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塑料成型加工工艺初探

作者 :陈鼎元更新时间:2012-11-1

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(阳江喜之郎果冻制造有限公司,广东 阳江,529500)
摘 要:如今,塑料制品已无处不在,它可以在众多应用领域显示出其不同的性能,除原料与配方的不同外,适当的成型技术,将更一步地提高制品的各种性能、降低制造成本。文章概述了塑料成型的主要加工技术,并对塑料成型加工工艺的特点进行分析。
关键词:塑料;成型;加工工艺;压塑;挤塑;注塑

随着工业化技术的发展和人民生活水平的提高,人们对塑料产品种类和质量的需求也越来越高。深入研究塑料成型加工工艺,克服制品中的缺陷,可以满足科技进步与人们高标准的生活要求。

1 塑料成型的主要加工技术
塑料的成型加工是指由合成树脂制造厂制造的高分子聚合物制成最终塑料制品的过程。其加工方法(通常称为塑料的一次加工)主要包括压塑(模压成型)、挤塑(挤出成型)、注塑(注射成型)、吹塑(中空成型)、压延等。
1.1 压塑
压塑也称模压成型或压制成型,主要用于酚醛树脂、脉醛树脂、不饱和聚醋树脂等热固性塑料的成型。压塑是利用模压机和成型模具,在模压成型后继续加热通过发生化学反应而交联固化。该成型工艺和设备较简单,适应性广。成型基本过程:物料一模具一向液压缸通人液压油一柱塞及活动横梁以立柱为导向,向下运动进行闭模一液压机产生的力传递给模具并作用在物料上一物料在力的作用下熔融软化一填满模腔并进行化学反应一将压模启闭数次以排除气体一进行升压并加以保持一物料继续进行化学反应一固化成型一开模取出制品。
1.2挤塑
挤塑也称挤出成型,将物料加热熔融成粘流态,借助螺杆挤压作用,推动粘流态的物料,使其通过口模而成为截面与口模形状相仿的连续体的一种成型方法。
挤塑的优点是可挤出各种形状的制品,生产效率高,可自动化、连续化生产;缺点是热固性塑料不能广泛采用此法加工,制品尺寸容易产生偏差。生产的产品有管、棒、丝、薄膜、板、电线电缆的包覆材、异型材、中空制品等。
1.3注塑
注塑又称注射成型。注塑是使用注塑机(或称注射机)将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却、固化获得产品的方法。注塑也能用于热固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的优点是生产速度快、效率高,操作可自动化,能成型形状复杂的零件,特别适合大批量生产。缺点是设备及模具成本高,注塑机清理较困难等。工艺过程为加料预塑化一闭模和锁紧一注射装置前移和注射一保压一制品冷却定型一注射装置后退和开模顶出制品。
1.4吹塑
吹塑也称中空吹塑或中空成型。吹塑是借助压缩空气的压力使闭合在模具中热的树脂型坯吹胀为空心制品的一种方法,吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品两种方法。用吹塑法可生产薄膜制品、各种瓶、桶、壶类容器及儿童玩具等。
1.5压延
压塑是将树脂和各种添加剂经预期处理(混合、过滤等)后通过压延机的两个或多个转向相反的压延辊的间隙加工成薄膜或片材,随后从压延机辊筒上剥离下来,再经冷却定型的一种成型方法。压延是主要用于聚氯乙稀树脂的成型方法,能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板砖等制品。

2塑料成型加工工艺的特点
2.1注射成型及设备
2.1.1注射成功方法的特点及原理
注塑成型又称注塑。此方法不仅适用于全部热塑性塑料,而且也适用于部分流动性较好的热固性塑料制件的成型。
2.1.2注射成型过程的工艺条件
一是需要控制机筒、喷嘴和模具的温度。二是需要注射成型过程中的塑化压力和注射压力,这关系到物料的塑化和充模成型质量。三要掌握好成型周期,完成一次注射成型过程所需要的时间称为成型周期或总周期。
2.1.3注射成型机
按外形特征可分为立式、卧式、角式和转盘式注射机。按物料在机筒中被塑化的形式分为柱塞式和螺杆式两种,螺杆式又有单螺杆、双螺杆和多螺杆注射机之分。单螺杆往复式注射机是目前使用最广泛的注射成型机械,它的螺杆不仅可以转动,而且能像柱塞一样轴向往复式运动,具有结构简单、注射速度快、塑化效率高的特点,并对不同物料和制件要求有较强的适应性。
2.2挤出成型及设备
2.2.1挤出成型的原理及特点
装入料斗的颗粒状物料被旋转的螺杆推入料筒,由于加热器的外热作用和螺杆对物料的搅拌、剪切、挤压、摩擦等产生的热作用,使物料沿螺杆轴线前进的方向不断升温熔融而呈现流动状态,并不断推向机头。
挤出成型是塑料加工工业中应用最早、用途最广、适用性最强的成型方法。
2.2.2挤出成型的工艺要点
一是挤塑温度。在挤出工艺中,温度是影响塑化效果及产品质量的主要因素。二是螺杆转速。螺杆转速直接影响挤出机产量和制品质量,其值决定于螺杆及挤出制品的尺寸和形状,以及原材料的种类等。三是机头压力。增加熔融物料通过挤出机头时的压力,将导致产品降低,但能使产品质地实密,有利于提高制品的质量。四是牵引速度。基础成型是连续生产制品的过程,所以要求对制品的牵引速度均匀稳定,并与挤出速度相符。
2.2.3挤出成型的设备
主要包括成型主机和辅助装置两大部分。挤出机是成型的主要设备,也称主机。为保证制品质量,降主机外,一套挤出设备还包括与之相配套的若干辅助装置。
2.3压制成型及设备
2.3.1压制成型的原理和特点
压制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(也称挤胶法、挤塑法、压塑法)和层压法两种。
2.3.2模压成型的工艺条件
第一,温度是物料在模具中的软化流动、成型中的物理化学变化、直至最后阶段的硬化成型全过程的决定性因素。第二,压力在模压中的作用是促进熔料在塑模中加速流动、增加塑料的密实性、合紧塑模、固定制件的形状。第三,模压时间主要取决于模塑温度和压力。
2.3.3压制成型的设备
压塑成型所用的设备主要有液压机和层压机,它们都是传动的压力机械。

3 塑料加工成型工艺的发展动向
近年来,塑料加工成型的工艺取得了显著的进步,其发展的总趋势是对已有原材料成型加工工艺潜力进行最大限度挖掘,主要体现在4个方向的发展。
3.1精密化
采用高晶化、分子定向等成型加工方法;诸如要求超微指令的激光唱盘、计算机光盘、光导纤维、塑料手表齿轮等。
3.2高性能化
根据对原有加工技术的基本评价,通过简化工序、节省能耗、原料配方的最佳选择、复合化及与其他材料一体化加工等措施达到高性能和降低成本的目的。如用化学或物理的方法控制发光倍率的发泡制品,具有分离机能和透析机能的离子膜。
3.3优质化
交叉技术的研究,采用与其他成型加工技术组合的加工方法,如注射压缩法、挤出压缩法等,制成具有特殊性能的塑料合金,以磁带为代表的记忆制品,诸如录音带、录像带以及彩卷;高绝缘、高耐磨、耐高温的塑料陶瓷;和由反应注射法得到的减震器、阻尼器等。
3.4纳米化
由于分散的纳米尺寸效应,大的比表面积和强的界面结合,纳米塑料具有一般工程塑料没有的优异性能。1)高强度和高耐热性。它能将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与高分子材料的韧性、可加工性及介电性完美地结合起来;2)高阻隔性及自熄灭性。它可通过控制纳米捅层取向来实现;3)优良的加工性能。它的熔体强度高、粘度低、结晶速度快,尤其适合注塑、挤出和吹塑。


参考文献
1.张瑞华.几种新型塑料加工成型和应用. 化工之友,2007,(9)
2.张惠敏.塑料旋转成型的特点与研究 [J].工程塑料应用,2002,(4).
3.黄汉雄,黄有发,杨晓松,廖昌明,王世明.塑料挤出吹塑的机理问题 [J].橡塑技术与装备,2001,(11).
4.邢文.注射成型技术进展 [J].现代塑料加工应用,2002,(4)
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