成型加工合.docx
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成型加工合.docx
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成型加工合
1,混合状态的判定:
直接判定,直接对聚合物取样,观察、分析和判定,视觉观察法,聚团计数法,光学显微镜法和电子显微镜法以及光电法.间接判定,检测制品或试样的物理性能、力学性能和化学性能等,间接地判断多组分体系的混合状态,这些性能往往与混合物的混合状态密切相关。
2,仅一次成型加工的产品:
注射成型生产各种零部件,PVC板,波纹板,吹塑成型瓶类,PMMA流延板。
经一次成型、二次成型并用生产:
注射成型后的表面处理产品,片、薄板的真空成型品,圆棒、厚板等半成品的切削加工。
3,管膜法是以双向拉伸为特点,主要用于生产热收缩薄膜。
平膜法目前工业上应用较多,尤以逐次拉伸平膜法工艺控制较容易,主要用于生产高强度薄膜。
4,非模型硫化橡胶制品焦烧期应使用超促进剂,如TMTD。
模型硫化制品应使用后效促进剂,如亚磺酰胺类。
5焦烧期的长短主要取决于配合剂(如促进剂)的种类和数量。
应防止焦烧,具有较长的焦烧时间:
配方,混炼、停放要低温,成型时要迅速,即减少操作-焦烧时间。
焦烧期以后是预硫阶段。
6,PVC螺杆头部为锥形,锥角为60°。
7,开炼机混炼中最常用的投料顺序是:
生胶,固体软化剂,促进剂、促进助剂、防老剂,补强剂、填充剂,液体软化剂,硫黄、超促进剂。
量少的、难分散的先加,易分散的、量多的后加,硫化剂和促进剂分开加,以免混在一起加入时因局部温度过高而使胶料焦烧,硫磺最后加。
8,交联体系含有:
硫化促进剂,硫化活性剂,防焦剂,配合剂
9,螺杆的几何结构参数
螺杆的直径D,代表挤出机的规格。
D↑,挤出机的生产能力↑。
螺杆的长径比L/Ds(15~25)影响挤出机的产量和挤出质量(衡量塑化效率)。
L/Ds↑,塑料的停留时间↑,混合塑化效果↑。
螺杆的压缩比A(2~5)A=螺杆第一螺槽的容积/螺杆最后螺槽的容积,A的获得:
等距变深,等深变距,变深变距.A↑,制品致密,排除物料中所含空气的能力大。
螺槽深度H正比于挤出量。
H小,产生的剪切速率大,塑化效果好,但生产率低。
H3=KD,K=0.02~0.06,D小K取大值,D大K取小值。
螺旋角θ(10~30o)θ↑,出料快,生产率↑,但停留时间短,塑化效果↓。
螺杆在螺距=直径时最容易加工,此时,θ=17o41’。
螺纹棱部宽度E影响漏流,进而影响产量。
螺杆与料筒的间隙δ
10,对聚合物结晶度的影响因素,熔融温度和熔融时间,成型压力应力有利于成核,冷却速度,骤冷-非晶态,易产生应力,缓慢冷却-可获得一定的结晶度,球晶大;中速冷-有利晶核生成和晶体长大,性能好。
11,PVC管最适宜的是外径定型法(我国标准是外径带公差),
12,贴胶是用压延机将胶料压贴在帘布或帆布上,制成胶帘布或挂胶帆布,用于生产轮胎或胶带、胶布制品。
贴胶的布料,一般是先经擦胶、涂胶或浸胶后再贴覆上胶层。
采用四辊压延机,将浸胶帘布一次两面贴胶是制造轮胎的高效率方法。
贴胶用胶料中填料和增塑剂份数宜多些,热炼胶的可塑度应较高,并保持一致。
贴胶时压延机两辊筒是等速转动,而擦胶时两辊筒的线速度不等。
擦胶是利用压延机辊筒线速比的剪切力和压力,使胶料挤入织物缝隙中,该工艺称作擦胶.与贴胶相比,擦胶能把胶料填充于织物的空隙中,可使织物与胶料有更高的结构强度和耐屈挠性。
轮胎制造工业用的帘布及帆布,必须经擦胶及贴胶,以制成橡胶与帘线结合牢固的胶帘布。
擦胶用三辊压延机的辊筒线速度比为上辊1:
中辊1.3~1.5:
下辊1,上、下辊等速,中辊转速快且辊温高于上下辊。
可用两台三辊压延机完成一次两面擦胶作业。
13,压延工艺,压片,将预热好的胶料用辊速相同的压延机压制成具有一定厚度和宽度的胶片。
压型,将热炼后的胶料压制成具有一定端面形状或表面刻有某种花纹的胶片。
如:
胶鞋鞋底、轮胎胎面的胚胶。
要求花纹清晰,尺寸准确,胶料致密.纺织物挂胶用压延机在纺织物上挂上一层薄胶,制成的挂胶帘布或挂胶帆布作为橡胶制品的骨架层。
如:
轮胎外胎的尼龙挂胶帘布层。
贴合,用压延机将两层薄胶片贴合成一层胶片的工艺。
用于质量要求较高、较厚胶片的贴合以及两种不同胶料组成的胶片或夹布胶片的贴合。
四辊压延机压延顺序,送往压延机的物料应该是塑化完全、无杂质、柔软的、处在黏弹态,供料要先经过金属探测器然后加到四辊压延机的第一道辊隙,物料压延成料片,然后依次通过第二道和第三道辊隙而逐渐被挤压和延展成厚度均匀的薄层材料,然后由引离辊承托而撤离压延机,并经拉伸,若需制品表面有花纹,则进行轧花处理,再经冷却定型、测厚、切边、输送后,由卷绕装置卷取或切割装置切断产品。
14,挤出成型的塑料制品都是连续的型材。
如:
管材、棒材、板材、片材、带、薄膜、单丝、电线电缆包层、异型材等。
15,热固性塑料成型工艺性能,热固性塑料的注射过程包括塑化过程,注射充模过程和固化过程三个大的阶段。
塑化过程的工艺条件主要是料筒温度、螺杆转速和螺杆背压,注射充模的工艺条件主要是注射压力、充模速度和保压时间,固化过程的工艺条件主要是模具温度和固化时间。
16,注射成型制品的后处理,退火:
消除残余应力,调湿处理:
使塑件颜色、性能及尺寸得以稳定,整修。
17,热固性塑料注射成型原理是将颗粒或粉状树脂注射料加入料筒内,通过对料筒的外加热及螺杆旋转时注射料的摩擦热,对注射料进行加热,在温度不高的机筒内先进行预热塑化,使树脂发生物理变化和缓慢的化学变化而呈稠胶状,产生流动性,然后用螺杆或柱塞在强大压力下将稠胶状的熔融料通过料筒的喷嘴,注入模具的浇口、流道并充满型腔,在高温高压下,进行化学反应,经一段时间的保压后,固化成型,打开注射模,开模取出制品,即得固化塑料制品。
热固性塑料注射成型是物理变化和化学变化的过程,并且是不可逆的。
18,影响高分子化合物取向的因素:
高分子化合物的结构,低分子化合物,温度,拉伸比.
19,易形成结合橡胶的工艺,橡胶的不饱和度越高,橡胶的化学活性越大,配合剂粒子越细,配合剂活性越大,混炼温度越高越容易生成结合橡胶
20,塑化和塑炼的区别,生胶的塑炼的目的降低弹性,增加可塑性,获得流动性;混炼时配合剂易于分散均匀,便于操作;使生胶分子量分布变窄,胶料质量均匀一致。
生胶塑炼的实质:
橡胶分子断链,分子量降低,生胶塑炼的方法:
机械塑炼、化学塑炼、物理塑炼。
橡胶的塑化,属于再混合,目的是使物料在温度和剪切力作用下熔融,获得剪切混合的作用,驱出物料中的水份和挥发物,使各组分的分散更趋均匀,得到具有一定可塑性的均匀物料,是分散混合过程。
21,层压成型,是指在压力和温度的作用下将多层相同或不相同材料的片状物通过树脂的粘结和熔合,压制成层压塑料的成型方法。
22,在移动螺杆式注射机成型过程中,预固化时,塑料随螺杆旋转经螺槽向前输送并熔融塑化,塑化后堆积在料筒的的前部,螺杆的端部塑料熔体就产生一定的压力,称为塑化压力或螺杆的背压。
螺杆的背压影响预塑化效果。
提高背压,物料受到剪切作用增加,熔体温度升高,塑化均匀性好,但塑化量降低。
螺杆转速低则延长预塑化时间。
螺杆在较低背压和转速下塑化时,螺杆输送计量的精确度提高。
对于热稳定性差或熔融黏度高的塑料应选择转速低些。
对于热稳定性差或熔体黏度低的则选择较低的背压。
螺杆的背压一般为注射压力的5%-20%。
23,注射螺杆和挤出螺杆的区别,注射螺杆的长径比较小,约在10-15之间,注射螺杆压缩比较小,约在2-2.5之间,注射螺杆均化段长短较短,但螺槽深度较深,以提高生产率,为了提高塑化量,加料段比较长,约为螺杆长短的一半。
注射螺杆的头部呈尖头形,与喷嘴能很好的吻合,以防止物料残存在料筒端部而引起讲解。
注射螺杆起预塑化和注射作用,是间歇操作过程,它对物料的塑化能力、操作时的压力稳定以及操作连续性等要求没有挤出螺杆那么严格。
1.制作玻璃钢常用方法?
手糊成型拉基成型.缠绕成型模压成型
2,什么是螺杆特性曲线?
由式,A、B为常数,η与温度有关。
给定挤出机,在等温条件下操作,用不同的螺杆速率n,可作Q-p坐标图,得一系列具有负斜率的平行直线。
3,挤出螺杆对物料的作用?
输送物料螺杆转动时,物料在旋转的同时受到轴向压力,向
机头方向流动以挤出成型。
传热塑化物料与料筒配合,使物料接触传热面并不断更新,在料筒外加热与螺杆摩擦作用下软化、熔融为粘流态。
混合与均化物料与料筒和机头相配合产生强大的剪切作用,使物料混合均匀、塑化完全。
4.螺杆的分段和对物料的作用?
加料段:
固体输送区,物料形变很小;压缩段:
熔融区,物料压缩形变大,熔融流动次要;均化段:
熔体输送区,熔融流动是主要的。
5,什么是注射吹塑和挤出吹塑?
注射:
先将塑料注塑制成有底型坯,再将型坯移入吹塑模
内进行吹塑成型。
挤出:
挤出成型是使高聚物的熔体(或黏性流体)在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型,所得的制品为具有恒定断面形状的连续型材。
6,注射成型制品易产生内应力的原因及消除办法?
高分子材料在成型过程中形成的不平衡构象,在成型之后不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象,是注塑制品存在内应力的主要原因。
另外,外力使制件产生强迫高弹形变也会在其中形成内应力。
在注塑成型或机械加工之后及时对制件进行热处理是降低或消除其内应力,使其内部结构加速达到稳定状态的一个有效措施。
对于要求强度高、尺寸稳定性好的制件,往往在加工过程中进行不只一次的热处理。
成型物内外降温速率差别过大造成制品具有较大的内应力.
7,橡胶硫化的阶段,并解释
(1)焦烧期-硫化起步阶段,硫化诱导期,是指橡胶在硫化前的延迟作用时间,在此阶段胶料尚未交联,胶料在模型内有良好的流动性。
焦烧时间的起点:
实际上是从混炼时加入硫磺的那一时刻开始。
(2)欠硫期-预硫阶段诱导期后,开始交联,至正硫化。
在此阶段,交联度低,即使在此阶段的后期,性能(主要是拉伸强度、弹性等)尚未达到预期的要求。
但其抗撕性、耐磨性、则优于正硫化胶料,若要求这些性能时制品可以轻微欠硫。
3)正硫期-正硫化阶段
制品达到适当的交联度的阶段,此时各项力学性能均达到或接近最佳值,其综合性能最好。
正硫化是一个阶段——各项性能基本上保持恒定或变化很少,也称硫化平坦期。
硫化平坦期的宽窄取决于:
配方、温度等。
正硫化时间的选取:
拉伸强度达到最高值略前的时间。
主要是考虑“后硫化”。
(4)过硫期
正硫化后,继续硫化进入过硫化。
进入过硫化后:
性能下降--硫化返原(断链多于交联,NR、IIR)性能恒定甚至上升--非返原(交联占优、环化)交联和氧化断链两种反应贯穿于橡胶硫化过程的始终。
只是在硫化过程的不同阶段两种反应优势不同。
进入过硫的早晚,即硫化平坦期的宽窄,主要取决于两个方面:
1)配方(如TMTD);2)温度。
8,防止焦烧办法:
一方面设法使胶料具有较长的焦烧时间,如使用后效性促进剂;另一方面混炼、停放要低温,成型时要迅速,以减少操作焦烧时间
随相对分子量提高,Tg提高,熔体黏度增加,加工流动性下降,成型困难,除可提高成型温度和成型压力之外,往往应加入改善加工性能的添加剂.
聚氯乙烯(PVC)通常的生产方法:
本体聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法。
本体聚合,氯乙烯单体(VCM)在油溶性引发剂存在下,加热到一定温度使之聚合的一种生产PVC的方法。
在预聚合阶段采用高性能引发剂、较高搅拌转速和较短的反应时间,控制转化率在10%上下,以排除聚合热、控制颗粒大小和数量;后聚合阶段采用较低和性的引发剂、慢速搅拌,已完成最终的聚合反应,达到要求的颗粒形态。
其颗粒有面有棱且较细,由于反应系统很难达到温度均匀,相对分子质量分布较宽。
热稳定剂是塑料加工助剂中重要类别之一,热稳定剂与PVC树脂的诞生和发展同步,主要用于PVC树脂加工中,因此热稳定剂与PVC树脂、PVC中软硬制品的比例有密切关系。
一般认为:
在避光条件下PVC的稳定性主要受不稳定氯原子、特别是链内烯丙基氯原子的制约;而见光条件下主要由于不饱和双键,尤其是端基双键决定。
热稳定剂的作用,一是预防型,如中和HCl、取代不稳定的氯原子(不稳定的氯原子发生取代反应,以对热更稳定的集团将其置换。
重金属羧酸盐和硫醇盐可担当这一角色。
然而脱出的氯化氢也会与这些盐反应,从而减少了起取代作用的的有效数量),钝化杂质,防止自动氧化等;二是补救型,如与不饱和部位反应和破坏碳正离子盐等。
1中和HCl2取代不稳定氯原子3钝化杂质4防止自动氧化5不饱和部位反应6和破坏碳正离子盐
润滑剂的选用;
(1)必须注意内外润滑作用的平衡
(2)考虑剪切速率的范围合理兼顾流动、防黏和塑化时间的关系,选一种润滑作用为主,兼顾内外润滑作用(3)对于软质PVC,防止物料与加工机械表面的粘附,对于硬质PVC还具有调节树脂融化速率和降低熔体粘度的作用,增加1%左右的润滑剂(4)注意稳定剂本身的润滑作用充分注意稳定剂的品种和用量以及并用润滑剂的类型(5)填充剂用量较大时,适当增加润滑剂用量
抗氧剂在温度大于120C时,ROOM·会发生分解。
高分子材料自动氧化后,可导致分子链断裂、交联以及链的化学机构或侧链的变化等
臭氧对高分子化合物的作用
(1)使含不饱和双键的的弹性体发生臭氧龟裂:
不饱和高分子化合物的臭氧龟裂主要按亲电加成反应的离子型机理进行。
臭氧龟裂随温度和增塑剂用量的增加而加速。
(2)饱和高分子化合物受臭氧作用会发生臭氧老化,但自动氧化链引发机理进行。
抗氧剂是可抑制或延缓高分子材料自动氧化速度,延长使用寿命的物质。
(1)链终止型抗氧剂ROO.自由基的消除是阻止降解的关键,受阻酚类,仲芳胺类。
(2)预防型抗氧剂,除去自由基的来源,抑制或减缓引发反应。
A,过氧化物分解剂b金属离子钝化剂
增塑剂是用以是高分子材料制品塑性增加,改进柔软性,延伸性和加工性的物质增塑作用分外增塑和内增塑。
起外增塑作用的高沸点的较难挥发的液体或低熔点的固体,其分子上的基团与pvc上的氯原子相互吸引,减少了物理交联点,增塑剂的分子比pvc要小得多,活动较容易,增加了pvc分子链段的活动空间,是Tg下降,塑性增加。
缺点:
耐久性较差,易挥发,迁移和抽出。
起内增塑作用的通常为共聚树脂,在均聚物Tg较高的单体中引入Tg较低的第二单体增加分子的柔软性。
优点:
耐久性好,不挥发难抽出。
缺点,必须在聚合过程中引入,工艺较复杂,成本高,应用少。
混炼操作分为搅拌、混合和混炼。
而压缩、剪切和分配置换是混炼的三要素。
扩散的形式:
分子扩散,涡旋扩散,和体积扩散
混合分为分散混合和非分散混合。
非分散混合空间分布均匀而不减少粒子的初始尺寸,通过对流来实现。
分散混合混合过程中发生粒子尺寸减少到极限值,同时增加界面和和提高混合物组分均匀性的混合过程。
目的是:
把少数组分的固体颗粒和液相滴分散开来,成为最终粒子或允许的最小颗粒或滴,并均匀分布到组分中。
塑炼:
使弹性生胶变成可塑状态的工艺过程称做塑炼。
塑炼的目的:
降低生胶的弹性,增加可塑性;配合剂在混炼过程中易于混合分散均匀;使生胶的可塑性均匀一致。
开炼机混炼生产效率低,劳动强度大,污染环境,所以主要用于实验室,工厂小批量生产和其他机械不宜使用的胶料。
开炼机混炼经历包辊、吃粉、翻捣三个阶段。
配合剂加入顺序为:
生胶----固体软化剂----促进剂、活性剂、防老剂----补强剂、填充剂----液体软化剂----硫磺及超促进剂
共混的主要目的:
1.利用各聚合物组分的性能,取长补短2.少量的某一聚合物作为另一聚合物的改性剂3.通过共混改善聚合物的加工性能4通过共混使聚合物获得一些特殊性能,制备出新型聚合物材料5.在不影响使用的前提下,降低成本
共混形态结构的影响因素:
(1)相容性相容性越好越容易相互扩散达到均匀的混合
(2)配比含量多的组分易形成连续相,含量少的组分易呈分散相(3)粘度粘度小的,较软的组分易形成连续相(4)内聚能密度内聚能大,其分子间作用力大,不易分散,倾向于呈分散相(5)制备方法不同的制备方法,其形态结构会有很大的不同。
二次成型是指在一定条件下将高分材料一次成型所得的型材通过再次成型加工,以获得制品的最终型样的技术。
聚合物在不同的温度下分别表现为玻璃态(或结晶态)、高弹态和黏流态三种物理状态。
中空吹塑是制造空心塑料制品的成型方法,是借助气体压力是闭合在模具型腔中的处于类橡胶态的型坯吹胀成为中空制品的二次成型技术。
无拉伸注坯吹塑优点:
制品壁厚均一,不需要后加工;注射制得的型坯能全部进入吹塑膜内吹胀,故所得的制品物接缝,废边废料也少;对塑料品种的适应范围较宽,一些难于用型坯吹塑成型的塑料品种可用于注坯吹塑成型。
缺点,成型需要注射和吹塑两套模具,故设备投资较大;注塑所得型坯温度较高,吹胀物需要较长的冷却时间,成型周期较长;注塑所得的型坯内应力较大,生产形状复杂、尺寸较大制品时易出现应力开裂现象,因此生产容器的形状和尺寸受限。
注射-拉伸-吹塑(a)型坯注射成型(b)型坯加热(c)型坯拉伸(d)吹塑成型(e)脱模
中空吹塑工艺过程的控制1.型坯温度型坯温度偏高时,由于熔体粘度低,使型坯在挤出、转送和吹塑模闭合过程中因重力等因素的作用而变形量增大。
型坯温度较低时,会出现型坯长度收缩和壁厚增的现象,其表面质量也严重下降,严重时出现鲨鱼皮症和流痕等缺陷,壁厚的不均匀性也明显增大。
2.充气压力和充气速度3.吹胀比吹胀比是制品尺寸和型坯尺寸之比,亦即型坯吹胀的倍数。
4.吹塑模具温度5.冷却时间
热成型,利用热塑性塑料的片材作为原材料来制造制品的一种方法,是塑料的二次成型。
热成型的基本方法1.差压成型2.覆盖成型3.柱塞助压成型(柱塞助压真空成型和柱塞助压气压成型两种)
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