高分子材料成型

第六章高分子材料成型高分子材料：塑料，橡膠1塑料分類一、塑料制品的成型塑料是以合成樹脂為主要成分的有機高分子材料。按塑料的受熱行為分類：熱固性塑料，熱塑性塑料按塑料的使用特點來分：通用塑料、工程塑料

和特種塑料塑料的種類很多，分類方法也很多。常用的二種為：熱固性塑料是一種化學不溶解的高分子材料。它是熱固性聚合物加熱到一定溫度發(fā)生化學反應，引起分子間粘結或交聯(lián)、硬化或聚合而固化的。固化以后即使再加熱也不能回復到原始狀態(tài)。熱固性塑料一般以縮聚樹脂為基礎制成，如：酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、聚氨酯塑料等。熱塑性塑料則相反，在室溫下是固態(tài)，受熱軟化，達到熔點變成粘性液體；冷卻到熔點以下的粘性液體重新凝固。循環(huán)地加熱和冷卻，熔融和凝固重復出現(xiàn)。熱塑性塑料一般由聚合樹脂制成，如：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、ABS、有機玻璃、尼龍等。

通用塑料是指那些常用的塑料品種，主要包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛和氨基塑料等；它們的產(chǎn)量大，用途廣，價廉。工程塑料是指具有優(yōu)良力學性能的塑料，它們可以用來制造承受一定載荷的工程結構塑料件，能部分代替金屬材料制造各種塑料機械零件和配件。工程塑料通常是指ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、尼龍等。

特種塑料都具有某一方面的特殊性能，如高的耐熱性、電絕緣性、耐腐蝕性、導電性、導磁性等。有些特種塑料是塑料基復合材料。2塑料制品成型方法塑料的原料一般為粉末狀、顆粒狀或液體，根據(jù)要求有時需要加入適當?shù)奶砑觿ㄈ纾涸鏊軇?、填料、防老化劑、阻燃劑、增強材料等）?/p>

無論是熱塑性還是熱固性塑料，一般都需要在一定的溫度和壓力下才能塑壓成形。塑料成形的方法很多，常用的有：注射成形、擠出成形、澆注成形、壓制成形、吹塑成形等。

注射成形(injection-moldingprocess)

注射成形示意圖1—頂出桿，2—制品，3—加熱器，4—顆粒塑料，5—柱塞，6—分流梳適用范圍：注射成型是熱塑性塑料的一種主要成型方法。可以生產(chǎn)各種形狀的塑料制品。優(yōu)點：機械化、自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，制品尺寸精度高，可壓制形狀復雜、薄壁（如電視機外殼）或有金屬嵌件的塑料制品。缺點：設備和模具成本高。某些流動性好的熱固性塑料也可采用注射成型工藝。

擠出成形(extrusionprocess)塑料擠出成形示意圖1—料筒，2—加熱器，3—冷卻水或氣更換不同的模嘴則可以生產(chǎn)不同截面的型材。適用范圍：擠出成型適合于熱塑性塑料的管材、棒材、

板材等塑料型材的生產(chǎn)。優(yōu)點：可以自動連續(xù)生產(chǎn)，效率高。缺點：制品尺寸精度較差，

不能用于熱固性塑料制品的生產(chǎn)。

壓制成型(compressionmoldingprocess)

壓制成型又叫模壓成型，與粉末冶金的壓制成型相似。將塑料原料（粉末、顆?；蚱┓湃虢饘倌＞邇?nèi)，加熱加壓，使其在模具內(nèi)成形、硬化。

——熱固性塑料通常采用的成形方法。壓制過程的三個相互關聯(lián)的基本參數(shù)：壓制溫度、壓力、時間對壓制品的質(zhì)量影響很大，應嚴格控制。

澆注成型適于熱固性塑料，具體操作同于鑄造。

吹塑成型

是把熔融狀態(tài)的塑料型環(huán)放置于模具型腔內(nèi)，借助于壓縮空氣吹脹冷卻而得到一定形狀的中空塑料制品的成型加工方法。如:瓶、罐、筒類件的生產(chǎn)?！m于熱固性塑料

注射吹塑成型過程及擠出吹塑成型過程如下圖所示。壓縮空氣(a)(b)(c)(d)注射吹塑成型過程1—注射機；2—注射型坯；3—空心凸模；4—加熱器；5—吹塑模；6—制品注射吹塑成型過程壓縮空氣(a)(b)(c)(d)擠出吹塑成型過程1—擠出機頭；2—吹塑模；3—管狀型坯；4—壓縮空氣吹嘴；5—制品擠出吹塑成型過程真空成型(vacuumforming)

將熱塑性塑料片放在模具中，周邊壓緊，加熱器把塑料片加熱至軟化溫度，然后將模具內(nèi)腔抽成真空，軟化的塑料片在大氣的壓力作用下與模具內(nèi)表面貼合，冷卻硬化后即得到所需的塑料制品。真空成型示意圖二.橡膠制品的成型過程橡膠是以有機高分子聚合物為基礎的材料。橡膠分類：按來源分，分為天然橡膠和合成橡膠；按應用范圍分，分為通用橡膠和特種橡膠。橡膠的特點：高彈性、良好的耐磨性、隔音性、阻尼特性及電絕緣性等。橡膠的用途：密封件、輪胎、減振件、傳動膠帶等。生產(chǎn)橡膠制品的原材料：生橡膠1概述

橡膠制品的生產(chǎn)主要包括塑煉、混煉、成形、硫化等加工過程。(1)塑煉

增加橡膠可塑性的工藝過程。分為低溫塑煉和高溫塑煉。

橡膠具有高彈性，但可塑性極差。塑煉使橡膠分子鏈斷裂，減少分子的長度，提高其可塑性。(2)

混煉

通過機械作用使塑煉后的生橡膠與各種配合劑均勻混合的工藝過程。其目的是生產(chǎn)出符合品質(zhì)要求的混煉膠。2橡膠制品的成型加工過程

①壓延

將混煉膠料通過輥壓制成一定厚度、寬度或各種斷面形狀的膠片，或者在所用的紡織物上掛上一層薄的膠層，這種工藝過程稱為壓延。用作壓延的機器叫做壓延機，根據(jù)壓輥的數(shù)量，壓延機有雙輥、三輥、四輥和五輥之分。壓延可以完成壓片、壓型、貼膠、擦膠、貼合等作業(yè)。(3)成型

把混煉膠通過成型加工成各種橡膠制品或半成品。常用成形方法有注射成形、壓延過程、擠出成形等。②壓出

橡膠的壓出成形與塑料的擠出成形相似。很多橡膠制品是采用螺桿壓出成形機進行生產(chǎn)的。通過壓出機螺桿的旋轉，使膠料在螺桿和筒壁之間受到強大的擠壓力，膠料被加熱塑化，并不斷向前推送，最后通過模嘴壓出具有一定斷面形狀的半成品。更換不同的模嘴，可以壓出各種斷面形狀的橡膠坯件。壓出成形在橡膠工業(yè)中應用很廣，如輪胎胎面、內(nèi)胎、膠管、電線以及各種斷面形狀的制品。壓出成形的橡膠坯件經(jīng)過硫化，就成為產(chǎn)品了。

③模壓模壓（也叫熱壓）成形往往和硫化同時進行，模壓后就得到橡膠制品。它的加工原理和過程與塑料的模壓成形類似?？梢陨a(chǎn)橡膠墊片、密封圈、復雜形狀的橡膠制品等。在橡膠工業(yè)中應用十分廣泛。

對于一些流動性好的橡膠（包括粉末膠料），也可以注射成形。它的原理和過程與塑料的注射成形相似。橡膠制品實物照片(4)硫化

將塑性橡膠轉化為彈性橡膠的工藝過程。是橡膠成形的最重要工序之一。一般用硫磺在硫化機中進行硫化過程，使橡膠由鏈狀結構轉化為網(wǎng)狀結構。

隨著橡膠工業(yè)技術的發(fā)展，已有很多不用硫磺硫化而可以使橡膠（尤其是合成橡膠）分子發(fā)生交聯(lián)的方法。然而，凡是能使塑性橡膠轉變?yōu)榭臻g網(wǎng)狀結構的彈性橡膠的工藝，不管用不用硫磺，均稱為硫化。工業(yè)生產(chǎn)中，很多橡膠制品的硫化和成形是同時進行的。

硫化是橡膠制品生產(chǎn)工藝中最重要的工序之一，各種橡膠制品都必須通過硫化來獲得滿足使用要求的性能。硫化是在硫化機上進行的，溫度、壓力和硫化時間是必須嚴格控制的工