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高分子材料成形
第四章高分子材料成形
塑料由于其原料广、性能优良(质轻、具有电绝缘性、耐腐蚀、绝热性等),加工成型方便,具有装饰性和现代质感,而且塑料品种繁多,价格比较低廉,广泛应用于仪器、仪表、家用电器、交通运输、轻工、包装各部门。
4.1常用工程塑料及其性质
一、高分子化合物的基本知识
1.高分子化合物的组成:
高分子化合物指分子量特别大的化合物。
高分子化合物的每个分子可能含有成千上万个原子,甚至几万、几十万上百万个。
高分子化合物又称高聚物或聚合物。
高分子化合物具有天然高分子化合物和人工合成高分子化合物两类。
天然橡胶、纤维、淀粉、蛋白质等是天然高分子化合物,而塑料、合成纤维、合成橡胶则是人工合成高分子化合物。
高分子化合物的分子量虽然很大,但其化学组成和结构单元的组成一般都比较简单。
通常由C、H、O、Si、N等少数几种元素构成,且都是有一种或几种简单的低分子化合物(结构单元)重复连接形成的。
能形成高分子化合物的低分子化合物称为单体,组成高分子(大分子链)的重复结构单元叫做链节。
如聚乙烯(CH2-CH2)n是由乙烯单体(CH2-CH2)聚合而成,是有许多结构单元重复连接形成的。
高聚物的合成是把低分子化合物聚合起来形成高分子化合物的过程。
高分子化合物的合成方法主要有加聚反应和缩聚反应。
2.高分子链的形态(结构)
高分子链的结构一般有线型、支链型和网型。
线型结构的高分子在拉长或低温下易呈直线形状,而在较低温度下或稀溶液中,则易成卷曲形状。
支链型结构的高分子是在线型大分子的主链上又接出一些短的支链。
具有线型和支链型结构的高分子化合物可以溶解在适当的溶液中,加热时能熔融流动。
通常称为热塑性高分子化合物。
基于这一点,具有这两种结构的高分子材料易于加工,可以反复使用。
网型结构的高分子是在长链大分子之间有若干支链把他们交联起来,形成三维网状结构,属于体型结构。
这种高分子化合物不溶于溶剂,受热时也不能熔融流动,称为热固性高分子化合物。
3.高分子化合物的聚集态结构
根据分子的排列状态分为晶态和非晶态。
分子作有规则的紧密排列,但高聚物不可能完全结晶,只形成一些晶区。
二、塑料的分类和特性
(一)塑料的组成
塑料一般以合成树脂(高聚物)为主要组分,在加入各种添加剂,经一定温度和压力塑制成型,且成型后在常温或一定温度范围内能保持其形状不变的材料。
其主要组成如下:
1.合成树脂合成树脂及人工合成线性高聚物,是塑料的基本原料,对塑料的性能起着决定作用,股绝大多数塑料以树脂的名称命名。
合成树脂受热时呈软化或熔融状态,可起粘接作用,使塑料具有良好的成形能力。
2.填充剂(填料)主要用来提高塑料的力学性能、耐热性能、电学性能;同时降低成本。
常用的填料有无机填料如滑石粉、石墨粉、云母、玻璃纤维、玻璃布等;有机材料如棉布、棉花、木粉、木片、纸等。
3.增塑剂改进塑料的可塑性、柔软性,并使塑料易于加工成型。
4.着色剂使塑料具有一定的色彩,以满足使用要求。
5.固化剂与树脂起化学作用,形成不溶不熔的交联网状结构。
为得到热固性塑料,须加入固化剂。
6.稳定剂防止塑料在使用过程中,因受热、氧气、光线等的作用而老化,以延长塑料的使用寿命。
稳定剂应具有耐水、耐油、耐化学药品、与树脂相溶、成形过程中不分解等特性。
包装食品的塑料制品还应选择无毒且无味的稳定剂。
7.润滑剂使塑料在加工成型时易于脱模何时表面光亮美观。
8.抗静电剂提高塑料表面的电导率,防止静电积聚,防止在加工和使用过程中由于摩擦产生静电而妨碍正常生产和安全。
9.其他添加剂为了改善塑料的使用性能和加工性能,往往加入一些其他组分,如防老化剂、发泡剂、阻燃剂等。
(二)塑料的分类
塑料种类繁多,常用的分类方法有按热行为分类和按应用分类。
按树脂的热性能可将塑料分为热塑性塑料和热固性塑料:
1.热塑性塑料其分子具有线型和支链型结构,加热时能软化、熔融,冷却时会凝固、变硬,而且这一过程可以反复进行。
热塑性塑料在加热软化时,具有可塑性,可以采用多种方法加工成型。
常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜等。
这类塑料可反复成型和再生使用,但耐热性与刚性较差。
2.热固性塑料这类塑料固化后,形成体型结构,因此制品定型后再加热,则不再发生软化或熔融,温度太高时发生焦化分解,所以不能回收进行重复再加工。
这类塑料有酚醛塑料(电木)、氨基塑料、环氧树脂、有机硅塑料等。
按塑料的应用范围可分为:
1.通用塑料主要指产量大、用途广、价格低廉的六大品种:
聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、氨基塑料和酚醛塑料。
约占塑料总产量的75%,广泛用于工业、农业和日常生活各个方面,但其强度较低。
2.工程塑料主要指用作工程结构、机械零件、工业容器和设备的塑料。
主要品种有ABS、聚甲醛、聚酰胺(尼龙)、聚碳酸酯,还有聚砜、聚氯醚、聚苯醚等。
这类塑料有较高的强度、刚度和韧性,耐磨、耐热和耐蚀性也较好。
3.功能塑料指具有特殊功能,能满足特殊使用要求的一类塑料,如耐热塑料、医用塑料、导电塑料等。
(三)塑料的一般特性
塑料的品种规格繁多,性能各异。
但与其它材料相比较,具有以下基本特性:
1.塑料质轻,比强度高(比强度之强度与密度的比值)
塑料的密度小,一般在820~2200kg/m3,只有钢铁的1/8到1/4,使其比强度高,高于一般金属。
利用塑料质轻的特性,对那些要求减轻自重的车辆、船舶、飞机和机械设备以及军工装备等具有重大意义。
2.优良的耐蚀性多数塑料对酸、碱、盐等化学药品具有良好的耐腐蚀性能。
其中最突出的是聚四氟乙烯,在“王水”中煮沸,也不会受到腐蚀,是一种优良的防腐蚀材料。
3.耐磨,自润滑性好塑料的摩擦系数小,多数塑料具有优良的减磨、耐磨和自润滑的特性,可以在无润滑的条件下有效工作。
4.优异的电绝缘性,大多数塑料在低频低压下具有良好的绝缘性能,有些塑料即使在高频高压下仍可作为绝缘材料。
5.导热性差,塑料的导热率只有金属的1/600~1/200,可用作绝热保温材料或建筑节能材料等。
6.多数塑料制品有透明性,并富有光泽,能着鲜艳色彩,多数塑料可制成透明或半透明制品,可以任意着色,且着色坚固,不易变色。
7.塑料成型加工方便,能大批量生产,塑料通过加热、加压可塑制成各种形状的制品,还能较容易得进行切削、焊接、表面处理等二次加工。
塑料与其它材料相比有以下缺点:
1.塑料不耐高温,低温容易发脆。
2.塑料制品易变形。
温度变化时尺寸稳定性差,成型收缩较大。
3.塑料有老化现象。
塑料在长时间使用和贮藏过程中,由于受周围环境(如氧气、光、热、雨雪、腐蚀气体、溶剂等)的作用,塑料的色泽改变,力学性能降低,变得硬脆或软粘而无法使用,称为塑料的老化,是塑料制品性能中的一个严重缺陷。
(四)常用工程塑料简介
1.聚乙烯(PolyethylenePE)——热塑性塑料
高压聚乙烯:
较低的密度,质地柔韧,适于制造薄膜。
可用于制作厨房用品、日用制品、农用薄膜、电缆包皮等。
低压聚乙烯:
较高的分子量、密度,质地坚硬,力学性能高,耐低温(-70℃),耐腐蚀,优异的绝缘性。
但抗冲击性、弹性和透明性较差,广泛用于机械工业制造结构件,如机器罩、手柄、小载荷的齿轮、轴承等,还可制作化工设备、耐腐蚀管道等装置。
2.聚丙烯(PolypropylenePP)——热塑性塑料
密度小(非泡沫塑料密度最小),强度、硬度、刚度耐热性均高于低压聚乙烯,优良的耐腐蚀和绝缘性,成型容易;但低温呈脆性,收缩率大(厚壁制品易凹陷),不耐磨,易老化。
聚丙烯价格便宜,用途广泛。
主要用于制作薄膜、纤维、化工容器、管道、医疗器械、食品用具、电缆、电线包皮等。
3.聚苯乙烯(PolystyrenePS)——热塑性塑料
外观为无色透明(透光性仅次于有机玻璃),有光泽,易着色;无毒、无味、相对密度小、耐水、耐光、耐化学腐蚀,优良的绝缘性和低吸湿性;加工性能好,可用多种方法成型。
但质脆易裂,抗冲击性差、耐热性较差。
聚苯乙烯主要用来制作餐具、包装容器、日用器皿、玩具、家用电器外壳、汽车灯罩、各种模型材料、光学材料等。
4.聚氯乙烯(PolyvinylchloridePVC)——热塑性塑料
该塑料的生产量大,仅次于聚乙烯;具有良好的电绝缘性和耐化学腐蚀性。
根据加入增塑剂的多少分为硬质聚氯乙烯和软质聚氯乙烯。
硬质聚氯乙烯塑料强度高、经久耐用,用于生产各种管材、板材、棒材、管件,壳体,结构件等;软质聚氯乙烯塑料质地柔软,主要用于制作薄膜(保湿性好,能透过紫外线,用于农业),人造革、防雨材料、壁纸、软管和电线套管等。
5.ABS塑料(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)
ABS塑料是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种组元的共聚物,综合了三种组分的性能,如丙烯腈的刚性、耐热性、耐化学腐蚀性,丁二烯的抗冲击性、耐低温性,苯乙烯的易着色、易加工性。
改变三组元的比例,其性能也随之发生变化,以适应各种应用的要求。
ABS塑料具有优良的综合性能,强度高,表面硬度大,轻便,非常光滑,易清洁处理,尺寸稳定;加工性好,还可进行电镀等表面处理,因此应用及其广泛。
工业:
齿轮、轴承等;飞机:
窗框、驾驶台仪表盘、机罩等;汽车:
方向盘、仪表盘、汽车外壳等;以及电视机、收音机外壳,建筑材料等。
6.聚碳酸酯(PC)——热塑性塑料
具有优良的综合力学性能,抗冲击性尤为突出,透明度高,耐寒性、耐热性、耐候性极耐蚀性好,易于加工成型,电性能良好。
常用来制作载荷不大而冲击韧性要求较高的零件,如齿轮、蜗轮、蜗杆等;由于透明性好,可以制作信号灯、挡风玻璃、座舱盖、防弹玻璃、安全帽、防护面盔等。
有资料报道,波音747飞机上有2500个零件用该塑料制作。
7.聚砜(PSF)——热塑性塑料
具有良好的综合力学性能,强度、硬度、耐磨性、弹性模量、抗弯强度、冲击韧性均较高,具有突出的耐热性和热稳定性,电绝缘性良好,耐酸、碱、盐腐蚀,但成型必须在300℃~380℃高温下进行。
制成耐热、耐腐蚀、高强度的透明或不透明的电绝缘制品、结构件,以及管材、板材、型材、薄膜、厨房用具等,在电子工业、仪表工业、机械制造业等许多部门得到广泛应用。
8.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)——热塑性塑料
也称有机玻璃,在塑料中透明性是最好的,相对密度仅为玻璃的一半强度高、耐老化,成型性好,可进行机械加工和粘接;但质脆,耐热性不高,表面硬度低,易擦伤、划伤而发毛。
用来制作飞机、舰船、和汽车等的座窗,屏幕,透明屋顶,光学镜片,仪器、仪表外壳、防护罩等。
9.聚酰胺塑料(PA)——热塑性塑料
俗称尼龙,通常为白色至浅黄色半透明固体,无毒无味,易着色,具有优良的力学性能(抗拉、抗压、坚韧、抗冲击、刚度大),电绝缘性良好;耐磨性和自润滑性良好,是一种优良的自润滑材料,摩擦系数低,耐火、耐化学药物性好;加工性好,可采用多种法成型。
但吸湿性较大,会影响性能和稳定性。
聚酰胺品种很多,常用的有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010、尼龙11等。
可制作多种机械零件(如轴承、齿轮、叶片、密封圈),电器零件(电缆接头、管缆等),还主要用于制作合成纤维、衣料、鱼网、绳带等。
10.聚四氟乙烯(PTFE,F4)——热塑性塑料
耐高温、耐低温特性好,能在-180~260℃长期使用。
摩擦系数低,有自润滑性能;耐蚀性极佳(对强酸、强碱和强氧化剂非常稳定),超过金、铂等贵金属,有“塑料王”之称;良好的电绝缘特性,耐老化。
缺点是强度低,热胀冷缩大。
常用冷压烧结法成型。
主要用于制作耐蚀性要求高的耐腐蚀件,如管道、容器、阀门、防腐衬里等,绝缘电器元件以及减摩、密封件等;还用来制造代用血管,人工心肺装置。
11.酚醛树脂(PF)——热固性塑料
是一种粉状塑料,即电木粉;颜色单调,黑色或棕色。
通过模压或层压法压制成型。
成本低廉,变形小,强度高,耐热、耐磨、耐蚀,电绝缘性能好。
缺点是质脆,冲击强度差。
可压制成各种电器制品,如开关、插头、茶座、电话机外壳等;也可制作机器零件,如齿轮、皮带轮、刹车片等,以及电绝缘件。
12.环氧塑料(EP)——热固性塑料
环氧塑料以环氧树脂为主要成分,加入固化剂在室温或加热条件下浇注或模塑而成。
环氧树脂是热塑性的,具有优异的粘结性,有“万能胶”之称。
耐蚀性和电绝缘性良好。
可用作粘结剂材料,主要用于电子元件和电器零件的包装和封装,以及用于机械、土木、建筑等工业部门的粘结剂、涂料、灌封材料。
还可以与其他材料制成复合材料。
4.2工程塑料的成型方法简介
塑料成型是将树脂和各种添加剂的混合物作为原料,制成具有一定形状和尺寸的制品的工艺过程。
由于工程塑料的品种繁多,性能差异较大,因而塑料的成型方法很多。
常用的成型方法主要有注射成型、挤压成型、压制成型、压延成型、吹塑成型、真空成型、浇铸成型等。
绝大多数塑料成型是将塑料通过加热使其处于粘流态或高弹态成形,并随后冷却硬化,获得各种形状的塑料制品。
一、塑料成型的基本知识
(一)塑料的工艺性能
1.流动性塑料在一定温度和压力作用下所表现出的流动能力。
塑料的流动性是获得完整制品的主要因素。
流动形太好,注射成型时易出现“溢边”缺陷,应在树脂中加入某些填料,以降低其流动性;流动性较差,成型过程比较困难,可通过加入润滑剂和增塑剂,改善塑料的流动性。
影响塑料流动性的因素主要有塑料的性质,聚合物分子量的大小和结构,塑料中的各种添加剂,成型的温度和压力。
2.吸湿性塑料树脂及其添加剂对水分的敏感程度。
有的塑料树脂极易西施或粘附水分,如ABS、有机玻璃、聚酰胺、尼龙等,在成型过程中往往会产生一些缺陷:
如外观水迹、制品内有水泡,强度下降、黏度下降等。
对这类塑料成型前,必须对原料进行干燥处理。
3.收缩性塑料在成型和冷却过程发生的体积缩小的特性。
这种收缩特性可用收缩率来表示。
不同的塑料收缩率不同,所以在设计成型模时,要根据选用所料的收缩率对模具的尺寸加以修正,以使成型后的产品尺寸符合要求。
4.结晶性结晶塑料在成型过程中发生结晶现象的性质。
制品的结晶度大,其密度、硬度和刚度高,拉伸、弯曲、耐腐蚀性、耐磨性和导电性好;结晶度小,柔软性、透明性、耐折性好,冲击强度提高,伸长率提高。
因此控制塑料的结晶度,可以获得不同性能的塑料。
此外,还有热敏性、相容性等。
(二)塑料制品的一般生产工艺
1.通过设计首先确定制品的几何形状和尺寸;
2.根据制品的性能要求选择合适的塑料组分和成型方法;
3.对塑料配方进行设计、试验,确定最佳配方;
4.处理原材料——将树脂和各种添加剂进行筛选、干燥、过滤、研磨等。
5.配料、混合、搅拌,然后塑炼成球形或薄片状的物料;
6.利用成型设备按照合适的加工工艺(温度、时间、压力)成型。
二、注射成型技术
注射成型又称注塑成型,是热塑性塑料的主要成型方法之一。
1.成型原理
注射成型采用的设备是注射机,按外形特征可分为卧式、立式和直角式注塑机。
注塑机主要有料斗、料筒、加热器、喷嘴、注塑模具和螺杆(或柱塞)构成。
塑性成型时,将颗粒状或粉状塑料原料倒入料斗内,,在重力和螺杆(或柱塞)推送下,原料进入料筒,在料筒内原料被加热至粘流态,然后利用注射机中螺杆(或柱塞)的运动,将熔融物料以高压高速经喷嘴注射到塑料成型模具的型腔内,经一定时间冷却硬化后,开启模具,取出制品。
注射成型过程:
加料塑化注射保压冷却脱模
图4.1注塑成型原理图
2.特点
能一次成型出外形复杂、尺寸精确的制品,不需进一步加工;成型周期短,一般之间只需几十秒即可完成;生产效率高,便于实现自动化、半自动化生产;
3.注射成型工艺要点:
①温度的控制主要是控制料筒温度、喷嘴温度和模具温度。
料同温度应严格控制在要求的范围内保证物料充分塑化,获得一定的流动性而又不分解;喷嘴处的温度稍低于料筒的最高温度,减少熔融物料在喷嘴处流散,又可防止冷凝物料堵塞喷嘴;模具温度影响冷却速度和结晶度,模具温度高,冷却速度慢,利于充分结晶,硬度大、刚性好、耐磨性好。
②压力注射成型的压力分为塑化压力和注射压力。
塑化压力是物料塑化过程中所需要的压力,合理的塑化压力可获得较高的塑化效率;
注射压力是指在注射成型时,螺杆或柱塞头部对物料所施加的压力。
合理的注射压力可保证熔融物料克服流动阻力,充满模膛;适当的保压时间是保证制品几何尺寸和性能的重要因素。
③成型周期指完成一次注射成型过程所需要的时间。
包括注射时间、保压时间、冷却时间和起模时间。
三、挤出成型
挤出成型又称挤塑成型,主要适合热塑性塑料成型,也适合一部分流动性较好的热固性塑料和增强塑料的成型。
挤出成型是塑料棒材、板材、线材、管材、薄膜等型材生产的主要方法之一。
1.成型原理
物料由加料斗进入挤出机料筒,被加热套加热使之熔融,利用螺杆的旋转运动,使熔融塑料在压力作用下连续通过挤出模的型孔或口模,再经冷却、固化,制成相同截面形状的型材。
图4.2挤出成型工艺原理图
2.特点
优点:
能连续生产同一截面的长件制品;
容易与同类材料或异型材料复合成型(如塑料电线);
工艺过程容易控制,产品质量稳定;
便于实现连续自动化生产,生产效率高。
缺点:
结构复杂的截面形状难以成型生产。
3.基础成型的工艺要点
①温度挤出机从加料口到机头的温度是逐渐升高的,机头的温度应控制在物料的流动温度和分解温度之间。
②模具制品的断面形状取决于物料流过的模孔。
③螺杆转速增加螺杆转速,可提高挤出机的产量;且由于螺杆对物料剪切作用增强,可提高物料的塑化效果。
但转速过高,会产生表面缺陷,影响外观质量。
④牵引速度由于挤出成形是连续生产,所以牵引速度必须与挤出速度相匹配。
合适的牵引速度会使制品尺寸稳定、表面光洁,提高制品质量。
四、压制成型
压制成型又称模压成型,是热固性塑料的主要成型方法之一。
压制成型有模压法和层压法两种。
1.成型原理
模压法将定量的塑料原料置于金属模具内,闭合模具,加热加压,原料在热和压力的作用下熔融、流动并充满模腔,树脂与固化剂发生化学反应而固化成型;开启模具,取出制件,修边、抛光后,获得符合要求的制品。
层压法将纸张、棉布、玻璃布等片状材料在塑料树脂中浸泡,涂挂树脂后一张一张叠放成需要的厚度,放在层压机上加热加压,经一定时间后,树脂固化,相互粘结成型。
层压成型制品质地密实,表面平整光洁,生产效率高。
多用于生产增强塑料板、管材、棒材和胶合板等层压材料。
压制成型的主要设备是各种类型的液压机和层压机。
图4.3模压、层压示意图
2.特点制品尺寸范围宽,可压制较大的制品;
设备和模具结构简单,工艺条件容易控制;
制件无浇口痕迹,容易修整;
收缩率小,变形小,性能均匀;
成型周期长,生产效率低;较难实现自动化;
不能成型结构和外形过于复杂的制件。
3.压制成型工艺要点
①压制温度指压制过程中模具的温度。
对于热固性塑料,加热的目的是使物料在模具中快速流动,充满模腔,同时发生固化成型为塑料制品。
压制温度过低,物料的流动性差,难以充满模腔,难以使树脂固化;压制温度高,物料的流动性好,易于充满模腔,有利于树脂化学交联固化成形,缩短压制时间,但温度过高,可能引起烧焦、起泡、裂缝等缺陷。
②压力其作用是使熔融物料加速在模腔中流动充满模腔,排除水蒸气及挥发物,提高塑料的密实性,防止出现气泡、表面鼓泡和裂纹等缺陷。
③压制时间指模具闭合、加热加压到开启模具的时间。
压制时间与压制温度、压力大小、制品厚度、塑料品种及其固化速度有关。
五、吹塑成型
用挤出法或注射法制出管状型坯,然后将压缩空气通入还处于热塑状态的型坯内腔中,使其膨胀为所需形状的塑料制品。
分为薄膜吹塑和中空吹塑成型。
用于制造热塑性塑料薄膜、中空型塑料制品(如瓶子、包装桶、油箱、玩具等)。
薄膜吹塑:
用挤出机将熔融塑料从口模中挤出,形成管状型坯,向其内通入压缩空气,将其连续吹胀成直径更大的管状薄膜,冷却后卷取。
主要用于生产塑料薄膜。
中空吹塑:
在挤出法或注射法制出的管状坯料中通入压缩空气将其吹胀,使其压贴在模腔的内壁,经冷却硬化后获得所需形状的塑料制品。
吹塑成型的特点:
制品的壁厚均匀,尺寸精度高,成型速度快,生产率高。
六、压延成型
利用一对或数对相对旋转的加热轧辊,将热塑性塑料塑化并压延成片材或薄膜的工艺方法。
压延成型产品质量好,生产能力大,常用于聚氯乙烯塑料板材、薄膜制品的生产,也适用于生产人造革、壁纸、地板革等。
七、浇铸成型
在室温或经加热为液态的树脂中加入固化剂、催化剂和其它添加剂,混合后在液态下倒入成型模具中,使物料在室温或一定温度下通过化学反应逐渐固化成性的工艺方法。
主要适用于环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等热固性塑料的成型。
工艺特点:
工艺简单,成本低,可生产大型制品。
但生产周期长,生产效率低,产品形状受到限制。
八、真空成型
将热塑性塑料片材或板材固定在模具上,将其加热到软化状态,然后将模腔抽真空,使软化后的片材或板材吸附于模腔,经冷却硬化后成型。
适用于ABS塑料、有机玻璃、聚碳酸酯、苯乙烯等塑料的成型。
广泛采用这种成型方法的制品有洗衣机和电冰箱的壳体、电机外壳、天花板装饰材料等盘、罩、盖、壳体等制品。
工艺特点:
设备较简单,所用模具可用石膏、木材、金属等制作;成型速度快,操作容易;可生产大型制品;难于制造形状复杂的制品,且制品表面比较粗糙。
除以上成型方法外,还有滚塑成型、塘塑成型、流动浸渍成型、缠绕成型、喷射成型、发泡成型等成型方法。
在选择塑料的成型方法时,首先要考虑塑料的成型工艺性能;各种塑料对成型方法的适应性;还要考虑各种成型方法的特点和工艺条件,从而生产出品质优良的塑料制品。
九、塑料的二次加工
塑料的二次加工有成塑料的二次成型,是采用机械加工、连接等工艺将以次成型的塑料板材、管材、棒材、片材及模制件等制成所需的制品。
1.塑料机械加工
塑料的机械加工包括锯、切、车、铣、磨、刨、钻、喷砂、抛光、螺纹加工等。
塑料的机械加工与金属材料的切削加工大致相同,仍可沿用金属材料加工的切削工具和设备。
但加工时应注意到:
塑料的导热性很差,加工中散热不良,一旦温度过高易造成软化发粘,以至分解烧焦;制件的回弹性大,易变形,加工表面较粗糙,尺寸误差大;加工有方向性的层状塑料制件时易开裂、分层、起毛或崩落。
2.塑料连接
塑料连接包括机械连接、焊接、溶剂粘接、和胶接等。
①塑料焊接
又称热熔粘接,是热塑性塑料连接的基本方法。
利用热作用,使塑料连接处发生熔融,并在一定压力下粘结在一起。
常用的焊接方法有热风焊接、热对挤焊接、高频焊接、超声波焊接、摩擦焊接等。
②塑料溶剂焊接
利用有机溶剂(如丙酮、三氯甲烷、二甲苯等)将需要粘接的塑料表面溶解或溶涨,通过加压站接在一起,形成牢固的结头。
一般可溶于溶剂的塑料都可采用溶剂粘接。
ABS、聚氯乙烯、有机玻璃、聚苯乙烯等热塑性塑料都可采用溶剂粘接。
但这种方法不适用于不同种塑料之间的粘接。
热固性塑料由于不溶解,不能用此法粘接。
③塑料胶接
利用胶粘剂能方便的实现不同塑料或塑料于其他材料间的连接。
4.3表面处理与装饰技术
一、塑料制品的表面质量要求
不同用途的塑料制品,对表面质量的要求也不相同。
一般要求塑料制品的表面应具有:
1.平整、光滑、清洁,无裂纹、气泡、孔穴、斑点、杂质、凹陷、等表面缺陷。
2.具有造型设计意图的色彩和光泽,且色彩均匀。
3.较高的耐用性和安全性,如较高的硬度、耐磨性、耐蚀性、润滑性等。
4.其他性能,如导热性、导电性等。
表面处理就是通过一定的表面处理使产品的表面色彩、光洁度等达到产品设计的外观美化要求。
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