素 ①一般模压温度越高，模塑周期越短 ②对于厚壁制品，应适当降低模压温度，以防表面过热，而内部得不到应 有的固化 ③与物料是否预热有关，预热料内外温度均匀，塑料流动性好，模压温度 可比不预热的高些 ④其它影响因素还有如材料的形态、成型物料的固化特征等，应确保各部 位物料的温度均匀，一般温差控制在 5 ℃内）
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第四节 模压过程
工序：安装嵌件、加料、闭模、排气、固化、脱模、模具清理
1．安放嵌件 ①埋入塑料的部分要采用滚花、钻孔或设有凸出的棱角、型槽等以保证连接牢靠 ②安放时要正确平稳 ③嵌件材料收缩率要尽量与塑料相近 2．加料 加料方法：质量法（准确但麻烦）；容量法（方便但不准确）；计数法（只用于预压过的物料） 3．闭模 阳模未触及物料前要快； 触及物料后要放慢速度
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二．预热
为了改善物料的成型性能及除去多余的水分和挥发分，对预压物进行加热处理 1．作用 ①缩短成型周期 ②提高制品的力学性能 ③提高塑料流动性 ④降低模压压力 2．预热工艺 ①预热温度的确定：测定物料的 －T 曲线，其粘度值降至最低时的初始温度Ti或稍 低即为预热温度 ②时间，找出Ti时的 －t 曲线，粘度呈最低值的时间段内取一合适的值即可 3．预热方法 • 热板加热 • 烘箱加热（料层不要超过2.5cm，加热均匀） • 红外线加热 • 高频加热（不宜加热水分含量大的物料和非极性物料）
塑料种类 苯酚甲醛塑料 三聚氰胺甲醛塑料 脲甲醛塑料 模压温度℃ 145~180 140~180 135~155 模压压力MPa 7~42 14~56 14~56
聚酯塑料
聚邻苯二甲酸二丙稀酯塑料
85~150
120~160
0.35~3.5
3.5~14
环氧塑料
有机硅塑料 呋喃塑料
145~200
150~190 135~150
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2．与物料预热温度的关系 Tp<Tc,预热对Pm的影响是通过增加物料的流动性实现的（预热温度 越高，模压压力越小）； Tp=Tc,临界预热温度 Tp>Tc，导致交联发生，流动性降低，此时，Tp升高，所需的模压压 力升高 3．其它的原因如制品形状越复杂、深度越高，模压压力越大；深度 一定时，面积越大所需模压压力越大 二．模压温度Tm 模压时规定的模具温度 1. 作用：使物料熔融流动充满型腔；提供固化所需热量。 2. 调节和控制Tm的原则：保证充模固化定型并尽可能缩短模塑周期
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5.几种模压产品实例 聚四氟乙烯产品
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PP&HDPE材料生产的菜板
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第二节 成型材料的预处理
一.预压
将松散的原料预先用冷压法（模具不加热）压成形状规整，质量一定的密实体的过程 1．预压的作用P87 ①～⑦ ２．压缩粉的性能对预压的影响 ①水分及挥发分 ②颗粒大小，最好是大小相间 ③倾倒性（120g压缩粉通过管径为10mm，锥角为60度的标准 漏斗时间来衡量，一般取25 ～30s） ④压缩率在3.0左右 ⑤润滑剂用量要适当 ⑥温度，一般为室温 ⑦压力,以预压物的密度达到制品密度的80％为适宜。约40～200MPa 3. 设备和操作 • 压模，上下阳模和阴模组成 • 预压机， 偏心式（尺寸较大的预压物，但效率不高） 旋转式（尺寸小的预压物，效率高） 液压式（用于松散性较大的预压物，效率高，紧凑）
第三章 压缩模塑 compression molding
第一节 绪论
压缩模塑是一种压制成型方法,依靠外力的压缩作用实现成型物料的造型,并且是研究材料 性能最常采用的一种工艺方法 。 1．成型过程(热固性材料) 将已加热到成型温度的模腔中加入物料、闭模加热加压、定型固化、脱模取出制品从工艺 角度看,上述过程可分为三个阶段 流动阶段、胶凝阶段、硬化阶段
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1.聚合物主要有哪几种聚集态形式，无定型和结晶型聚合物加热成型时,各 自的聚集 态形式是如何变化的？ 2.线性无定形聚合物当加工温度T处于T<Tg,Tg<T<Tf,Tf<T<Td时，分别适 合进行何种形式的加工？ 3.分别写出宾哈、牛顿、膨胀性、假塑性流体的流动方程，并画出其流动 曲线。 4.何谓端末效应？由什么原因造成的？ 5.什么是鲨鱼皮症和熔体破裂？ 6.什么是离模膨胀效应，产生的原因是什么？ 7.常见的成型原料形态有哪几种？粒料的制备过程怎样？ 8.混和时常见的作用力形式有哪几种？ 9.塑炼的目的是什么？为何塑炼前要进行初混和？ 10.降低热固性塑料收缩率的常见措施有哪些？ 11. 压缩模塑成型常用的压机和模具分别有哪些? 12. 压缩模塑成型时预热和预压的作用分别是什么? 13. 用溢式模具成型时压力随时间的变化情况如何? 14. 用不溢式模具 生产时,压力和体积随时间的变化规律是怎样的?画图表示 15. 试述压缩模塑成型时的模压工艺过程 16.查阅资料并列举出压缩模塑成型常用的树脂材料及相应的制品.
2.适用对象 ①．几乎所有热固性塑料。常见的有酚醛、脲醛、环氧塑料、不饱和聚酯、氨基塑料、聚 酰亚胺、有机硅等，也可用于热塑性的聚四氟乙烯和PVC唱片生产； ②．适于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，如电器零件，电话机件、收音机外壳等 ③.无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品。
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3.优点 •设备投资少，工艺简单，易操作； • 压力损失小，多用以成型大型平面制品及多型腔制品； • 材料取向小； • 无流道及浇口，材料浪费少； • 适用的材料广泛（可成型带碎屑状、片状及纤维状填料制品） 4.缺点 • 固化时间长，生产效率低； • 精度不高； • 合模面处易产生飞边； • 对形状复杂或带嵌件的制品不易成型； • 自动化程度低。
1．模压压力的变化规律与采用的模具类型有关
(1)溢式模具 阳模触及物料
粘度高到不再溢料 模压逐渐增大 溢料开始 压力逐渐降低
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保压
固化卸压( 固化是在不等压的条件下进行)
（2）不溢式模具 ①. 压力急剧上升到规定模压压 力（体积减小）； ②. 之后（图中②、③）压力不变 （先受热膨胀，体积增大，然 后由于交联反应，③处体积开 始减小直至完全固化） ③. 开模卸压（由于弹性回复，图 中④处体积增大） ④. 制品恢复到常压（由于冷却， 体积下降） 固化是在等压下进行的 图4－16是带支承面的半溢式模具 压力，体积随时间变化规律（ 自学）
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0.7~14
7~56 0.69~3.45
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三．模压时间
指熔融体充满型腔到固化定型所需时间 一般提高模温，可缩短模压时间 Tm不变，壁厚增加，时间延长 另外还受预热、固化速率、制品壁厚等因素影响
通常，模压压力、温度和时间三者并不是独立的， 实际生产中一般是凭经验确定三个参数中的一个， 再由试验调整其它两个，若效果不好，再对已确定 的参数进行调整
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压机 Press
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二.模具
由阴阳模组成
按结构特征分为三种： 溢式 不溢式 半溢式
阴模上部略向外倾斜约3度单侧间隙0.025～0.075mm
有，上壁做成15～20度锥度 稍过量 料从非配合面溢出，有水平飞边尺寸大外形 复杂、压缩率大的制品精度较好
配合： 无，导柱定位 较紧密单侧间隙0.07~0.08mm 加料室： 无 有 加料量： 不准确，稍过量 加料准确（称量法） 制品性能：外形简单质量不高 无明显毛边高度可较大
4. 排气，闭模后需再将塑模松动少许时间，以便排出其中的气体。一般一到两次，20s/次
5. 固化，热固性塑料依靠在型腔中发生交联反应达到固化定型的目的 6. 脱模，一般是靠推顶杆完成，带嵌件的制品要先用专用工具将成型杆件拧脱，再行脱模 7. 清理模具型腔，用钢刷或铜刷刮去残留的塑料，并用压缩空气吹净。 11
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第三节 设备
一.压机 1. 形式: 上动式和下动式液压机 2. 结构组成：上、下压板，固定（ 活动）垫块，柱塞（主机筒）。 3. 特点 上动式 :下压板固定，上压板与主 柱塞连并上下运动；顶出机构由 位于下部机座内的顶出活塞带动 下动式: 上压板固定，主柱塞位于 下压板下并与之相连；脱模一般 由安装在活动板上的机械装置完 成 • 阳、阴模分别装在上、下压板上
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第五节 模压工艺条件的控制
模压温度、模压压力和时间
一．模压压力 使模塑料完全充满型腔所施加的必要压力，用塑件在垂直压力方向上单位 面积所受的力表示
Pm Pl R 2 / A
部分的投Fra Baidu bibliotek面积
其中Pl为压机表压，R为主柱塞半径，A为阳模与塑件接触
Pm的作用： 充模，压实物料；克服由气体逸散，小分子物质挥发及物料热膨胀造成的负 压；闭模；制件获得模具型腔赋予的形状及尺寸 实际生产中采用的模压压力比计算压力高20～30％