聚合物成型新工藝

1、聚合物成型新工藝1、振動輔助成型原理及特點(diǎn)：原理：動態(tài)注射成型技術(shù)如果在注射成型過程中引入振動，使注射螺桿在振動力的作用下產(chǎn)生軸向脈動，則成型過程料筒及模腔中 熔體的壓力將發(fā)生脈動式的變化，改變外加振動力的振動頻率與振幅熔體壓力的脈動頻率與振幅也 會發(fā)生相應(yīng)的變化 ，熔體進(jìn)入模腔進(jìn)行填充壓實(shí)的效果也必然會發(fā)生相應(yīng)的變化。通過調(diào)控外加振 動力的振動頻率與振幅可以使注射成型在比較低的加工溫度下進(jìn)行，或者是可以降低注射壓力和鎖 模力，從而減小成型過程所需的能耗，減小制品中的殘余應(yīng)力，提高制品質(zhì)量。分類：在機(jī)頭上引入機(jī)械振動；機(jī)頭引入超聲振動；在擠出全過程引入振動振動力場對擠出過程作用的機(jī)理擠岀過程中

2、的振動力場作用提高了制品在縱向和橫向上的力學(xué)性能，并且使二者趨于均衡這種自增強(qiáng)和均衡作用是聚合物大分子之間排列和堆砌有序程度提高的結(jié)果，也是振動力場對聚合物熔體作用的結(jié) 果，可以解釋為是振動力場作用使聚合物熔體大分子在流動過程中發(fā)生平面二維取向作用而產(chǎn)生“擬 網(wǎng)結(jié)構(gòu)"的結(jié)果。在振動塑化擠岀過程中，由于螺桿的周向旋轉(zhuǎn)和軸向振動，聚合物熔體受到復(fù)合應(yīng)力作用，在螺槽中不僅 受到螺槽周向剪切力作用，而且也受到軸向往復(fù)振動剪切力作用。由于軸向振動作用具有交變特征， 因此，與周向剪切作用的復(fù)合作用在空間和時(shí)間維度上進(jìn)行周期性變化，可以把這種復(fù)合作用描述成 空間矢向拉伸時(shí)也不會解離。在縱向上由于有

3、牽引拉伸作用，取向程度較高，大分子鏈、片晶較多地沿拉伸方向排列，因而其力學(xué)性能較高；其他方向上因擬網(wǎng)結(jié)構(gòu)被固化，也出現(xiàn)部分大分子取向，表現(xiàn)為制品 的橫向力學(xué)性能的提高和縱橫向性能趨于均衡；而在薄膜擠岀吹塑時(shí)，制品厚度小，由于軸向振動分 量作用減弱了縱向流動剪切和拉伸的誘導(dǎo)取向作用，動態(tài)擠岀時(shí)的薄膜制品的縱向拉伸強(qiáng)度較穩(wěn)態(tài)擠 岀時(shí)有所下降?？傉f：在高分子材料成型加工過程中引入振動，會對高分子材料成型過程產(chǎn)生一系列影響。振動力場能量的引入并不是能量的簡單疊加，而是利用高分子材料成型過程在振動力場作用下表現(xiàn)出來的非線性特性， 降低成型過程能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，是一種新型的低能耗成型方法。特點(diǎn)：振動擠出

4、對塑料制品性能的影響在動態(tài)塑化擠岀成型過程中，振動力場被引入塑化和成型的全過程，不僅對物料的輸送、熔融、塑化和熔 體輸運(yùn)過程產(chǎn)生了影響，而且改變了聚合物熔體在制品成型過程中的流動狀態(tài)，并對制品的微觀結(jié)構(gòu) 形成歷程和形態(tài)產(chǎn)生了重要的影響。振動塑化過程的脈動剪切作用可以提高聚合物熔體中微觀有序結(jié) 構(gòu)的程度與分布，如大分子的取向，這種局部有序性在制品成型的過程中并不會完全松弛，在熔體冷 卻過程中對結(jié)晶聚合物的晶體的形成或分子的取向結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，得到在微觀水平上具有更有 序的長程結(jié)構(gòu)的聚合物制品。因此，在不添加任何塑料助劑的情況下，振動塑化擠岀加工可提高制品 的力學(xué)性能。另一方面，振動塑化過程具

5、有強(qiáng)烈的脈動剪切和拉伸效果，與穩(wěn)態(tài)加工過程中的單向剪切作用相比，這種 作用對于改善復(fù)雜流體中的多相體系之間的混合與分散具有明顯的效果，能有效的促進(jìn)多相體系中的 均質(zhì)、均溫進(jìn)程，提高多相體系微觀結(jié)構(gòu)的均化程度因此，通過振動塑化擠岀加工制備的高分子材料具有優(yōu)化的分散結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，這種制備與成型技術(shù)對于制備高分子材料及其制品具有明顯的優(yōu) 勢。上述結(jié)果表明，引入振動力場后，在產(chǎn)量相同的條件下，輸送塑化的能耗需求降低，螺桿的長徑比可以相應(yīng)減少，而且在一定的振動參數(shù)范圍內(nèi)，不但能夠保證甚至還能提升制品綜合性能。眾多的實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明：將振動力場引入聚合物成型加工的全過程可以降低聚合物熔體黏度、降低

6、岀口壓力、減少擠岀脹大、提高熔融速率、增加分子取向、降低功耗、提高制品力學(xué)性能等。在聚合物的加工全過程中引入的振動力場，對聚合物的加工過程產(chǎn)生了深刻影響，表現(xiàn)出許多傳統(tǒng)成型加 工過程 中沒有的新現(xiàn)象，如加工溫度明顯降低、熔體粘度減小、擠岀脹大減小、制品產(chǎn)量和性能提高，以及振動力場的引入能有效促進(jìn)填充、改性或共混聚合物體系中各組份間的分散、混合和混煉等。在塑料擠岀加工中引入振動場，側(cè)重于通過改變擠岀加工中的過程參數(shù) (壓力、溫度、功率)來改善 擠岀特性，使之更有利于塑料的擠岀成型加工；同時(shí)，振動場的作用也使擠岀成型制品質(zhì)量得以提高。而在 塑料注射成型中，振動場的引入側(cè)重于改善制品的物理機(jī)械性能；

7、當(dāng)然，振動場的存在對加工 的壓力、溫 度和熔體的流動性也有一定 的影響，總之，在塑料成 型加工中應(yīng)用振動技術(shù) 通過引入 振動場使加工過程 發(fā)生了深刻變化。塑料熔體的有效粘彈性由于振動場的作用，宏觀上表現(xiàn)為熔體的粘度減小。流動性增加，擠岀壓力或注射壓力 降低，流率增大，功耗降低。振動改善了塑料成型加工過程，使成型制品的性能也得到一定程度的提高。2、氣輔成型的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀及前景： 氣體輔助注射成型技術(shù)的工藝過程是：先向模具型腔中注入塑料熔體，再向塑料熔體中注入壓縮氣體。輔 助氣體的作用，推動塑料熔體充填到模具型腔的各個(gè)部分，使塑件最后形成中空斷面而保持完整外形。與普通注射成型相比，這一過程

8、多了一個(gè)氣體注射階段，且制品脫模前由氣體而非塑料熔體的注射壓 力進(jìn)行保壓。在成型后的制品中，由氣體形成的中空部分被稱為氣道。由于具有廉價(jià)、易得且不與塑 料熔體發(fā)生反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，因此一般所使用的壓縮氣體為氮?dú)?。氣體輔助注射成型的流程以短射制程為例，一般包括以下幾個(gè)階段。第一階段：按照一般的注塑成型工藝把一定量的熔融塑膠注射入模穴；第二階段：在熔融塑膠尚未充滿模腔之前，將高壓氮?dú)馍淙肽Ｑǖ闹醒?；第三階段：高壓氣體推動制品中央尚未冷卻的熔融塑膠，一直到模穴末端，最后填滿模腔； 第四階段：塑膠件的中空部分繼續(xù)保持高壓，壓力迫使塑料向外緊貼模具，直到冷卻下來； 第五階段：塑料制品冷卻定型后，排除制品內(nèi)部的

9、高壓氣體，然后開模取岀制品。(1) 熔體注射階段：在模具中注射填充量不足的塑料熔料。(2) 氣體填充階段：在熔融塑料未完成充滿模腔前，將計(jì)量的定量氣體由特殊噴嘴注射入熔體中央部分，形成擴(kuò)張的氣泡，并推進(jìn)前面的熔化芯部，從而完成填充模具過程。氣體注射時(shí)間、壓力、速度非常重 要。(3) 冷卻保壓階段：在工作循環(huán)的冷卻階段，氣體將保持較高的壓力，氣體壓力將補(bǔ)償塑料收縮導(dǎo)致的體積損失。達(dá)到某種程度時(shí)，氣泡將進(jìn)一步滲透到熔體中，即二次氣體滲透。(4) 最終排氣階段：塑料冷卻定型后，將氣體從最終模制件中抽岀。根據(jù)具體工藝過程的不同，氣體輔助注射成型可分為標(biāo)準(zhǔn)成型法、副腔成型法、熔體回流法和活動型芯法 四種

10、。1、標(biāo)準(zhǔn)成型法標(biāo)準(zhǔn)成型法是先向模具型腔中注入經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的塑料熔體，再通過澆口和流道注入壓縮氣體。氣體在型腔 中塑料熔體的包圍下沿阻力最小的方向擴(kuò)散前進(jìn)，對塑料熔體進(jìn)行穿透和排空，最后推動塑料熔體充 滿整個(gè)模具型腔并進(jìn)行保壓冷卻，待塑料制品冷卻到具有一定剛度和強(qiáng)度后，開模將其頂岀。2、副腔成型法副腔成型法是在模具型腔之外設(shè)置一個(gè)可與型腔相通的副型腔。首先關(guān)閉副型腔，向型腔中注射塑料熔體，直到型腔充滿并進(jìn)行保壓。然后開啟副型腔，向型腔內(nèi)注入氣體。由于氣體的穿透，使多余岀來的熔 體流入副型腔。當(dāng)氣體穿透到一定程度時(shí)，關(guān)閉副型腔，升高氣體壓力以對型腔中的熔體進(jìn)行保壓補(bǔ) 縮),最后開模頂岀制品。3、熔

11、體回流法 熔體回流法與副腔成型法類似，所不同的是模具沒有副型腔。氣體注入時(shí)，多余的熔體不是流入副型腔， 而是流回注射機(jī)的料筒。4、活動型芯法活動型芯法是在模具型腔中設(shè)置活動型芯。首先使活動型芯位于最長伸岀位置，向型腔中注射塑料熔體， 直到型腔充滿并進(jìn)行保壓。然后注入氣體，活動型芯從型腔中逐漸退岀以讓岀所需的空間。待活動型 芯退到最短伸岀位置時(shí)，升高氣體壓力實(shí)現(xiàn)保壓補(bǔ)縮，最后制品脫模。氣體輔助注射成型技術(shù)所需配置的設(shè)備主要包括注射機(jī)、氣體壓力控制單元和供氣及回收裝置。氣體輔助注射成型技術(shù)的特點(diǎn)：傳統(tǒng)的注射成型不能將制品的厚壁部分與薄壁部分結(jié)合在一起成型，而且由于制件的殘余應(yīng)力大，易翹曲 變形，表

12、面有時(shí)還會有縮痕。通常，結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型的缺點(diǎn)是，制件表面的氣穴往往因化學(xué)發(fā)泡助劑過 分充氣而造成氣泡，而且裝飾應(yīng)用時(shí)需要噴涂。氣體輔助注射成型則將結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型與傳統(tǒng)的注射成 型的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下大幅度降低生產(chǎn)成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。氣體 輔助注射成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：所需注射壓力小。氣體輔助注射成型可以大幅度降低對注射機(jī)噸位的要求，使注射機(jī)投資成本降低， 電力消耗下降，操作成本減少。此外，由于模腔內(nèi)壓力的降低，還可以減少模具損傷，并降低對模具 壁厚的要求，從而降低模具成本。制品翹曲變形小。由于注射壓力小，且塑料熔體內(nèi)部的氣體各處等壓，因此型腔內(nèi)壓力分布比傳統(tǒng)注 射成

13、型均勻，保壓冷卻過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力較小，使制品岀模后的翹曲傾向減小?？上s痕，提高表面質(zhì)量，降低廢品率。氣體輔助注射成型保壓過程中，塑料的收縮可由氣體的二 次穿透予以補(bǔ)償，且氣體的壓力可以使制品外表面貼緊模具型腔，所以制品表面不會岀現(xiàn)凹陷。此外,該技術(shù)還可將制品的較厚部分掏空以減小甚至消除縮痕。可以用于成型壁厚差異較大的制品。由于采用氣體輔助注射成型可以將制品較厚的部分掏空形成氣道 從而保證制品的質(zhì)量，因此采用這種方法生產(chǎn)的制品在設(shè)計(jì)上的自由度較大，可以將采用傳統(tǒng)注射成 型時(shí)因厚薄不均必須分為幾個(gè)部分單獨(dú)成型的制品合并起來，實(shí)現(xiàn)一次成型?？梢栽诓辉黾又破分亓康那闆r下，通過氣體加強(qiáng)筋改變材料

14、在制品橫截面上的分布，增加制品的截面 慣性矩，從而增加制品的剛度和強(qiáng)度，這有利于減輕汽車、飛機(jī)、船舶等交通工具上部件的重量?？赏ㄟ^氣體的穿透減輕制品重量，節(jié)省原材料用量，并縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。該技術(shù)可適用于熱塑性塑料、一般工程塑料及其合金以及其他用于注射成型的材料。氣體輔助注射成型技術(shù)的缺點(diǎn)是：需要增加供氣和回收裝置及氣體壓力控制單元，從而增加了設(shè)備投資； 對注射機(jī)的注射量和注射壓力的精度要求有所提高；制品中接觸氣體的表面與貼緊模壁的表面會產(chǎn)生 不同的光澤；制品質(zhì)量對工藝參數(shù)更加敏感，增加了對工藝控制的精度要求。氣體輔助注射成型技術(shù)的應(yīng)用 ：氣體輔助注射成型技術(shù)可應(yīng)用于各種塑料產(chǎn)品上，如

15、電視機(jī)或音箱外殼、汽車塑料產(chǎn)品、家具、浴室、廚 具、家庭電器和日常用品、各類型塑膠盒和玩具等。具體而言，主要體現(xiàn)為以下幾大類：管狀和棒狀零件，如門把手、轉(zhuǎn)椅支座、吊鉤、扶手、導(dǎo)軌、衣架等。這是因?yàn)?，管狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使現(xiàn) 存的厚截面適于產(chǎn)生氣體管道，利用氣體的穿透作用形成中空，從而可消除表面成型缺陷，節(jié)省材料 并縮短成型周期。大型平板類零件，如車門板、復(fù)印機(jī)外殼、儀表盤等。利用加強(qiáng)筋作為氣體穿透的氣道，消除了加強(qiáng) 筋和零件內(nèi)部殘余應(yīng)力帶來的翹曲變形、熔體堆積處塌陷等表面缺陷， 增加了強(qiáng)度/剛度對質(zhì)量的比值，同時(shí)可因大幅度降低鎖模力而降低注射機(jī)的噸位。形狀復(fù)雜、薄厚不均、采用傳統(tǒng)注射技術(shù)會產(chǎn)生縮痕和污

16、點(diǎn)等缺陷的復(fù)雜零件，如保險(xiǎn)杠、家電外殼、 汽車車身等。生產(chǎn)這些制品時(shí)，通過采用氣體輔助注射技術(shù)并巧妙布置氣道，適當(dāng)增加加強(qiáng)筋數(shù)目， 同時(shí)利用氣體均勻施壓來克服可能的缺陷，使零件一次成型，不僅簡化了工藝，還降低了生產(chǎn)成本。隨著氣體輔助注射成型技術(shù)的深入研究和廣泛應(yīng)用，形式各異的新型氣體輔助注射成型技術(shù)也相繼問世， 如外部氣輔注射成型、液輔注射成型、水輔注射成型、順序注射與氣輔注射相結(jié)合成型、局部氣體輔 助注射、振動氣體輔助注射等。我國氣體輔助注射成型技術(shù)的應(yīng)用起步雖然較晚，但隨著家電、汽車 等工業(yè)的快速發(fā)展，對成型塑料制品的要求也在不斷提高，有力地推動了這項(xiàng)技術(shù)的引進(jìn)、研究和推 廣應(yīng)用。氣體輔助

17、注塑成型優(yōu)點(diǎn)在不降低質(zhì)量的前提下用現(xiàn)代注塑機(jī)和成型技術(shù)可以縮短生產(chǎn)周期。通過便用氣誶犏切扯射成型的方法， 制品質(zhì)量得到提高，而且降低了模具的成本。使用氣體輔助注射成型技術(shù)時(shí)，它的優(yōu)點(diǎn)和費(fèi)用的節(jié)約 是非常顯著的。1減少產(chǎn)品變形：低的注射壓力使內(nèi)應(yīng)力降低，使翹曲變形降到最低；2、減少鎖模壓力：低的注射壓力使合模力降低，可以使用小噸位機(jī)臺；3、提高產(chǎn)品精度：低的殘余應(yīng)力同樣提高了尺寸公差和產(chǎn)品的穩(wěn)定性；4、 減少塑膠原料：成品的肉厚部分是中空的，減少塑料最多可達(dá)40%;5、縮短成型周期：與實(shí)心制品相比成型周期縮短，不到發(fā)泡成型一半；6、提高設(shè)計(jì)自由： 氣體輔助注射成型使結(jié)構(gòu)完整性和設(shè)計(jì)自由度提高：7

18、、厚薄一次成型：對一些壁厚差異大的制品通過氣輔技術(shù)可一次成型：8提高模具壽命： 降低模腔內(nèi)壓力，使模具損耗減少，提高工作壽命：9、降低模具成本：減少射入點(diǎn)，氣道取代熱流道從而使模具成本降低；10、消除凹陷縮水：沿筋板和根部氣道增加了剛度，不必考慮縮痕問題。3、樹脂傳遞模塑成型（RTM ）的成型原理、 特點(diǎn)、及應(yīng)用前景：RTM的基本原理是將玻璃纖維增強(qiáng)材料鋪放到閉模具的模腔內(nèi)，用壓力將樹脂膠液注入模腔，浸透玻纖 增強(qiáng)材料，然后固化，脫模成型制品。RTM成型技術(shù)的特點(diǎn)：1可以制造兩面光的制品；2、成型效率高，適合中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)（20000件/年內(nèi)）；3、RTM為閉模操作，不污染環(huán)境；不損

19、害健康；4、增強(qiáng)材料可任意方向鋪放，容易實(shí)現(xiàn)按制品受力狀況合理鋪放增強(qiáng)材料； 5、原材料及能源消耗少； 6、建廠投資少。RTM 技術(shù)適用范圍（見課件）很廣，目前已廣泛用于建筑、交通、電訊、衛(wèi)生、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。 已開發(fā)的產(chǎn)品有：汽車殼體及部件、娛樂車構(gòu)件、螺旋槳、天線罩、機(jī)器罩、浴盆、淋浴間、游泳池 板、座椅、水箱、電話亭、電線桿、小型游艇等。4、RTM成型、手糊成型、噴射成型、SMC成 型四者的優(yōu)缺點(diǎn)比較：RTM的基本原理是將玻璃纖維增強(qiáng)材料鋪放到閉模的模腔內(nèi)，用壓力將樹脂膠液注入模腔，浸透玻纖增 強(qiáng)材料，然后固化，脫模成型制品。RTM成型技術(shù)的特點(diǎn)：可以制造兩面光的制品； 成型效率高，

20、 適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)（20000件/年以內(nèi)）；RTM為閉模操作，不污染環(huán)境，不損害工人健康；增強(qiáng)材料可以任意方向鋪放，容易實(shí)現(xiàn)按制品受力狀況例題鋪放增強(qiáng)材料；原材料及 能源消耗少；建廠投資少，上馬快。手糊成型工藝又稱接觸成型工藝。是手工作業(yè)把玻璃纖維織物和樹脂交替鋪在模具上，然后固化成型為玻 璃鋼制品的工藝。優(yōu)點(diǎn)是成型不受產(chǎn)品尺寸和形狀限制，適宜尺寸大、批量小、形狀復(fù)雜的產(chǎn)品的生 產(chǎn)。設(shè)備簡單、投資少、見效快。適宜我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展。且工藝簡單、生產(chǎn)技術(shù)易掌握，只需經(jīng) 過短期培訓(xùn)即可進(jìn)行生產(chǎn)。易于滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要，可在產(chǎn)品不同部位任意增補(bǔ)增強(qiáng)材料；制品的樹 脂含量高，耐腐蝕性能好。

21、缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、速度慢、生產(chǎn)周期長、不宜大批量生產(chǎn)。且產(chǎn)品質(zhì)量 不易控制，性能穩(wěn)定性不高。產(chǎn)品力學(xué)性能較低。生產(chǎn)環(huán)境差、氣味大、加工時(shí)粉塵多，易對施工人 員造成傷害。噴射成型工藝是將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側(cè)噴出，同時(shí)將切斷的玻纖粗紗，由噴槍 中心噴岀，使其與樹脂均勻混合，沉積到模具上，當(dāng)沉積到一定厚度時(shí)，用輥輪壓實(shí)，使纖維浸透樹 脂,排除氣泡，固化后成制品。噴射成型的優(yōu)點(diǎn)：用玻纖粗紗代替織物，可降低材料成本；生產(chǎn) 效率比手糊的高 24倍；產(chǎn)品整體性好，無接縫，層間剪切強(qiáng)度高，樹脂含量高，抗腐蝕、耐滲 漏性好；可減少飛邊，裁布屑及剩余膠液的消耗；產(chǎn)品尺寸、形狀不受限制。其缺點(diǎn)

22、為：樹脂 含量高，制品強(qiáng)度低；產(chǎn)品只能做到單面光滑；污染環(huán)境，有害工人健康。片狀模塑料SMC的成型工藝主要有以下兩類： 將玻纖含量為25%40% （根據(jù)具體要求而定）的SMC片材，按產(chǎn)品形狀要求剪裁成 一定的尺寸，揭去兩面的PE薄膜，按一定要 求疊放在熱的對模上進(jìn)行加壓加溫成型；先 在熱模內(nèi)按要求鋪放好一定量（根據(jù)玻纖含量 要求而定）的連續(xù)玻纖預(yù)成型氈，然后將不含 玻纖或僅含少量玻纖（一般為 5%以下）的 SMC片材經(jīng)剪裁、撕去薄膜后疊放在預(yù)成型 氈上，最后鋪上一層表面氈。在較慢的合模（約 需Imin）下使材料流動而安全浸透預(yù)成型氈， 并在加溫加壓下固化成型。后一類工藝的最大 特點(diǎn)是：可在成型

23、前改變預(yù)成型氈的鋪設(shè)和局 部纖維含量，來滿足制件局部的高強(qiáng)度要求， 并獲得總體強(qiáng)度高于前一類工藝的制品。SMC工藝的特點(diǎn)是：（1）操作方便。整個(gè)生產(chǎn)過程易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化，生產(chǎn)效率高，改善了濕法成型的作業(yè)環(huán)境和勞動 條件。（2）產(chǎn)品的可沒計(jì)性強(qiáng)?？赏ㄟ^改變組份的種類和配方，改變成型工藝來滿足不同產(chǎn)品的不同要求。如耐腐蝕、絕 緣、絕熱、零收縮、柔性、低密度、高強(qiáng)、A級表面、抗靜電等等。成型流動性好。可成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，特別適合制作大型薄殼異形制品。能實(shí)現(xiàn)制品變厚度，帶嵌件、孔洞、凸臺、加強(qiáng)筋、螺紋等功能。(4) 產(chǎn)品內(nèi)外光潔，尺寸準(zhǔn)確，適合制作汽車外圍件，電氣零部件，機(jī)械部件，防腐容器等產(chǎn)品

24、。適合 大規(guī)模生產(chǎn)，成本較低。(5) 增強(qiáng)材料在生產(chǎn)與成型過程中均無損傷，長度均勻，制品強(qiáng)度較高，可進(jìn)行輕型結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，色彩 艷麗。SMC工藝也有其不足之處，主要是SMC機(jī)組、壓機(jī)、模具要求高投入，同時(shí)，生產(chǎn)技術(shù)要求較高。5、微孔注射發(fā)泡成型原理、特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀：在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型中，通常采用化學(xué)發(fā)泡劑，由于其產(chǎn)生的發(fā)泡壓力較低，生產(chǎn)的制件在壁 厚和形狀方面受到限制。微孔發(fā)泡注射成型采用超臨界的惰性氣體受到限制。微孔發(fā)泡注射成型采用 超臨界的惰性氣體(C02 N2)作為物理發(fā)泡劑其工藝過程分為四步：(1) 氣體溶解：將惰性氣體的超臨界液體通過安裝在構(gòu)簡上的注射器注人聚合物熔體中，形成均相

25、 聚合物/氣體體系；(2) 成核：充模過程中氣體因壓力下降從聚合物中析出而形成大量均勻氣核；(3 )氣泡長大：氣在精確的溫度和壓力控制大；(4)定型：當(dāng)氣泡長大到一定尺寸時(shí)，冷卻定型。微孔發(fā)泡與一般的物理發(fā)泡有較大的不同。首先，微孔發(fā)泡加工過程中需要大量惰性氣體如CO2 N2溶解于聚合物，使氣體在聚合物呈飽和狀態(tài)，采用一般物理發(fā)泡加工方法不可能在聚合物一氣體均相 體系中達(dá)到這么高的氣體濃度。其次，微孔發(fā)泡的成核數(shù)要大大超過一般物理發(fā)泡成型采用的是熱力 學(xué)狀態(tài)逐漸改變的方法，易導(dǎo)致產(chǎn)品中岀現(xiàn)大的泡孔以及泡孔尺寸分布不均勻的弊病。微孔塑料成型 過程中熱力學(xué)狀態(tài)迅速地改變，其成核速率及泡核數(shù)量大大超

26、過一般物理發(fā)泡成型。與一般發(fā)泡成型 相比，微孔發(fā)泡成型有許多優(yōu)點(diǎn)。其一是它形成的氣泡直徑小，可以生產(chǎn)因一般泡沫塑料中微孔較大而難以生產(chǎn)的薄壁(1mm制品；其二是微孔發(fā)泡材料的氣孔為閉孔結(jié)構(gòu)，可用和阻隔性包裝產(chǎn)品； 其三是生產(chǎn)過程中采用 CO2或 N2,因而沒有環(huán)境污染問題。塑料發(fā)泡成型因其可減輕制品重量，且制品具有緩沖、隔熱效果而廣泛應(yīng)用在日用品、工業(yè)部件、建材等 領(lǐng)域。傳統(tǒng)的發(fā)泡成型通常使用特定的鹵代烷烴、有機(jī)化合物以及鹵代烷烴的替代品作為發(fā)泡劑。微 孔泡沫塑料注射成型是在超臨界狀態(tài)下利用CO2及N2進(jìn)行微孔泡沫塑料成型技術(shù)，目前已進(jìn)人實(shí)用化階段。微孔泡沫塑料注射成型可生產(chǎn)壁厚為0.5mm的

27、薄壁大部件及尺寸精度要求高的、形狀復(fù)雜的小部件。它推翻了長期一直認(rèn)為發(fā)泡成型只能完成厚壁制品的生產(chǎn)的觀點(diǎn)。與傳統(tǒng)的發(fā)泡成型形成的 最小孔徑為250gm的不均勻的微孔相比，微孔泡沫塑料成型及應(yīng)用是建立在美國麻省理工學(xué)院(MIT)于20世紀(jì)90年代提岀微孔泡沫塑料的概念和制備方法的基礎(chǔ)之上的。其設(shè)計(jì)思想主要有兩點(diǎn)：(1)當(dāng)泡沫塑料中泡沫微孔尺寸小于材料內(nèi)部的缺陷時(shí)，泡沫微孔的存在將不會降低材料的強(qiáng)度。(2)由于微孔的存在使材料中原有的裂紋尖端鈍化，有利于阻止裂紋在應(yīng)力作用下擴(kuò)展，從而改善塑料的力學(xué) 性能?，F(xiàn)在的工藝形成的微孔大小均勻，孔徑在110gm，這樣的微孔結(jié)構(gòu)也賦予比傳統(tǒng)方法制備的制品更高的

28、機(jī)械性能和更低的密度。在力學(xué)性能不損失的情況下，重量可降低10%30%，而且可減少制品的翹曲、收縮及內(nèi)應(yīng)力。微孔泡沫塑料注射成型可加工多種聚合物，如PP、PS、PBT、PA及PEEK 等。微孔發(fā)泡注射成型工藝過程可分為以下四個(gè)基本階段：(1) 脂熔融階段。從料斗加人的樹脂在料筒中熔融塑化。(2) 超臨界氣體(Super Critical Find, SCF )注人、混合和擴(kuò)散階段。SCF發(fā)生裝置在料筒的特定位置注入超臨界氣體，與樹脂熔體均勻混合，此階段可看作未開瓶蓋的啤酒。(3) 注射階段。將樹脂熔體注人模具，相當(dāng)于把啤酒瓶蓋拔掉，隨著模具內(nèi)壓力的降低，時(shí)間的延長，熔體內(nèi)的超臨界氣體像啤酒一樣

29、發(fā)泡。(4) 發(fā)泡階段。它可分為氣體核的發(fā)生、氣泡成長和氣泡穩(wěn)定等階段。成功的微孔發(fā)泡注射成型均 會經(jīng)歷上述四個(gè)階段。其中液體狀聚合物和氣體超臨界液體狀態(tài)所形成的單相熔融物的溫度和壓力必 須控制精確，以防止該熔融物預(yù)先發(fā)泡。泡沫微孔的成核、增大、注射時(shí)的凝結(jié)過程以及微孔的最終 尺寸和形狀取決于注塑成型的工藝條件。微孔泡沫塑料注射成型的特點(diǎn)：(1) 提高了樹脂的流動性。與超臨界狀態(tài)的C02或N2混合后，樹脂的表觀粘度降低，加人5%的C02，熔體表現(xiàn)粘度可減半，樹脂的流動性明顯提高。其結(jié)果是注射壓力減小，鎖模力也減小。此外由于流動性的改善，可以在較低的溫度和低的模具溫度下成型。注射壓力可減少30%

30、60%，鎖模力可降低70%，甚至可采用鋁制模具。(2) 縮短成型周期。這是因?yàn)椋何⒖着菽芰献⑸涑尚蜎]有保壓階段；樹脂用量比未發(fā)泡的少，總 熱量減少；模具內(nèi)的氣體從超臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)成氣相進(jìn)行發(fā)泡，模具內(nèi)部得到冷卻；樹脂的流動性得到改 善，成型溫度降低，一般成型周期可減少 20%50%。(3) 減少制品重量，制品無縮孔、凹斑及翹曲。該技術(shù)最多可使制品重量減少50%，一般為5%30%。微孔發(fā)泡是通過在聚合物內(nèi)引入大量的微孔進(jìn)行增韌改性的，與納米粒子和剛性粒子增韌相比，微 孔發(fā)泡材料的制備工藝更為簡單和價(jià)廉。用納米或剛性粒子增韌，存在分散困難的問題，需加入專門 的助劑處理納米或剛性粒子，使加工工藝復(fù)雜化，且納米粒子價(jià)格昂貴