高分子材料成型加工第十

關(guān)于高分子材料成型加工第十二次成型是指在一定條件下將高分子材料經(jīng)過二次成型加工以獲得制品的最終型樣的技術(shù)。二次成型是相對于一次成型而言的，兩者的主要區(qū)別在于：一次成型是通過材料的流動或塑性形變而成型，成型過程中伴隨著聚合物的狀態(tài)或相態(tài)轉(zhuǎn)變。第2頁,共23頁，2024年2月25日，星期天而二次成型是在低于聚合物流動溫度或熔融溫度的半熔融類橡膠態(tài)下進(jìn)行的，一般是通過粘彈性變來實現(xiàn)材料的型材或丕件的再成型。第3頁,共23頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)二次成型原理1、聚合物的物理狀態(tài)：聚合物在不同溫度下分別表現(xiàn)為玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)三種物理狀態(tài)。在一定的相對分子質(zhì)量范圍內(nèi)，溫度和相對分子質(zhì)量對非晶型和部分結(jié)晶型聚合物物理狀態(tài)存在轉(zhuǎn)變。第4頁,共23頁，2024年2月25日，星期天2、聚合物的粘彈性形變聚合物在加工過程中的總形變是由普彈性變、推遲高彈性變和粘彈性變?nèi)糠纸M成。對于Tg比室溫高得多的無定形聚合物，二次成型的過程是：先將聚合物材料在Tg~Tf溫度范圍內(nèi)加熱，使之產(chǎn)生形變并成型為一定形狀，然后將其置于接近室溫下冷卻，使其形變凍結(jié)并固定其性狀。第5頁,共23頁，2024年2月25日，星期天結(jié)晶聚合物在定性冷卻過程中會產(chǎn)生結(jié)晶，分子鏈本身因稱為結(jié)晶結(jié)構(gòu)的一部分或與結(jié)晶區(qū)域相聯(lián)系而被固定，不可能產(chǎn)生彈性恢復(fù)，充而達(dá)到定型的目的。第6頁,共23頁，2024年2月25日，星期天三、成型條件的影響二次成型的溫度以聚合物能產(chǎn)生形變且伸長率最大的溫度為宜。二次成型產(chǎn)生的形變具有恢復(fù)性，模具溫度不能太高一般在聚合物Tg以下，成型溫度升高會導(dǎo)致材料的彈性形變部分減少。制品在相同溫度收縮下，成型溫度高比成型溫度低具有更高的殘余形變，因此在較高溫度下成型，可獲得性狀穩(wěn)定性較好的制品。第7頁,共23頁，2024年2月25日，星期天

第二節(jié)中空吹塑成型中空吹塑是制造空心塑料制品的成型方法，是借助氣體壓力使閉合在模具型腔中的處于類橡膠態(tài)的型坯吹脹成為中控制品的二次成型技術(shù)。注射吹塑：注射吹塑是用注射成型方法先將塑料制成有底型坯，再把型坯移入吹塑膜內(nèi)進(jìn)行吹塑成型。分為拉伸注坯吹塑和注射-拉伸-吹塑兩種方法。第8頁,共23頁，2024年2月25日，星期天拉伸注坯吹塑的優(yōu)點(diǎn)是：制品壁厚均勻不需要加工，注射的型坯能全部進(jìn)入吹塑膜內(nèi)進(jìn)行吹脹故所得中空制品無接縫。注射-拉伸-吹塑在成型過程前收到軸向拉伸，這種方法與中空成型原理基本相同。注坯拉伸吹塑制品的透明度、沖擊強(qiáng)度、表面硬度和剛度第9頁,共23頁，2024年2月25日，星期天都能有較大的提高。2、擠出吹塑擠出工藝過程包括：擠出、合模、壓縮、冷卻定型后脫模擠出吹塑在實際應(yīng)用中有單層直接擠坯吹塑、多層共擠出吹塑、擠出-蓄料-壓坯-吹塑和擠坯拉伸吹塑等不同的方法。第10頁,共23頁，2024年2月25日，星期天3、中空吹塑成型的工藝控制對吹塑過程和吹塑制品質(zhì)量有重要影響的工藝因素是型坯溫度、吹塑模溫度、充氣壓力與充氣速率、吹脹比和冷卻時間等。對拉伸吹塑成型的影響因素還有拉伸比。第11頁,共23頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)拉幅薄膜成型拉幅薄膜成型是在擠出成型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種塑料薄膜的成型方法。它是將擠出成型所得的厚度為1~3mm的厚片或管坯重新加熱到材料的高彈態(tài)下進(jìn)行大幅度拉伸而成薄膜。拉幅成型使聚合物長鏈在高彈態(tài)下受到外力作用沿拉伸作用力的方向伸長和取向，取向后聚合物的物理機(jī)械性能發(fā)生了變化出現(xiàn)各向異性強(qiáng)度增加。第12頁,共23頁，2024年2月25日，星期天拉幅拉伸的取向方法主要分為平模法和管膜法，管膜法以雙向拉伸為特點(diǎn)。1、平擠逐次雙向拉伸薄膜的成型平擠逐次雙向拉伸有先縱向后橫向拉伸和先橫向后縱向兩種方法?？v拉后的膜片在拉幅機(jī)內(nèi)經(jīng)過預(yù)熱、橫拉伸、熱定型和冷卻作用后離開拉幅機(jī)，再經(jīng)切邊和卷繞機(jī)得到雙向拉伸膜。第13頁,共23頁，2024年2月25日，星期天2、管膜雙向拉伸薄膜的成型成型工藝包括管坯成型、雙向拉伸和熱定型三個階段。平模法和管膜法成型雙向拉伸膜的工藝，都可用于制造熱收縮膜，但絕大多數(shù)熱收縮膜是用管膜法生產(chǎn)。第14頁,共23頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)熱成型

熱成型是利用熱塑性塑料的片材作為原料來制造塑料制品的一種方法，是塑料的二次成型。熱成型的特點(diǎn)是成型壓力較低，因此對模具要求低，工藝較簡單，生產(chǎn)率高，設(shè)備投資少，能制造面積較大的制品；但所用材料需經(jīng)過一次成型，故成本較高，而且制品的后加工較多。第15頁,共23頁，2024年2月25日，星期天一、熱成型的基本方法1、差壓成型制品的特點(diǎn)是：制品結(jié)構(gòu)比較鮮明，精細(xì)部位是與模具面貼合的一面，而且光潔度也較高；成型時，凡片材與模具面在貼合時間上愈合的部位，其厚度越?。恢破繁砻婀鉂珊茫⒉粠魏舞Υ?，材料原來的透明性在成型后不發(fā)生變化。第16頁,共23頁，2024年2月25日，星期天2、覆蓋成型：與差壓成型一樣，與模面貼合的一面表面質(zhì)量較高，在結(jié)構(gòu)上也比較鮮明和細(xì)致。壁厚的最大部分在模具的頂部，而最薄的部位則在模具側(cè)面與底面的交界區(qū)。制品側(cè)面上常會出現(xiàn)牽伸和冷卻的條紋。3、柱塞助圧成型差壓成型的凹形制品底部偏薄，而覆壓成第17頁,共23頁，2024年2月25日，星期天型的凹形制品側(cè)壁偏薄，為了克服這些缺陷，產(chǎn)生了柱塞助壓成型的方法。分為真空成型和助壓氣壓成型。回吸成型分為真空回吸成型、氣脹回吸成型、和推氣真空回吸成型。對模成型雙片熱成型第18頁,共23頁，2024年2月25日，星期天2、熱成型設(shè)備和模具按供料方式有分批進(jìn)料和連續(xù)進(jìn)料兩種類型。工業(yè)上的分批進(jìn)料設(shè)備是三段輪轉(zhuǎn)機(jī)，這種設(shè)備按裝卸、加熱和成型的工序分為三段。熱成型系統(tǒng)分為：加熱系統(tǒng)、夾持系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、模具。工藝條件：準(zhǔn)備、夾持、加熱、成型、冷卻、脫模和制品的后處理等。第19頁,共23頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)合成纖維的拉伸合成纖維的成型普遍采用熔融紡絲法和溶液紡絲法，其生產(chǎn)流程包括紡絲熔體和溶液的制備、紡絲以及初生纖維的后加工過程。不同制法的初生纖維物理機(jī)械性能還是不夠需要進(jìn)一步加工處理，后加工中拉伸和后處理最大影響的是拉伸和熱定型兩個階段。第20頁,共23頁，2024年2月25日，星期天按拉伸纖維的介質(zhì)來分，一般有干拉伸、蒸氣預(yù)拉伸和濕拉伸三種。短纖維的后加工包括集束、拉伸、水洗、上油、干燥、卷曲、熱定型、切斷和打包等一系列工序。第21頁,共23頁，2024年2月25日，星期天第六節(jié)合成纖維網(wǎng)絡(luò)絲和空氣變形絲的加工網(wǎng)絡(luò)絲和空氣變形絲均是合成纖維長絲經(jīng)噴嘴在壓縮空氣的作用下加工而成的?？諝庾冃谓z利用壓縮空氣處理長絲以獲得蓬松性以及其使用具有類似短纖紗某些特性的加工方法?？?/p>