吸塑技術(shù)之片材的成型特性

1、一、吸塑技術(shù)之片材的成型特性用于成型加工的無(wú)論單層或多層復(fù)合片材，都必須具備以下性能： 一、塑性記憶，即當(dāng)拉伸軟化的片材時(shí)，既有緊縮反抗拉力的傾向，又有盡可能均勻拉伸的傾向。這一特性可以使己經(jīng)成型的制品如果重新加熱到原來(lái)的成型溫度，它會(huì)回復(fù)到原來(lái)平片形狀。這特性對(duì)成型過(guò)程的拉伸有著重要影響。 二、熱拉伸，即片材在加熱時(shí)均可以拉伸，這一特性對(duì)于產(chǎn)品的形狀和質(zhì)量有很大影響。有些可以拉伸15%20%，而有些甚至可以拉伸至500%600%。 三、熱強(qiáng)度，即加熱軟化的片材只要稍受壓力，就會(huì)在模具上形成清晰的輪廓。反之，如果需要太大的壓力才能成型，而真空吸塑成型所提供傾壓力差有限，對(duì)某些細(xì)微的花紋就很難顯

2、示出來(lái)。 四、成型溫度，即成型片材需具備適宜一定的加工溫度范圍。既在其受熱軟化溫度，容易成型，又與其熔融溫度有一定距離，成型溫度范圍較寬；不能只在較小的某一特定溫度范圍內(nèi)成型，溫度偏高或偏低時(shí)，成型容易撕裂、熔塌等現(xiàn)象。 為了更加深入了解吸塑成型用片材的特性，我們將從以下幾個(gè)方面去分析。 一、熱塑性塑料化學(xué)組成和結(jié)構(gòu) 熱塑性塑料是由分子鏈長(zhǎng)度達(dá)到10-3mm的大分子(聚合物)組成的。這些大分子可以是線性的，比如說(shuō)HDPE，也可以是支化的，如LDPE。大分子完全無(wú)序排列，我們稱之為無(wú)定形熱塑性塑料。均勻結(jié)構(gòu)的大分子，比如線型聚乙烯或聚甲醛，能形成部分的規(guī)則排列，大分子按一定規(guī)則部分結(jié)晶，我們稱之

3、為部分結(jié)晶熱塑性塑料。 無(wú)定形和部分結(jié)晶熱塑性塑料的區(qū)別，無(wú)定形熱塑性塑料由于其不對(duì)稱結(jié)構(gòu)或大側(cè)基，是不結(jié)晶的，在不進(jìn)行改性和著色的情況下均是透明的。無(wú)定形熱塑性塑料的使用溫度應(yīng)低于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度爪。部分結(jié)晶塑料含有分子鏈規(guī)則排列的區(qū)域，稱之為結(jié)晶區(qū)。因?yàn)榻Y(jié)晶作用，部分結(jié)晶的熱塑性塑料通常是不透明的，并且透明度會(huì)隨著結(jié)晶度的增加而減小。部分結(jié)晶熱塑性塑料的使用溫度在幾和熔點(diǎn)Tm之間。 如果HDPE的片材被加熱到晶體熔點(diǎn)以上，晶體將會(huì)熔融，片材將會(huì)全部變成無(wú)定形，進(jìn)而透明起來(lái)。在冷卻過(guò)程中，晶體會(huì)再次形成。對(duì)于許多部分結(jié)晶的熱塑性塑料而言，結(jié)晶作用可以通過(guò)將成型的片材和模塑制品快速冷卻而得到抑

4、制，最終得到透明的制品(如PET瓶，透明的PET片材和透明的無(wú)規(guī)聚丙烯片材)。無(wú)定形熱塑性塑料部分結(jié)晶熱塑性塑料聚氯乙烯(PVC-U和PVC-P )高密度聚乙烯(HDPE ) 苯乙烯聚合物(PS/SB/SAN/ABS/ASA )低密度聚乙烯(LDPE ) 聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA )聚丙烯(PP ) 聚碳酸醋(PC )聚酞胺(PA6/PA66/Pall/PA12 ) 聚苯醚(PPE )聚甲醛(POM ) 纖維素衍生物(CA、CAB、CP )線型聚酷(PET、PBT ) 無(wú)定形聚酞胺(PA6一3一T )聚苯硫醚(PPS ) 聚礬(PUS ) 聚醚礬(PES ) b部分結(jié)晶的12-工作溫度；23

5、-軟化區(qū)(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg); 34-成型溫度區(qū)；1112-無(wú)定形部分的軟化區(qū)(Tg); 1213-工作溫度區(qū)；1314-結(jié)晶區(qū)的熔程(晶體熔融溫度Tm ) ; 1415-成型溫度區(qū)；E-彈性模量，-強(qiáng)度；-熱變形率 PET片材的技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)密度，g/cm3 1.381.42機(jī)械性拉伸強(qiáng)度，MPa斷裂伸長(zhǎng)率，X280光學(xué)性透明度，%霧度，%905.0熱特性適用溫度，oC成型溫度，oC-40757585透氣性水分透過(guò)率，g/(cm2·24·mm)氧氮透過(guò)率，mL/(m2·24h·MPa)0.2120 透明的熱塑性塑料是無(wú)定形的，但并非所有無(wú)定形的

6、熱塑性塑料都是透明的，比如說(shuō)進(jìn)行了著色和改性的無(wú)定形塑料就是如此。由于分子鏈部分有序排列，部分結(jié)晶熱塑性塑料不再透明，根據(jù)結(jié)晶度不同，其透明程度也會(huì)不同。無(wú)定形和部分結(jié)晶的熱塑性塑料有一個(gè)最高的工作溫度范圍，后面將會(huì)介紹。在低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg時(shí)(以前稱之為軟化溫度)，熱塑性塑料通常是非常脆(比如普通聚苯乙烯PS )，熱塑性塑料的剛性(模量E)和強(qiáng)度()的會(huì)隨著溫度的升高而降低，但可變形性()會(huì)增大。材料在最高工作溫度時(shí)，還必須有足夠的剛性。熱膨脹系數(shù)在一定溫度范圍內(nèi)可以認(rèn)為是隨溫度線性增加的，后面將會(huì)介紹。 當(dāng)加熱熱塑性成型材料時(shí)，無(wú)定形和部分結(jié)晶的熱塑性塑料會(huì)產(chǎn)生如下的差異。對(duì)于無(wú)定形熱

7、塑性塑料，溫度升高到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(軟化點(diǎn))時(shí)就可以真空吸塑成型了。所需要的熱量與成型材料的種類和所使用的加工方法有關(guān)，真空成型時(shí)所需要的溫度就比壓力成型時(shí)所需要的溫度要高。部分結(jié)晶的熱塑性塑料絕不會(huì)完全結(jié)晶，分為無(wú)定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)。當(dāng)結(jié)晶度較低時(shí)，材料在溫度低于結(jié)晶熔融區(qū)時(shí)就能進(jìn)行真空吸塑成型，結(jié)晶程度高時(shí)，就需要更高一些的成型溫度。 熱塑性塑料這種現(xiàn)象是如何影響真空吸塑成型加工的呢？如果用部分結(jié)晶熱塑性塑料制成的制件在高溫下工作，或者說(shuō)制件本身需要在高溫下殺菌消毒，它就需要承受熱-應(yīng)力條件而不發(fā)生形變，這就需要在熱加工過(guò)程中部分結(jié)晶區(qū)域被完全熔融，也就是說(shuō)，這種成型材料需要選用足夠高的真空

8、吸塑成型溫度。 以部分結(jié)晶的聚丙烯熱成型杯子為例，說(shuō)明了不同的真空吸塑成型溫度對(duì)制品成型后的外觀和而后的高溫消毒過(guò)程的影響。圖中的各種不同現(xiàn)象可以作如下解釋：聚丙烯的結(jié)晶熔融區(qū)大致為158165，當(dāng)真空吸塑成型溫度低于158，結(jié)晶區(qū)不會(huì)完全熔融，它們就像一些小的塑性塊一樣，在成型過(guò)程中產(chǎn)生形變，但仍以固態(tài)形式保留在無(wú)定形的熔體中。只要再次加熱(如高溫消毒)，杯子開(kāi)始形變，這是因?yàn)榻Y(jié)晶區(qū)的應(yīng)力要想恢復(fù)到它最初的形狀。 另一方面，若成型溫度為163，結(jié)晶區(qū)會(huì)完全熔融，聚丙烯成型材料會(huì)變成無(wú)定形的，在一定條件下冷卻，會(huì)形成新的不含應(yīng)力的晶體，不會(huì)在121高溫消毒的時(shí)候發(fā)生逆轉(zhuǎn)，因此杯子的幾何尺寸不會(huì)

9、發(fā)生變化。從以上的分析可知，若真空吸塑成型制品在高溫下使用，或要進(jìn)行短暫的高溫消毒，那么在材料真空吸塑成型的時(shí)候就最好使用較高的溫度。對(duì)于部分結(jié)晶熱塑性塑料，真空吸塑成型溫度至少應(yīng)該在晶體熔程范圍的中間溫度以上。如果用較高的溫度成型，無(wú)定形熱塑性塑料的形狀改變也會(huì)減小。 在實(shí)際生產(chǎn)中，如果把這些因素都考慮進(jìn)去的話，就會(huì)產(chǎn)生下面的問(wèn)題：片材就會(huì)因?yàn)檎婵瘴艹尚蜋C(jī)器達(dá)不到所需要的真空吸塑成型溫度而無(wú)法進(jìn)行生產(chǎn)(通過(guò)機(jī)器時(shí)無(wú)法得到一個(gè)光滑平整的表面)，或者是材料的熔體強(qiáng)度太低，會(huì)產(chǎn)生太大的熔塌，或者是因?yàn)椴牧吓c口模黏結(jié)得過(guò)緊。在加熱和成型時(shí)易于結(jié)晶的熱塑性塑料，如CPET是一個(gè)例外。CPET是含有結(jié)

10、晶成核劑無(wú)定形的聚酯。作為一種熱成型材料，CPET是完全無(wú)定形的，但在適當(dāng)?shù)墓ぷ鳁l件下仍具有快速結(jié)晶的特性。其結(jié)晶速度與材料的成型溫度有關(guān)，在170時(shí)結(jié)晶溫度最大。CPET晶體的熔程是在255258之間，無(wú)定形區(qū)的軟化溫度是在7885，故下列條件可用于CPET的真空吸塑成型。 真空吸塑成型溫度為130135，加熱時(shí)間應(yīng)盡可能短，盡量少發(fā)生結(jié)晶，使材料具有理想的可變形性。結(jié)晶度高不利于制品的精確度。真空吸塑成型模具必須加熱到170。在真空吸塑成型過(guò)程中(0.60.7mm厚的片材用3.54s的時(shí)間)，材料可以獲得25%30%的結(jié)晶度。成型后，制品在60下在另一個(gè)模具中冷卻。CPET真空吸塑成型制品

11、的最大長(zhǎng)期工作溫度為220，但是必須記住，能在如此高的溫度下使用，制品的穩(wěn)定性取決于結(jié)晶度。比如用CPET做成的容器，結(jié)晶度也僅僅只有25%30%。 溶出試驗(yàn)重金屬(4%乙酸)(以Pb計(jì))/1061 蒸發(fā)殘?jiān)淹?10630 乙醇/10630 乙酸/10630 蒸餾水/10630 高錳酸鉀消耗量/10610 褪色試驗(yàn)65%乙醇陰性浸泡液(水，20%乙醇，4%乙酸，正已烷)陰性冷餐油或無(wú)色油脂陰性 二、片材性能及其對(duì)真空吸塑成型加工的影響 1.吸濕性 當(dāng)基體樹(shù)脂具有吸濕性，或者含有吸濕性的添加劑，如滑石粉、碳素或特殊的顏料被加人到樹(shù)脂基體中，這樣一些熱塑性片材就具有吸濕性，也就是說(shuō)他們吸收水分

12、。在這個(gè)過(guò)程中，水分可能被塑料吸收，主要集中在其表面。ABS、ASA、CA、CdA、CAB、擠出的PMMA、PC、APET、PSU、PES以及聚酰胺都具有吸濕性。吸濕性的成型材料通常都是密封包裝，只有在加工的時(shí)候才打開(kāi)。 現(xiàn)今還沒(méi)有一種簡(jiǎn)便的方法來(lái)判定成型材料中水分含量的多少。當(dāng)受潮的材料在真空吸塑成型過(guò)程中被加熱時(shí)，就會(huì)在制品的表面產(chǎn)生氣泡，故吸濕材料必須在干燥的條件下進(jìn)行加工，要么把密封包裝打開(kāi)后直接使用，要么干燥后立即進(jìn)行加工。通常情況下空氣中的相對(duì)濕度是60%70%。根據(jù)材料的不同等級(jí)，PC片材可以在熱成型前在空氣中存放0.55h，但ABS材料可以開(kāi)口存放23天。 若沒(méi)有特別的要求，一

13、般的預(yù)干燥的方法可(參見(jiàn)附件表1)。干燥可以在空氣循環(huán)干燥爐中進(jìn)行，片材必須垂直放置，兩者之間留有空隙，以便熱空氣可以穿過(guò)板的兩側(cè)自由循環(huán)。人們已經(jīng)很少將卷取的薄片進(jìn)行干燥。受潮的成卷的卷材進(jìn)行干燥需要花上幾天的時(shí)間。干燥了的成型材料如果不是在干燥后馬上進(jìn)行成型加工的話，需要立即包裝在PE薄膜中。 2.成型中片材的摩擦行為 在真空吸塑成型過(guò)程中，當(dāng)在片材和真空吸塑成型的模具之間存在著滑動(dòng)時(shí)，就需要考慮片材的摩擦行為。這種情況可能會(huì)在陰模成型中模具的預(yù)拉伸過(guò)程中出現(xiàn)，或者在陽(yáng)模成型中，模具在向里推進(jìn)的過(guò)程中與片材發(fā)生接觸時(shí)出現(xiàn)。當(dāng)摩擦力比較大的時(shí)候，片材與模具一接觸就會(huì)黏結(jié)在一起。黏在一起的地方

14、進(jìn)一步牽伸是不可能的了，比如說(shuō)用黏結(jié)劑層合就是一個(gè)典型的例子。 如果沒(méi)有摩擦力存在，比如說(shuō)在模具表面涂層或者用PTFE做成模具，被加工的材料就很容易在接觸表面上滑動(dòng)，這對(duì)于真空吸塑成型加工是不利的。當(dāng)材料太容易滑動(dòng)通過(guò)模具時(shí)，要想將塑料用這樣的模具將其壓到陰模的底部是不可能的，因?yàn)檫@樣底部總是會(huì)太薄。因此在真空吸塑成型過(guò)程中，摩擦行為必須引起足夠的重視。 影響模具側(cè)面摩擦的因素有：真空吸塑成型模具所用的材料；模具與片材接觸部分的溫度；表面粗糙度。影響成型片材摩擦性能的因素有：接觸面上的片材的種類；表面處理和條件(是否加入防黏劑或脫模劑)；成型片材與模具表面接觸時(shí)的溫度 。 實(shí)際應(yīng)用要點(diǎn)如下。將

15、模具表面輕微砂磨或用人工的方法使其稍微粗糙一些，與非常粗糙的表面或經(jīng)過(guò)拋光的表面相比，這種表面可使成型材料較好的滑動(dòng)，只是需要在陽(yáng)模的拐角處拋光成鏡面，以便加熱的材料相對(duì)容易滑過(guò)。模具溫度在真空吸塑成型的時(shí)候起了非常重要的作用。片材在真空吸塑成型時(shí)，非常容易粘接到模具上，降低模具溫度會(huì)使摩擦力降低。對(duì)于具有明顯黏結(jié)傾向的成型材料，如帶有熱封合層的片材和復(fù)合的成型材料，接觸表面材料的成型溫度比主體基材的低。 但ABS / PMMA雙層材料不存在這樣的問(wèn)題，因?yàn)锳BS和PMMA有相同的真空吸塑成型溫度。而SB / PE雙層復(fù)合的片材，當(dāng)PE層與模具表面接觸，在用輔助模(通常叫上模)進(jìn)行預(yù)拉伸時(shí)就會(huì)

16、出現(xiàn)問(wèn)題。這種片材非常不適用于真空成型，因?yàn)镾B的熱成型溫度至少要160，而在這樣的溫度下，PE和密封層都已經(jīng)變黏，可能和模具黏結(jié)在一起。許多帶有密封層的材料在真空吸塑成型的時(shí)候需要把熱合層與溫度較低的模具相接觸，但這種方法使制品的設(shè)計(jì)受限。 不同情況下解決黏結(jié)問(wèn)題的實(shí)際操作方法：在盡可能低的溫度下加工真空吸塑成型用片材；在片材容易發(fā)黏的一側(cè)少加熱；如果材料發(fā)黏的一側(cè)與模具接觸，成型溫度應(yīng)盡可能低；如果材料發(fā)黏的一側(cè)與進(jìn)行預(yù)拉伸的模具相接觸，就應(yīng)該選用PTFE的模具或者用PTFE涂層的鋁質(zhì)模具；加人防黏劑(比如PET)涂層熱塑性材料時(shí)需要特別注意。需要注意的是，片材的滑動(dòng)摩擦行為與是否有防黏劑

17、涂層而產(chǎn)生很大不同。 如果用于某種成型片材的模具的幾何尺寸已經(jīng)確定，那么接下來(lái)采用的片材也需要有相同的涂層。如果涂層不同的話，也可以改變模具參數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了將這種具有不同涂層的片材成型出讓人滿意的壁厚分部的制品，必須有一套不同的預(yù)拉伸的模具。 3.成型片材的收縮在真空吸塑成型中，收縮(shrinkage)是指在沒(méi)有任何機(jī)械應(yīng)力作用的受熱條件下，熱塑性片材或吸塑制件所發(fā)生的尺寸變化。在材料進(jìn)行真空吸塑成型之前，建議對(duì)材料進(jìn)行收縮測(cè)試。精確測(cè)量并紀(jì)錄一塊200mmX200mm的片材，用箭頭標(biāo)志出擠出方向并記錄下切割方向。將烘箱加熱到片材真空吸塑成型的溫度將片材放進(jìn)烘箱中，為了進(jìn)行測(cè)量，需要在一

18、塊木板上覆蓋上一層PTFE薄膜(例如Telflon或Hostaflon )，然后噴撒上滑石粉，再將片材放置其上，并再次噴上滑石粉，最后用PTFE薄膜輕輕蓋上，薄膜可以用圖釘固定在木板邊緣。片材在烘箱中至少置留30min，片材厚度每增加lmm，置放的時(shí)間需要增加5min。片材從烘箱中移出并冷卻。冷卻后測(cè)量片材尺寸，片材的收縮可由下式得到： 為了測(cè)量片材的各向異性，建議測(cè)定片材的縱向和橫向的收縮率。如果新提供的成型片材出現(xiàn)諸如起褶、夾持處發(fā)生斷裂、接觸加熱的連接處發(fā)生嚴(yán)重收縮等問(wèn)題，就應(yīng)該用新舊兩種片材進(jìn)行收縮率對(duì)比測(cè)試。兩種片材因具有不同的收縮率，并且在真空吸塑成型時(shí)表現(xiàn)出不同的行為，故需要不同

19、的加工參數(shù)。真空吸塑成型制品的收縮可以通過(guò)比較制品和相應(yīng)模具的尺寸之間的差異來(lái)得到。熱收縮包括了加工收縮(VS)、后收縮(NS)和總收縮(GS )，它們之間存在著差異。加工收縮可以由下式計(jì)算： 模具和制品尺寸應(yīng)在相同條件下測(cè)定，如在真空吸塑成型后24h在23下進(jìn)行測(cè)定。塑料制品加工后，在室溫條件下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)有后收縮。如果真空吸塑成型制品需要進(jìn)一步加工，比如泡沫填充，那么準(zhǔn)確知曉材料后收縮的值就是必要的，以便吸塑制品能夠與另外的模具準(zhǔn)確配合。總收縮值為：總收縮值(GS)=加工收縮值(VS )后收縮值(NS ) 未發(fā)泡的ABS / PVC片材在真空吸塑成型后持續(xù)5天都會(huì)發(fā)生后收縮，供應(yīng)

20、商和消費(fèi)者都必須知道材料的收縮行為及其加工順序，這是因?yàn)椴牧系馁M(fèi)用和質(zhì)量會(huì)隨之發(fā)生波動(dòng)。特別注意的問(wèn)題是要確定沖模、修邊模和真空吸塑成型生產(chǎn)線上的其他一些切割模具的尺寸。因?yàn)樵谡婵瘴艹尚秃笾破凡粫?huì)馬上完成熱收縮，在修邊的時(shí)候，吸塑制品仍是溫的，所用的切割工具的尺寸就必須精確測(cè)定，最好是切割模具的單個(gè)部件能夠根據(jù)不同的材料分別進(jìn)行調(diào)整。 各種塑料的收縮值可這些只是參考值，它們還與加工條件有很大的關(guān)系。對(duì)于收縮值分布很寬的塑料，要得到正確的熱收縮值，就應(yīng)該在真空吸塑成型之前，要么詢問(wèn)材料的制造商，要么進(jìn)行測(cè)試。精確的熱收縮值只有通過(guò)在相似幾何尺寸的真空吸塑成型模具上進(jìn)行測(cè)試得到。對(duì)于尺寸公差要求

21、很高的模塑制品，必須制造出原型的模具進(jìn)行測(cè)試，并且各部位的收縮也必須確定。 與收縮有關(guān)的最重要的影響因素：塑料種類，費(fèi)用上的波動(dòng)也必須考慮；冷卻速率高，會(huì)減少加工收縮；脫模溫度高比脫模溫度低會(huì)產(chǎn)生更大的收縮；高牽伸在多數(shù)情況下就等于低收縮；成型片材的生產(chǎn)條件是用不同的擠出機(jī)造粒，或同一臺(tái)擠出機(jī)具有不同的加工參數(shù)，生產(chǎn)的成型片材就有可能具有不同的收縮行為；陽(yáng)模成型制品比陰模成型制品的收縮會(huì)更??；在相同條件下，用相同片材真空吸塑成型的吸塑制品，其收縮率波動(dòng)的最大范圍為10%。提示：需要進(jìn)行收縮測(cè)定的制品的測(cè)定部位或測(cè)定方法本身都應(yīng)該進(jìn)行選擇，以確定在進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候不會(huì)發(fā)生形變，并且制品公差小于收縮

22、值的10%是不可能達(dá)到的。 4.成型片材的取向 收縮率測(cè)試也會(huì)得到成型材料和制品中有關(guān)大分子取向的信息。如果材料發(fā)生高度取向，比如在擠出方向，這將會(huì)產(chǎn)生不該有的皺褶。對(duì)于縱向和橫向距離相等的多型腔模具，在擠出方向上的皺褶要比橫向的明顯很多。 就真空吸塑成型而言，牽伸會(huì)產(chǎn)生另外一種大分子的取向。圖3-6是用高抗沖擊聚苯乙烯真空吸塑成型成的制品，它在徑向上就很容易撕裂成條。這些條本身在徑向上強(qiáng)度非常高，這是因?yàn)樵谡婵瘴艹尚蜁r(shí)產(chǎn)生高度取向，使與牽伸垂直的方向強(qiáng)度大大降低，故在與牽伸平行的方向易發(fā)生撕裂。請(qǐng)注意，塑料在其取向方向強(qiáng)度非常高(如繩，包裝帶)，但在垂直方向上強(qiáng)度非常弱。 制品中發(fā)生取向通

23、過(guò)以下方法證實(shí)：收縮率測(cè)試；從模塑制品中沖出一個(gè)圓片，然后測(cè)定al和bl，再將圓片放進(jìn)爐子里加熱。經(jīng)過(guò)收縮后，得到尺寸a 2和b 2，如果必要的話，可以得到收縮率。若a2 << b2，則產(chǎn)生嚴(yán)重的取向。注意：在研究取向的時(shí)候，建議對(duì)成型材料進(jìn)行收縮測(cè)試，以使制品中存在的取向不能被忽略。 5.片材的靜電荷 除了導(dǎo)電的成型材料，比如說(shuō)摻人了抗靜電劑、填充碳、電鍍和鍍膜材料而外，真空吸塑成型材料都會(huì)在下列過(guò)程中產(chǎn)生電荷：從卷筒上展開(kāi)卷繞的材料；從疊放的材料中抽出；撕掉片材的保護(hù)薄膜；加熱；冷卻。靜電荷的副作用較大的顆粒，比如說(shuō)塑料的鋸屑或鋸粉會(huì)被帶有靜電的材料所吸引，會(huì)粘到材料的表面上。

24、 這種現(xiàn)象，特別是對(duì)于高質(zhì)量的吸塑制品，將會(huì)產(chǎn)生次品，這可以通過(guò)如下方法來(lái)預(yù)防和減少：在另一個(gè)房間進(jìn)行最后的機(jī)加工；對(duì)成型材料表面直接噴射離子化的空氣；用導(dǎo)電的光滑的刷子清理成型材料。如果不用抗靜電的材料進(jìn)行生產(chǎn)，吸塑制品在成型加工后會(huì)吸收灰塵。一種簡(jiǎn)單但很有效的方法是用含有洗滌液的水沖洗。從根本上解決這個(gè)問(wèn)題，必須做好防塵和防污染源的工作，實(shí)行無(wú)塵無(wú)污染化生產(chǎn)環(huán)境建設(shè)和管理。 6.片材加熱時(shí)的行為 在加熱熱塑性塑料時(shí)，下列都是一些非常重要的影響因素：加熱時(shí)間；膨脹量和凹陷量；成型溫度下成型片材的強(qiáng)度；成型溫度范圍；成型片材厚度方向的溫度梯度。 加熱時(shí)間的影響 加熱的方式會(huì)影響加熱的時(shí)間，真空

25、吸塑成型各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置相同時(shí)，真空吸塑成型片材的加熱階段主要取決于：塑料的種類(如PS、HIPS、PVC、PP等)及其顏色；片材的厚度。因?yàn)樗芰鲜菬岬牟涣紝?dǎo)體，加熱時(shí)間的增長(zhǎng)超出成型材料厚度的增長(zhǎng)，如果在整個(gè)加熱過(guò)程中，在材料的兩個(gè)表面以材料所能承受的最大溫度進(jìn)行加熱(但不破壞材料)，所需要的加熱時(shí)間就會(huì)最短。 在實(shí)際加工中，人們先用能獲得的最大熱能進(jìn)行加熱，然后逐漸減少熱量輸人。作為加熱強(qiáng)度和加熱時(shí)間的函數(shù)，用這種方法處理的任何一種成型片材的厚度方向都會(huì)產(chǎn)生溫度梯度。如果在加熱后或者成型過(guò)程中，成型材料的溫度低于最低成型溫度，要么將不可能進(jìn)行真空吸塑成型，要么真空吸塑成型制品的質(zhì)量將會(huì)非常差。

26、如果不破壞材料的話，其內(nèi)部的溫度是無(wú)法測(cè)量的。因此就需要大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，以便正確設(shè)置最佳的加熱參數(shù)，如熱量單位消耗和加熱時(shí)間、現(xiàn)代的真空吸塑成型機(jī)器、基本設(shè)置和加熱參數(shù)都實(shí)現(xiàn)了電腦控制。 注意：橫截面上溫差小的成型材料，如緩慢加熱的片材，就更容易模塑成型，制得的制品具有更好的力學(xué)性能。將片材加熱到破壞區(qū)所得到的模塑制品。其力學(xué)性能差，壁厚分布不均勻。厚度小于2.5mm的片材可以單方向加熱到所需要的時(shí)間；厚度超過(guò)2.5mm時(shí)，片材應(yīng)該兩面同時(shí)加熱。增韌的聚苯乙烯(HIPS或SB)通常被當(dāng)作參照物，也就是說(shuō)如果HIPS的加熱時(shí)間已知的話，那么其他塑料的加熱時(shí)間可以通過(guò)乘以一個(gè)“材料因子”。膨脹量和

27、凹陷量 在真空吸塑成型機(jī)器上加熱熱塑性塑料，為了測(cè)定其凹陷量，必須知道塑料的線性熱膨脹系數(shù)l，塑料的熱膨脹量基本上是線性的，可以通過(guò)線性熱膨脹系數(shù)l計(jì)算得到：加熱產(chǎn)生的線性膨脹量 式中l(wèi)產(chǎn)生的熱膨脹量，mm l1材料在溫度T1下的長(zhǎng)度或尺寸，mm ;?線性膨脹系數(shù)；T1初始溫度，通常為溫度；T2加熱結(jié)束時(shí)的溫度。上式僅適用于真空吸塑成型過(guò)程中的操作溫度和低溫情況。連續(xù)操作溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生的膨脹舉例： ABS材料， 線性膨脹量 收縮量可以按下式簡(jiǎn)單計(jì)算： 收縮量 式中收縮量，mm bl機(jī)器加持框內(nèi)的片材寬度或者是輸送片材的寬度；b溫差為T(mén)2 - T1時(shí)片材產(chǎn)生的線性膨脹，按上式的l計(jì)算得到。注意：

28、按上式計(jì)算收縮量時(shí)，沒(méi)有考慮成型材料的內(nèi)應(yīng)力。例： 線性膨脹量 故,收縮量 當(dāng)在真空吸塑成型機(jī)器上加熱熱塑性材料，材料加熱到成型溫度以上時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生下列情況。 熱塑性塑料片材膨脹，直到軟化溫度。當(dāng)超過(guò)軟化溫度(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)，凍結(jié)的應(yīng)力將會(huì)釋放；高度取向的片材，如OPS或LDPE，在?？騼?nèi)及在達(dá)到軟化點(diǎn)時(shí)主鏈伸展；另外一些材料，比如PP或PVC，繼續(xù)膨脹直到它們達(dá)到成型溫度。當(dāng)用接觸平板加熱時(shí)，膨脹會(huì)使接觸的壓力發(fā)生改變，在成型片材表面會(huì)產(chǎn)生黏結(jié)波浪(adhesion strechs)。當(dāng)進(jìn)行輻射加熱時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)問(wèn)題。a.若片材未支撐發(fā)生凹陷，由自身重量產(chǎn)生的膨脹必須與熱膨脹量相加。輻射加

29、熱可能會(huì)產(chǎn)生加熱不足，或片材受熱破壞。生產(chǎn)薄的PP材料時(shí)，在真空吸塑成型機(jī)上加熱時(shí)，必須采用凍結(jié)應(yīng)力的方法，否則，片材不發(fā)生熔塌是十分困難的。b.在成型材料用空氣支撐以防止下垂凹陷的地方，為了保持其水平，會(huì)產(chǎn)生皺褶，若在凸起和凹陷部分存在明顯的溫差，將對(duì)模塑制品的質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。對(duì)于產(chǎn)生嚴(yán)重凹陷的成型材料，對(duì)其進(jìn)行實(shí)際凹陷量的計(jì)算是不可能的。表3-10聚氯乙烯片材在真空吸塑成型中對(duì)溫度要求 片材加熱溫度模具溫度輔助柱塞溫度脫模溫度13014041466014950 就熱膨脹和凹陷而言，操作人員應(yīng)該知道以下內(nèi)容。 凹陷是塑料材料種類與成型溫度有關(guān)的函數(shù)，對(duì)于幾乎所有的片材而言，都會(huì)有不同程度的

30、凹陷；當(dāng)訂貨的時(shí)候，如果有必要，需要詢問(wèn)相關(guān)內(nèi)容。 就聚丙烯而言，其與10% PE的共混物或填充的PP片材，都幾乎不會(huì)產(chǎn)生凹陷，并且高收縮的片材在加熱的時(shí)候就會(huì)表現(xiàn)出較少的凹陷。 帶有空氣支撐的片材的加熱工藝中，PP片材要適當(dāng)有一點(diǎn)凹陷，以便盡可能容納膨脹起皺；如果加熱的片材不能在加熱期間或之后由空氣支撐，除了線性膨脹而外，凹陷成為塑料材料的操作因素，凹陷與材料在成型溫度下的強(qiáng)度有關(guān)，也與片材在生產(chǎn)過(guò)程中引入的內(nèi)應(yīng)力有關(guān)。 成型溫度范圍成型溫度范圍決定于以下幾方面。在保證足夠精度的情況下，材料能被模塑成型的最低溫度。最高溫度是指材料不發(fā)生熱損傷時(shí)的溫度。熱損傷可能由表面燃燒、顏色改變、過(guò)亮、氣

31、泡、表面裂開(kāi)，或材料不能再加工(通過(guò)機(jī)器時(shí)表面不再光滑)。HIPS片材有80K寬的成型溫度范圍：加壓成型時(shí)的成型溫度120150( 200)；真空成型時(shí)的成型溫度165 ( 140)190( 200)。OPS材料僅有10K的成型溫度范圍；加壓和真空吸塑成型的成型溫度110115(120)。OPS片材通常在實(shí)際生產(chǎn)中純真空吸塑成型是很難控制好成型溫度的，通常利用空壓成型設(shè)備。附件表1列舉出供參考的成型溫度。真空吸塑成型片材加熱的主要目的是使整個(gè)成型表面受熱均勻。對(duì)于輻射加熱而言，值得注意的是，在加熱區(qū)的?？蚝湍Ｐ疽惨鸬搅己玫淖饔?。 7.成型片材的牽伸 每一種熱塑性塑料在一定溫度范圍內(nèi)，都會(huì)發(fā)生

32、很大的牽伸，在最佳成型溫度范圍內(nèi)牽伸只需要很小的力。如果真空吸塑成型機(jī)器不能提供必要的成型力，就需要對(duì)成型片材進(jìn)一步加熱，以便制品獲得所要求的尺寸精度。這相當(dāng)于片材沒(méi)有在最佳的拉伸性范圍內(nèi)模塑成型。如果在實(shí)際加工中精度要求高，并且需要高牽伸率，成型片材就需要更高的溫度，比如說(shuō)用陽(yáng)模真空成型冰箱內(nèi)膽，其邊緣部分的半徑要小于6mm，或者用陰模壓力成型底部半徑小于1.5mm的制品就是這樣。 設(shè)計(jì)要求越高，就會(huì)偏離其最佳拉伸性越遠(yuǎn)，這會(huì)使壁厚分布不均勻，吸塑制品的側(cè)壁上呈現(xiàn)薄斑。當(dāng)成型非常尖銳的部件，用某些成型材料在進(jìn)行真空吸塑成型的時(shí)候就會(huì)變得不穩(wěn)定。對(duì)成型材料厚度上要求非常小的尺寸公差非常容易產(chǎn)生

33、次品。工藝支撐設(shè)計(jì)十分有意義，但設(shè)計(jì)者經(jīng)常沒(méi)有對(duì)其產(chǎn)生足夠的重視。如果在未成型的片材上劃有格子，在真空吸塑成型后，就可以對(duì)牽伸進(jìn)行評(píng)價(jià)(見(jiàn)圖3-9)。 8.片材對(duì)制品細(xì)節(jié)的清晰度的影響 制品細(xì)節(jié)的清晰度被理解為成型模具的輪廓被模塑復(fù)型的精度，其標(biāo)準(zhǔn)是看與模具接觸表面的半徑非常小的拐角和表面結(jié)構(gòu)(皮革和木材紋理)。細(xì)節(jié)的清晰度受下列因素影響：·塑料的種類·片材的厚度·成型片材厚度方向的成型溫度·真空吸塑成型系統(tǒng)中的成型力·成型模具的溫度·成型模具的排氣孔·牽伸率HIPS、PP、PE、ABS和PPE都是能成型為清晰度很好的制品的

34、塑料。而PC、APET和一些等級(jí)的PVC只能在特定條件下獲得足夠的清晰度。 片材厚度決定了真空吸塑成型模具的設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)精度，表3-2和圖3-10表示其相互關(guān)系。 名稱面積牽伸低(< 2 : l )中(23 )高(> 3 : l )推薦半徑R / mm> 0.5s> ( 0.5l ) s> 1.5s 相應(yīng)的厚度減小。 選擇的成型溫度越高，細(xì)節(jié)的精度也就越好。只是對(duì)于結(jié)晶型的塑料，如APET、CPET是一個(gè)例外。如果材料的厚度在4mm以上，若要得到較好的細(xì)節(jié)清晰度的話，就要對(duì)材料有足夠的加熱。若有必要的話，可以減小加熱強(qiáng)度，延長(zhǎng)加熱周期。成型作用力越大，得到高清晰度就

35、越容易。請(qǐng)注意：對(duì)于許多塑料片材，機(jī)器的成型力不足(如真空吸塑成型)可以通過(guò)更高的成型溫度來(lái)彌補(bǔ)。 上述標(biāo)準(zhǔn)也適用于面積牽伸為4：1或成型高寬比達(dá)到1：2的情況。在高溫下進(jìn)行更大的牽伸，很難獲得均勻的壁厚。真空吸塑成型模具溫度越高，細(xì)節(jié)清晰度就越好。就壓力成型而言，模具溫度低可以通過(guò)提高成型壓力來(lái)彌補(bǔ)。這種方法通常被用來(lái)成型OPS的薄片材，不能用過(guò)冷的模具獲得到較好的制品細(xì)節(jié)。如果片材將被模塑成表面有工程結(jié)構(gòu)的制件，模具就必須加熱到接近材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。 排氣好的模具可以得到更高的細(xì)節(jié)清晰度。當(dāng)空氣被包裹在模具的平面或結(jié)構(gòu)中，模塑制品上的結(jié)構(gòu)深度會(huì)變淺，表面呈光滑狀。整體牽伸越大，對(duì)獲得高

36、清晰度越不利。就真空吸塑成型而言，被模塑成型的塑料仍然會(huì)保持彈性，并沒(méi)有完全塑化，因此具有橡膠片的特性。為了使制品得到更好的細(xì)節(jié)清晰度，隨著整體牽伸增大，所需要的成型力也就越大。 9.成型片材的冷卻過(guò)程行為 一旦在真空吸塑成型機(jī)上完成加熱過(guò)程，比如將加熱源從真空吸塑成型機(jī)上移走，或者是成型材料從機(jī)器上的加熱部分傳送到成型部位，材料開(kāi)始冷卻。但是到真空吸塑成型開(kāi)始時(shí)，成型材料仍然具有必要的成型溫度。 事實(shí)上，在加熱結(jié)束到開(kāi)始成型這段時(shí)間必須盡可能短。這段時(shí)間越長(zhǎng)，成型材料就需要越熱。然而有些塑料不能被加熱到成型溫度以上，因?yàn)樗鼈冊(cè)诟邷叵聲?huì)被破壞，加工性能得不到保證。從單工位機(jī)器上移走熱源應(yīng)盡量快

37、，帶有獨(dú)立加熱、成型工位的加熱片材也要快速移出，開(kāi)始進(jìn)人真空吸塑成型工序。預(yù)成型采用吸或吹的方式預(yù)拉伸，然后通過(guò)熱輻射、對(duì)流開(kāi)始冷卻，并且與模塞助壓局部接觸。 由于與成型模具接觸，真空吸塑成型一開(kāi)始，冷卻就很迅速。隨著與模具的接觸，冷卻加劇。在成型周期中，薄制品只花十分之一秒，厚制品要花幾秒，因此，為使制品良好，片材應(yīng)保持足夠的溫度。如圖3-11所示，a表示薄片在真空吸塑成型時(shí)，隨時(shí)間變化的溫度曲線。這種情況下，表面溫度一內(nèi)部溫度。b是厚片的溫度曲線，其表面溫度與內(nèi)部溫度不等。 對(duì)于真空吸塑成型來(lái)說(shuō)，冷卻時(shí)間與下列因素有關(guān)：塑料的種類；拉伸后的材料厚度；成型溫度；真空吸塑成型模具的材質(zhì)；模具間

38、的接觸程度；由空氣或其他介質(zhì)冷卻，制品表面不接觸模具的冷卻方式。由于具體加熱量(材料的熱容值)不同，塑料種類對(duì)冷卻性有很大的影響，HIPS為0.361W·h/ (kg·K)或1.3kJ/(kg·K), PP為0.555W·h/(kg·K)或2.0kJ/( kg·K )，也就是說(shuō)，冷卻過(guò)程中，PP消耗的熱量是HIPS的1.5倍。 塑料自身消耗的熱傳導(dǎo)也是不同的，各級(jí)各類的塑料材料均可如PP那樣，與標(biāo)準(zhǔn)值類比。若已知標(biāo)準(zhǔn)HIPS的冷卻時(shí)間為tR，相同厚度的另一種材料的冷卻時(shí)間tx可按下式計(jì)算：冷卻時(shí)間tX = tR·材料的冷卻時(shí)

39、間系數(shù)式中tR標(biāo)準(zhǔn)材料HIPS的冷卻時(shí)間；tX不同塑料材料的冷卻時(shí)間。材料的冷卻時(shí)間系數(shù)可從(附件表1)中查取。由于成型材料與模具表面直接接觸的熱傳導(dǎo)作用，使得拉伸后的厚度非常重要，即片材越拉伸，面積越大，厚度越薄，冷卻時(shí)間越短。 請(qǐng)注意：當(dāng)拉伸最小，制品壁最厚處冷卻充分時(shí)，冷卻工序即告結(jié)束，制品可以脫模了。對(duì)于厚制品，芯部材料的實(shí)際溫度無(wú)法測(cè)出，這種情況下，可以參考塑件變形的時(shí)間，如逐步減少冷卻時(shí)間，直至得到制品不再變形和回復(fù)的時(shí)間。成型所需的溫度越高，冷卻過(guò)程排出的熱越多，冷卻周期就越長(zhǎng)。 由于這個(gè)原因，真空吸塑成型機(jī)的操作循環(huán)時(shí)間比壓力熱成型系統(tǒng)長(zhǎng)。大多數(shù)情況下，脫模溫度僅低于玻璃化轉(zhuǎn)變

40、溫度，冷卻時(shí)間越長(zhǎng)，制品剛性越大。真空吸塑成型模具的材質(zhì)導(dǎo)熱性越好，冷卻時(shí)間越短，因此，環(huán)氧樹(shù)脂、鋁和熱平衡鋁材質(zhì)模具的冷卻時(shí)間比為18 : 12 : 7。例如：假設(shè)厚度為3mm的HIPS片材，拉伸比為1:2，用環(huán)氧樹(shù)脂的冷卻時(shí)間為54s，采用熱平衡鋁的冷卻時(shí)間為：tKA1 = 54 X(7/18)= 21s b厚片在真空吸塑成型時(shí)的溫度隨時(shí)間變化的曲線，適用于表面溫度(連續(xù)方向)與芯部溫度(斷面方向)不等RT-室溫，ET-軟化溫度(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度幾); Tu-成型溫度；THmax-片材的最高加熱溫度；Tmax-對(duì)片材加熱的最大溫度；1-加熱操作結(jié)束時(shí)間；2-成型開(kāi)始時(shí)間(預(yù)拉伸、吹脹等);3

41、 -成型時(shí)間；4-片材與模具充分接觸時(shí)間；45-冷卻時(shí)間；5-脫模時(shí)間 自動(dòng)卷片的真空吸塑成型機(jī)，模具部分由鈹-銅合金制造，這使得導(dǎo)熱性比鋁材有所改進(jìn)，薄片達(dá)到0.5mm，冷卻時(shí)間減少了15%20%。低溫真空吸塑成型模具需要的冷卻時(shí)間較短，但模具溫度不能隨便降低。最低模溫取決于：塑料材料；所需的型腔斜度；板坯材料的厚度，若模塑件不能在各向等速冷卻，隨壁厚的增加，變形的可能性增加；換言之，壁越厚，模具的溫度就應(yīng)越高；制品的形狀，軸向?qū)ΨQ的制件比一側(cè)的制件脫模溫度高。當(dāng)塑件和模具間夾帶空氣時(shí)，接觸不良且冷卻時(shí)間增加。當(dāng)模具表面太滑或排氣槽太少時(shí)，會(huì)存在接觸不良。若真空吸塑成型制品畸變，說(shuō)明與模具存

42、在不良接觸，其結(jié)果是導(dǎo)致冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，否則，制品太軟會(huì)變形。對(duì)于真空吸塑成型，片材與模具接觸一側(cè)的冷卻通常比不接觸的更有效(表3-3)。當(dāng)然，若雙面均勻冷卻，效果更優(yōu)。 項(xiàng)目無(wú)模冷卻空氣冷卻噴霧式空冷與鋁接觸傳熱值W / ( mZ·K)5.757570 空氣冷卻的改進(jìn)由下述條件達(dá)到：加強(qiáng)空氣流動(dòng)；氣流直接對(duì)著塑件厚的部位；盡可能排出制件中的空氣；加水產(chǎn)生氣流；使用過(guò)冷的空氣。請(qǐng)注意：靜止的空氣幾乎沒(méi)有冷卻效果。對(duì)于卷喂料的真空吸塑成型機(jī)的模具冷卻，空冷和接觸式冷卻區(qū)別很小，每個(gè)周期的最大冷卻時(shí)間為3s，使用冷卻的空氣對(duì)減少冷卻時(shí)間不明顯。三、成型片材的制造工藝 成型材料厚片和薄片的生

43、產(chǎn)主要步驟是：聚合物產(chǎn)品；聚合物配混成模塑材料(粒料或粉料)；將這些模塑材料加工成厚度從0.515mm的片材。 配方可以是將顏料、填料、潤(rùn)滑劑、加工助劑、增塑劑、抗老化劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、抗靜電劑等與聚合物混合，成為可加工的塑料材料，也可以是與其他塑料或回收料共混。 1.片材的擠出成型 一般擠出機(jī)能生產(chǎn)的材料范圍從0.lmm厚的薄膜到厚50mmX2000mm寬的片材，甚至寬度可達(dá)5000mm。擠出機(jī)加熱，將粒料、粉料、破碎料或回頭料混合，排氣，然后在壓力下從狹縫模中擠出。根據(jù)塑料類型和材料的厚度，熱的擠出物被牽出和定型，或擠到帶冷卻的同步轉(zhuǎn)動(dòng)的牽引輥上(輥冷卻工藝)。擠出物通過(guò)一個(gè)冷卻段，然

44、后裁邊、卷取。片材按規(guī)格切割。單層的和復(fù)合的成型材料都可以生產(chǎn)。 擠出機(jī)的缺陷可造成熱成型片材的問(wèn)題如下。 厚度公差，能夠形成片材厚度不均勻，原材料制造部分產(chǎn)生的厚度公差大約為±5 %，厚度低于2mm的公差百分比略大，超過(guò)5mm的略小。假如是生產(chǎn)大批的熱成型材料，應(yīng)采用較緊的公差值。高級(jí)的擠出機(jī)生產(chǎn)線帶有厚度自動(dòng)反饋控制系統(tǒng)，使厚度從0.25lmm的薄膜，厚度公差為±0.005mm。 若擠出物的熔體溫度太低或壓光輥太冷，片材光滑的表面會(huì)在熱成型機(jī)上加熱時(shí)變粗糙或呈橘皮狀。 太高的牽引速度會(huì)導(dǎo)致沿縱向的高取向。 片材中非常低的內(nèi)應(yīng)力造成加熱時(shí)的熔塌。 太大的熔痕在壓光輥上形成

45、斑痕，如在薄膜或片材上出現(xiàn)規(guī)則的橫向條紋。 機(jī)頭上的掛料產(chǎn)生的輕微的劃線在片材加熱時(shí)隆起。 2.片材的壓延成型 PVC片材主要由壓延法生產(chǎn)(圖3-14 )，透明片材最大厚度0.8mm，不透明的著色片1.2mm，以及帶皮革紋、木紋的薄片。PP和ABS片材也可用壓延法生產(chǎn)，現(xiàn)代壓延機(jī)壓延產(chǎn)品的厚度公差可達(dá)±0.005mm。 擠出機(jī)和壓延機(jī)的主要區(qū)別是：由壓延法生產(chǎn)高質(zhì)量的PVC材料比較容易，并在真空吸塑成型時(shí)有許多優(yōu)點(diǎn)。由于生產(chǎn)過(guò)程將應(yīng)力凍結(jié)，使得材料加熱時(shí)熔塌很小，尤其對(duì)PP材料非常顯著。壓延只能生產(chǎn)單層片，較厚的片可由壓延機(jī)“貼合”。壓延機(jī)可生產(chǎn)木紋或壓花材料。擠出的材料比壓延的成本

46、低。 3.澆鑄成型的片材澆鑄在片材在生產(chǎn)過(guò)程中用的較少。有機(jī)玻璃(PMMA)和醋酸纖維素板片采用澆鑄成型。澆鑄的PMMA在熱成型時(shí)與擠出的變形情況完全不一樣。對(duì)于熱成型來(lái)說(shuō)，澆鑄材料的大問(wèn)題是造成的厚度公差。受材料厚度和制造的影響，厚度公差可達(dá)士20 %，這會(huì)給熱成型工藝帶來(lái)多重問(wèn)題。 4.片材生產(chǎn)的特殊工藝 高級(jí)塑料的小片材有時(shí)可用注射成型，例如，熱成型心臟模型的聚氨酯片材。當(dāng)不能用共擠出法生產(chǎn)雙層片材時(shí)，兩層片材可采用層合、熱合工藝，如火焰處理或黏和(聚氨酯黏合劑)。擠出后的雙向拉伸可生產(chǎn)取向聚苯乙烯(OPS)。 5.片材的處理工藝 在擠出成型之后，材料表面會(huì)立即產(chǎn)生紋理。當(dāng)擠出物溫度較高

47、時(shí)，可用壓花輥在表面壓花。當(dāng)材料在熱成型機(jī)上加熱時(shí)，表面的刻痕經(jīng)冷卻而回復(fù)，如損失掉表面的紋理效果會(huì)變成光面。封合層或擠出涂覆，一般用多臺(tái)擠出機(jī)共擠出法生產(chǎn)，兩層片材在狹縫機(jī)頭內(nèi)黏合或是熔體剛從機(jī)頭中擠出時(shí)熔合。 印刷真空吸塑成型片材時(shí)，除了印刷色以外，可使用熱黏合涂料及防護(hù)涂料。作為真空吸塑成型所需的印刷顏料，應(yīng)使用與塑料材料有很好相容性的顏料種類，以確保其良好地附著。植絨是一種處理工藝，通常是用專門(mén)的貓合劑把尼龍纖維植絨到材料表面。由于熱成型有拉伸作用，會(huì)使植絨從材料表面分離。植絨的一面在真空吸塑成型時(shí)不與模具面接觸。高真空條件下的金屬化處理，是將鋁蒸鍍到片材的一側(cè)表面。 以下材料可金屬化

48、處理：聚苯乙烯(PS)、聚酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等。鍍層是不牢固的。金屬化處理的材料均可用于熱成型，但在拉伸時(shí)鍍鋁層減薄，并會(huì)因此而不透明。覆蓋壓塑層的電鍍片材成為反射片，可采用模塑真空吸塑成型，其伸展量?jī)H為有限的一點(diǎn)。金屬化及電鍍的真空吸塑成型材料，電鍍的一面反射輻射加熱器的熱輻射，因此只能去加熱沒(méi)有金屬化的那一面。若是在真空吸塑成型之后電鍍塑件，應(yīng)使用特殊的電鍍材料。 例：常見(jiàn)的月餅托盤(pán)的用料就是電鍍金色的片材成型的制品。 四、常見(jiàn)片材的成型特性 1.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET) 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯俗稱聚酯。 1946年英國(guó)人惠菲德首先發(fā)表聚酯的專利，并在英國(guó)

49、ICI公司進(jìn)行試生產(chǎn)，1953年該公司又首先進(jìn)行聚酯薄膜試生產(chǎn)，1954年美國(guó)杜邦公司也生產(chǎn)該種薄膜，以后德、法和日本相繼生產(chǎn)聚酯薄膜和纖維、片材等。 聚酯樹(shù)脂的特點(diǎn): 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯系結(jié)晶形聚合物，密度為1.301.38g/cm3，熔點(diǎn)為255oC260oC，在熱塑性塑料中具有最大的強(qiáng)韌性，其薄膜拉伸強(qiáng)度可與鋁箔相匹敵，為聚乙烯的9倍，聚碳酸酯和尼龍的3倍。 聚對(duì)苯二甲酸乙醇在較寬的溫度范圍內(nèi)，保持其優(yōu)良的物理機(jī)械性能，-20oC80oC溫度的影響很小，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)120oC，能在150oC使用一段時(shí)間。 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的透氣率雖然比聚偏二氯乙烯大些，但作為包裝材料仍是屬阻氣

50、性良好的。對(duì)25um厚的薄膜，透氧為29cm3/m2·Mpa、二氧化碳為130cm3/m2·h·Mpa，吸濕性低，25oC水中浸1周，吸濕率<0.6%，保持尺寸穩(wěn)定性。 聚對(duì)苯二甲酸乙醇在較高溫度下,也能耐氟氫酸、磷酸、乙酸、乙二酸，但鹽酸、硫酸、硝酸能使它受到不同程度的破壞，如拉伸強(qiáng)度下降。強(qiáng)堿尤其是高溫下的堿，能使它的表面發(fā)生水解，其中以氨水的作用更劇。醋酸乙酯、丁酮；二甲苯、石腦油、乙二醇甲酯、甲醇、醋酸等，在室溫或近它們沸點(diǎn)的溫度下不受侵蝕，溶解在鄰-氯代苯酚、四氯乙烷、甲酚的混合溶液或過(guò)量的硝基苯之中。 聚酯片材系列的性能： 聚酯片材系列包括PET

51、G、APET、PCT等品種，是近年開(kāi)發(fā)和發(fā)展很快的新片材產(chǎn)品。 聚酯片材具有優(yōu)良的綜合性能、透明度高、強(qiáng)度好、后加工容易等諸多優(yōu)點(diǎn)。由于強(qiáng)度好，同樣厚度的產(chǎn)品，其保護(hù)作用明顯優(yōu)于PVC片材，若同樣強(qiáng)度來(lái)比較，則可用較薄的聚酯片材，所以雖然聚酯片材重量?jī)r(jià)格較高，但實(shí)際成本增加不大，更主要的是聚酯片材的透明晶瑩增加了包裝的效果，使包裝上了更高的一個(gè)檔次。再有它無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)味，符合食品包裝的衛(wèi)生要求，它無(wú)PVC片材焚燒理時(shí)會(huì)二次污染環(huán)境的問(wèn)題，在PVC片材禁止使用于一次性包裝的情況下，能符合包裝應(yīng)用的有較高強(qiáng)度的片材，無(wú)疑是聚酯片材。聚酯片材的加工(吸塑或折盒)方便，普通的吸塑機(jī)便能正常加工，效率

52、與PVC片材一樣，所以原生產(chǎn)PVC片材吸塑制品的設(shè)備無(wú)需進(jìn)行任何改造。無(wú)定形聚酯片材(APET ) APET片材是使用間苯二甲酸及二甘醇對(duì)聚酯進(jìn)行改性后的樹(shù)脂經(jīng)擠出成型而得。由于從機(jī)頭擠出的熔融PET物料經(jīng)過(guò)驟冷定型成片，使樹(shù)脂處于無(wú)定型狀態(tài)，因而PET片材具有很高的透明性；同時(shí)保持有PET的眾多優(yōu)點(diǎn)，如無(wú)毒、高光澤、良好的機(jī)械性能、阻隔性能、印刷性能；易壓花裝飾；易金屬化處理；可以用r射線消毒；可對(duì)廢棄物經(jīng)濟(jì)地處理，包括回收利用、燃燒處理等，燃燒時(shí)僅產(chǎn)生二氧化碳和水，不產(chǎn)生有害物質(zhì)。但APET不耐紫外線，APET有良好的電絕緣性能。 APET還具有許多性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)PVC，例如耐低溫性好、耐摩

53、擦性能優(yōu)越等，是一種大有發(fā)展前途的新型塑料包裝材料，其應(yīng)用領(lǐng)域正在進(jìn)一步地探討、拓展過(guò)程中。 APET片材可供選用的范圍在0.15.0mm，相當(dāng)廣泛，為APET制品設(shè)計(jì)和利用提供了較大的余地。 APET片材的吸塑成型條件(附件表1)：成型溫度為90120；模具溫度為3050。在溫度到120以后，APET成為混濁不透明的，即后結(jié)晶，并且阻隔性降低。對(duì)于厚度為34mm的材料，在加熱過(guò)程中已經(jīng)開(kāi)始后結(jié)晶。APET真空吸塑成型模具的排氣通道比HIPS和PVC所需要多20%30%。 APET片材的技術(shù)指標(biāo)如下，它強(qiáng)度好，擴(kuò)沖性能優(yōu)良、高透光率，適合高強(qiáng)度透明包裝，如食品或油脂性物品的包裝，文具、工具的吸

54、塑包裝。 后處理：沖壓和切割性能優(yōu)異，但沖壓力要比PVC高60%。另一方面，切割時(shí)間相當(dāng)短。加熱的刀模的切割長(zhǎng)度可相應(yīng)增加，在100時(shí)增加11%, 130時(shí)增加25% , 160增加40%。將APET殼罩熱封合到板上的溫度是190240，封合時(shí)間是1.22.5s;板上涂覆熱封合漆是非常重要的，APET單膜比復(fù)合膜的熱封合更困難。APET膜對(duì)APET膜(單組分包裝材料)的熱封合在溫度范圍從160240，熱封合時(shí)間0.72.5s間實(shí)現(xiàn)。 專用復(fù)合材料PETG/APET/PETG (GAG) , APET/Barex , APET/PE、PET(PET是APET或PETG中的任一個(gè))鋁BarexBa

55、rex是商品名，這種材料由丙烯腈丙烯酸酯丁二烯(A/MA/B)組成、PET/PVDC/PE、PET/PVC/PE、PET/EVOH/PE、PET/PVC。 非晶型聚酯片材(PETG )GPET又稱PETG，是用環(huán)己二甲醇進(jìn)行改性的一種非結(jié)晶態(tài)PET樹(shù)脂，其熔點(diǎn)較低，僅180200。PETG片材在具有APET片材的特性時(shí)，它最大特點(diǎn)是熱封合性能突出，封合時(shí)容易操作且熱封合質(zhì)量可靠，與APET相比, PETG在非常高的成型溫度下不結(jié)晶，對(duì)于真空吸塑成型，甚至能夠獲得復(fù)雜幾何形狀的清晰輪廓但因其價(jià)格較貴，應(yīng)用上受到一定限制。 PETG的化學(xué)穩(wěn)定性與APET相同。 成型的條件和模具溫度。后處理：優(yōu)異的

56、沖壓和切割性，所需的沖壓力比APET約小10%。PETG對(duì)涂覆紙板的熱封合，封合溫度范圍180250，封合時(shí)間為1.23s；對(duì)涂覆罩膜的熱封合為170200，時(shí)間在0.72s。PETG或PETG / APET / PETG全塑罩可以熱封合。粘接與APET相同。焊接與APET相同，PETG也可由高頻焊接。專用復(fù)合片材，PETG / APET / PETG , PETG / PS / PETG , PS / PETG , PETG / PP。 結(jié)晶聚醋(CPET ) CPET是受晶核影響的PET，能在加工過(guò)程中使材料快速結(jié)晶。耐熱是熱成型中形成的結(jié)晶度的作用(最大結(jié)晶度可達(dá)30%)。CPET對(duì)空氣和水蒸氣的阻隔性高。化學(xué)穩(wěn)定性類似APET和PETG。 成型的條件和模具溫度。CPET需要專用的機(jī)器設(shè)備，其組成為朝上的加熱器沿縱向排列的閉合回路控制，加上橫向隔開(kāi)以及向下加熱，橫向隔開(kāi)的全部控制。加熱器下的片材應(yīng)用鉆板遮蔽，因?yàn)榧訜釙r(shí)會(huì)超出加熱溫度的很多倍(23倍或更多)。建議準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)材料溫度的影響。 請(qǐng)注意：CPET在模具加熱至170，成型壓力1.