第8章 热固性塑料成型工艺

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第八章 热固性塑料的成型加工
(2)闭模 (2)闭模
加完料后即使阳模和阴模相闭合，合模时先用快速，待阴、 加完料后即使阳模和阴模相闭合，合模时先用快速，待阴、 阳模和阴模相闭合 先用快速 阳模快接触时改为慢速。 阳模快接触时改为慢速。先快后慢的操作法有利于缩短非生产 时间、防止模具擦伤， 时间、防止模具擦伤，避免模槽中原料因合模过快而被空气带 甚至使嵌件移位，成型杆或模腔遭到破坏。 出，甚至使嵌件移位，成型杆或模腔遭到破坏。待模具闭合即 可对原料加热加压。 可对原料加热加压。
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第八章 热固性塑料的成型加工
(3)排气 (3)排气
模压热固性树脂时，常有水分和低分子物放出， 模压热固性树脂时，常有水分和低分子物放出，为了排除 这些低分子、挥发物及模内空气等， 这些低分子、挥发物及模内空气等，在模腔内树脂反应进行至 适当时间后，可卸压松模很短时间以排气。 适当时间后，可卸压松模很短时间以排气。 排气操作能缩短固化时间和提高制品的物理机械性能，避 排气操作能缩短固化时间和提高制品的物理机械性能， 免制品内部出现分层和气泡;但排气过早、过迟都不行， 免制品内部出现分层和气泡;但排气过早、过迟都不行，过早 达不到排气的目的;过迟则因物料表面已固化气体排不出。 达不到排气的目的;过迟则因物料表面已固化气体排不出。
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第八章 热固性塑料的成型加工
预压作用： 预压作用：
一是可以减小成型模具加料室容积， 一是可以减小成型模具加料室容积，从而简化模具结构和减 小模腔尺寸; 小模腔尺寸; 二是可避免粉料的粉尘飞扬， 二是可避免粉料的粉尘飞扬，有利于改善成型车间的卫生条 件; 三是可提高往模腔加料的准确性， 三是可提高往模腔加料的准确性，有助于降低因加料量不准 可提高往模腔加料的准确性 确而造成的制品报废; 确而造成的制品报废; 四是改善了预热和热压时的传热条件， 四是改善了预热和热压时的传热条件，有利于缩短预热和热 压时间。 压时间。
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第八章 热固性塑料的成型加工
(1)加料: (1)加料: 加料
往模具内加入规定量的塑料模压料， 往模具内加入规定量的塑料模压料，加料多少直接影响着 制品的密度与尺寸等。加料量多则制品毛边厚，尺寸准确性差， 制品的密度与尺寸等。加料量多则制品毛边厚，尺寸准确性差， 难以脱模，并可能损坏模具; 难以脱模，并可能损坏模具; 加料少则制品不紧密，光泽差。甚至造成缺料而产生废品， 加料少则制品不紧密，光泽差。甚至造成缺料而产生废品， 加料可用重量法 容量法、计算法三种 重量法、 三种。 加料可用重量法、容量法、计算法三种。
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第八章 热固性塑料的成型加工
因此，在闭模后，迅速增大成型压力，使物料在温度还不 因此，在闭模后，迅速增大成型压力， 很高而流动性又较大时，流满模腔各部分是非常重要的。 很高而流动性又较大时，流满模腔各部分是非常重要的。流量 减小反映了聚合物交联反应进行的速度， 减小反映了聚合物交联反应进行的速度，峰值过后曲线斜率最 大的区域，交联速度亦最大。 大的区域，交联速度亦最大。 此后流动性逐渐降低。温度升高能加速树脂在模腔中的固 此后流动性逐渐降低。 化速率，缩短固化时间，因此高温有利于缩短模压周期。 化速率，缩短固化时间，因此高温有利于缩短模压周期。 过高的温度会因固化速率太快而使物料流动性迅速降低， 过高的温度会因固化速率太快而使物料流动性迅速降低， 引起充模不满，特别是模压形状复杂、壁薄、深度大的制品， 引起充模不满，特别是模压形状复杂、壁薄、深度大的制品， 这种弊病最为明显; 而且在模具开启时，会使制品发生肿胀、 这种弊病最为明显; 而且在模具开启时，会使制品发生肿胀、 开裂、变形和翘曲等。 开裂、变形和翘曲等。
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第八章 热固性塑料的成型加工
压缩模塑主要用于热固性塑料制品的生产。 压缩模塑主要用于热固性塑料制品的生产。 对于热塑性塑料由于模压时模具需要交替地加热与冷却， 对于热塑性塑料由于模压时模具需要交替地加热与冷却， 生产周期长，一般不用， 生产周期长，一般不用，只有在模压较大平面的塑料制品时才 采用。 采用。
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第八章 热固性塑料的成型加工
成型物料受热作用时，其 成型物料受热作用时， 粘度或流动性会发生很大变化， 粘度或流动性会发生很大变化， 这种变化是受热时聚合物粘度 降低、 降低、流动性增加和由交联反 应引起的粘度增大、 应引起的粘度增大、流动性降 低两种物理和化学变化的总结 也就是说， 果。也就是说，表示流动性大 小的流量与温度关系曲线先增 后减，具有峰值。 后减，具有峰值。
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一、压缩模塑
压缩模塑也称模压成型，它是将粉状、粒状、 压缩模塑也称模压成型，它是将粉状、粒状、碎屑状或纤 模压成型 维状的树脂原料放入加热的阴模模槽中， 维状的树脂原料放入加热的阴模模槽中，合上阳模后加热使其 熔化，并在压力作用下使物料充满模腔， 熔化，并在压力作用下使物料充满模腔，形成与模腔形状一样 的模制品，再经加热(使其进一步发生交联反应而固化) 的模制品，再经加热(使其进一步发生交联反应而固化)或冷却 对热塑性塑料应冷却使其硬化) 脱模后即得制品。 (对热塑性塑料应冷却使其硬化)，脱模后即得制品。
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第八章 热固性塑料的成型加工
热固性塑料模压制品的热处理，也称后烘处理，是将制品 热固性塑料模压制品的热处理，也称后烘处理， 置于适当温度下加热一段时间， 置于适当温度下加热一段时间，然后随加热装置一起缓慢冷却 至室温。 至室温。 模压制品经过热处理后，其固化更趋完全， 模压制品经过热处理后，其固化更趋完全，水分及其它挥 发物的含量减少，成型过程中产生的内应力得以降低或消除， 发物的含量减少，成型过程中产生的内应力得以降低或消除， 有利于稳定制品的尺寸，提高其耐热性、电绝缘性和强度等。 有利于稳定制品的尺寸，提高其耐热性、电绝缘性和强度等。 形状简单和尺寸较小的制品多采用多次升温式热处理; 形状简单和尺寸较小的制品多采用多次升温式热处理;形状 复杂、厚壁和较大尺寸的制品. 复杂、厚壁和较大尺寸的制品.采用阶梯式升温可取得更好的热 处理效果。热处理温度一般应比成型温度Fra Baidu bibliotek。热处理时间则依 处理效果。热处理温度一般应比成型温度高。 树脂的品种、制品的结构和壁厚而定。 树脂的品种、制品的结构和壁厚而定。
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第八章 热固性塑料的成型加工
为了提高制品的质量和便于模压的进行，在模压前还通常 为了提高制品的质量和便于模压的进行， 对物料进行加热，以除去水分为目的的加热称为干燥， 对物料进行加热，以除去水分为目的的加热称为干燥，以提供 热料便于模压为目的则称为预热， 热料便于模压为目的则称为预热，在很多情况下加热的目的常 是两者兼有。 是两者兼有。 采用经过预热的模压料成型制品： 采用经过预热的模压料成型制品： 一、可以提高物料在成型条件下的流动性，有利于降低成 可以提高物料在成型条件下的流动性， 型压力、减小模具磨损和因流动性过低而造成的制品报废; 型压力、减小模具磨损和因流动性过低而造成的制品报废; 二、缩小了成型物料与热成型模具的温差，缩短了物料加 缩小了成型物料与热成型模具的温差， 热到成型温度的时间， 热到成型温度的时间，并使模腔内物料各处的温度不均一性减 有利于缩短成型周期、 小，有利于缩短成型周期、减小制品中的内应力和提高其尺寸 稳定性。 稳定性。
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第八章 热固性塑料的成型加工
3.制品后处理 3.制品后处理
为改善热固性塑料模压制品的外观和内在质量， 为改善热固性塑料模压制品的外观和内在质量，或为弥补 成型之不足，常需在成型后对模压制品进行后处理， 成型之不足，常需在成型后对模压制品进行后处理，生产中常 见的后处理是涂漆供烤与热处理 涂漆供烤与热处理。 见的后处理是涂漆供烤与热处理。 模压制品在去毛边和机械加工之后，被破坏的表面既不美 模压制品在去毛边和机械加工之后， 又会因吸湿而使制品在使用过程中出现尺寸变化和电绝缘 观，又会因吸湿而使制品在使用过程中出现尺寸变化和电绝缘 性能下降。为此，需要在模压制品表面涂漆。 性能下降。为此，需要在模压制品表面涂漆。涂漆前要对制品 表而进行净化处理，然后用浸涂或刷涂的方法上漆。 表而进行净化处理，然后用浸涂或刷涂的方法上漆。
第八章 热固性塑料的成型加工
热固性塑料以体型结构的聚合物为主要成分，与热塑 热固性塑料以体型结构的聚合物为主要成分， 体型结构的聚合物为主要成分 性塑料不同， 受热不具有熔体流动性。 性塑料不同，它受热不具有熔体流动性。 热固性塑料成型加工的特点是， 热固性塑料成型加工的特点是，所用原料树脂为分子 量较低的线型或支链结构的预聚体， 量较低的线型或支链结构的预聚体，其分子内含有反应性 基团，在成型为塑料制品的过程中同时发生固化反应，即 基团， 成型为塑料制品的过程中同时发生固化反应， 由线型或支链型结钩转变为体型结构聚合物。 由线型或支链型结钩转变为体型结构聚合物。 热固性塑料的成型方法一般有: 热固性塑料的成型方法一般有: • 压缩模塑 • 传递模塑 • 注射成型
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第八章 热固性塑料的成型加工
2.成型 2.成型
成型是热固性塑料模压制品生产的关键阶段， 成型是热固性塑料模压制品生产的关键阶段，模压制品的 质量和生产效率在很大程度上与这一阶段工艺控制是否得当有 模压法成型制品是一间歇式操作过程， 关。模压法成型制品是一间歇式操作过程，每成型一个制品都 要依次经过加料 闭模、排气、固化、脱模和清理模具等一系 加料、 要依次经过加料、闭模、排气、固化、脱模和清理模具等一系 列操作。 列操作。
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第八章 热固性塑料的成型加工
(4)固化 (4)固化
热固树脂的固化是在模压温度下保持一段时间， 热固树脂的固化是在模压温度下保持一段时间，以便树脂 的缩聚反应达到要求的交联程度， 的缩聚反应达到要求的交联程度，使制品具有所要求的物理机 械性能。 械性能。固化速率不高的树脂也可在制品能够完整地脱模时面 化就暂告结束，然后再在后处理时完成全部固化过程， 化就暂告结束，然后再在后处理时完成全部固化过程，以提高 设备利用率。 设备利用率。 模内固化时间一般30s至数分钟不等，多数不超过30min。 模内固化时间一般30s至数分钟不等，多数不超过30min。 30s至数分钟不等 30min 固化时间取决于树脂的种类、制品的厚度、预热情况、 固化时间取决于树脂的种类、制品的厚度、预热情况、模压温 度和模压压力等 固化时间过长或过短对制品性能都有影响。 度和模压压力等。固化时间过长或过短对制品性能都有影响。
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第八章 热固性塑料的成型加工
(二)影响模压成型的工艺因素
热固性树脂在成型加工过程中，不仅有物理变化， 热固性树脂在成型加工过程中，不仅有物理变化，而且还 进行复杂的化学交联反应。模压温度、压力、模压时间是影响 进行复杂的化学交联反应。模压温度、压力、模压时间是影响 制品质量的重要工艺因素。 制品质量的重要工艺因素。 1.温度 1.温度 和热塑性树脂不同，成型热固性树脂的模其温度更为重要。 和热塑性树脂不同，成型热固性树脂的模其温度更为重要。 模温是指模压时所规定的模具温度，它是影响树脂流动、充模， 模温是指模压时所规定的模具温度，它是影响树脂流动、充模， 并最后固化成型的主要因素。 并最后固化成型的主要因素。它决定了成型过程中聚合物交联 反应速度，从而影响制品的最终性能。 反应速度，从而影响制品的最终性能。
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第八章 热固性塑料的成型加工
(一)压缩模塑的工艺过程
热固性塑料模压制品的完整过程，通常由物料准备、 热固性塑料模压制品的完整过程，通常由物料准备、成型 物料准备 和制品后处理三个阶段组成 三个阶段组成。 和制品后处理三个阶段组成。 1.物料准备 1.物料准备 成型前物料的准备主要是对物料进行预压和预热。 成型前物料的准备主要是对物料进行预压和预热。 预压和预热 将散状(粉状、碎屑状和纤维状等) 将散状(粉状、碎屑状和纤维状等)模压料在室温或稍高于 室温条件下，加压模制成质量一定、 室温条件下，加压模制成质量一定、形状规则的锭片或坯件的 操作称为预压。 操作称为预压。
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第八章 热固性塑料的成型加工
(5)脱模 (5)脱模
脱模通常是靠顶出杆来完成的， 脱模通常是靠顶出杆来完成的，带有成型杆或某些嵌件的 制品应先用专门工具将成型杆等拧脱、而后再进行脱模。 制品应先用专门工具将成型杆等拧脱、而后再进行脱模。
(6)模具吹洗 (6)模具吹洗
脱模后，通常用压缩空气吹洗模腔和模具的模面，如果模 脱模后，通常用压缩空气吹洗模腔和模具的模面， 具上的固着物较紧，还可用铜刀或铜刷清理 铜刀或铜刷清理， 具上的固着物较紧，还可用铜刀或铜刷清理，甚至需要用抛光 剂拭刷等。 剂拭刷等。