第4章壓縮成型工藝-濟南大學

1、第四章壓縮成型4.1概述 定義：壓縮模塑又稱模壓成型或壓制成型，這種成型方法是先將粉狀、粒狀、或纖維狀等塑料放入成型溫度下的模具型腔中，然后閉模加壓而使其成型并固化的作業(yè)。 應(yīng)用：熱塑性塑料、熱固性塑料 熱固性塑料：高溫、高壓下由固體變?yōu)榘胍后w，交聯(lián)反應(yīng)，再成固體，脫模制品。本章主要介紹。 熱塑性塑料：高溫、高壓下由固體變?yōu)橐后w，充滿模具，冷卻，脫模制品。周期長、效率低、大平面制品才使用。 高熔點熱塑性樹脂塑料的冷壓燒結(jié)。聚四氟乙烯，超高聚乙烯。 工藝過程：準備，模壓。 準備：預(yù)壓，預(yù)熱。 適用塑料：酚醛、氨基、不飽和聚酯、聚酰亞胺。4.2 預(yù)壓預(yù)壓的作用 ：。 加料快、準確減少壓縮率。減少粉

2、塵。提高傳熱?？s短周期，防止過熱，便于嵌件。 要增加相應(yīng)的設(shè)備，長纖維有困難，不適于太復(fù)雜的制品 不是所有形狀的制品，結(jié)構(gòu)太復(fù)雜的不如粉料、壓塑粉的性能對預(yù)壓的影響 適當?shù)乃?，無水分不易預(yù)壓，太大影響制品性能 顆粒大小相間，太大過多空隙大，不利制品，太細過多，加料堵塞。具有一定傾倒性 合適的壓縮率，太大困難，太小失去意義 含有潤滑劑，脫模作用，過多影響質(zhì)量 一般不加熱預(yù)壓，加熱可在度 壓力范圍40200MPa，密度可以達到制品最大密度的80%、預(yù)壓設(shè)備和操作 壓模和預(yù)壓機 壓模：上陽模、下陽模、陰模。如圖：.3預(yù)熱、加熱的目的： 除去水分和揮發(fā)物（熱塑性，干燥） 提供熱料，便于模壓（熱固性，

3、預(yù)熱）、預(yù)熱的優(yōu)點 縮短周期，提高速率 固化均勻，提高物性 提高流動性，減少收縮，提高因次穩(wěn)定性，光潔度，流動性如圖：04min 流動性增加48min 變化不大，水分驅(qū)除8min流動下降，樹脂化學反應(yīng)加深 降低模壓壓力降低壓機噸位、常用熱固性塑料預(yù)熱溫度范圍 預(yù)熱常用方法 熱板加熱，用電、煤氣、蒸汽加熱可水平轉(zhuǎn)動的金屬板 烘箱加熱 紅外線加熱：使用紅外燈照射，塑料可以使用紅外加熱和干燥，輻射傳熱，熱效率高。但是塑料基本都不能透過紅外線，從表面加熱，為防止分解和燒傷，要進行表面更新。使用方便，設(shè)備簡單?，F(xiàn)在使用更多的是近紅外，受熱更均勻。 高頻電熱 應(yīng)用：極性高分子 原理：極性分子，在高頻電場，

4、分子取向不斷改變，分子之間發(fā)生強烈摩擦，生成熱量，溫度上升，所以適用于極性分子。 高頻電熱一般不用于干燥，只用于預(yù)熱，因為水分未驅(qū)盡以前，局部可能過熱。 特點：熱量全部在塑料的各個質(zhì)點產(chǎn)生，各部分溫度同時上升，溫度差別僅是散失、組分、密度不同造成。 預(yù)熱時間計算：t預(yù)熱時間s，c 比熱容 卡克度，密度，t1和t2始末溫度，f電頻Hz，施加電壓，b電極距離cm，k介電常數(shù)，tan塑料損耗角正切值。 高頻電熱的影響主要因素比較系數(shù)：1k tan與所需時間成正比 比較系數(shù)不能太大，否則不能高頻加熱水分，20度水的k=80，塑料k=，水比塑料大的多，雖然水比熱大，但是總體受熱占優(yōu)勢。圖表示三種水分含量

5、不同酚醛塑料高頻電熱的溫度與時間關(guān)系線中后來較多熱量消耗于水分蒸發(fā)表觀密度，主要影響是空氣含量。空氣的表觀密度，主要影響是空氣含量?？諝獾膋=1k=1，比塑料小，表觀密度大，同樣條件得到的溫度比塑料小，表觀密度大，同樣條件得到的溫度高。高。電壓和頻率，一般幾千伏，電壓和頻率，一般幾千伏，M Hz 高頻電熱特點： 受熱均勻，流動性增加，調(diào)節(jié)容易，縮短時間，其他方法的1/21/10. 高頻震蕩器本身消耗50% 的熱量，電效率低。升溫快，固化快，水分不易驅(qū)盡，4.4壓縮模塑用設(shè)備壓縮模塑用設(shè)備、壓機（液壓機） 作用：施加壓力、開閉模具、頂出制品 參數(shù)：壓力、壓板尺寸、工作行程、柱塞直徑 類型：上動式

6、，下壓式。、塑模 溢式塑模：成本低、易操作、用于扁平和蝶式制品，有毛邊，浪費溢料。 不溢式塑模：質(zhì)量密實，可用牽引度大的制品，無溢料痕跡。要求加料準確、不利排氣、延長固化。 半溢式塑模：無支撐面：A段以上陰模外傾，作溢料槽，以下與不溢式相同。對料的準確要求降低。 有支撐面，設(shè)有裝料室，其他與溢式相同，可以適合壓縮率較大的塑料，不用預(yù)壓物，有利嵌件，溢料只能從陽模刻槽中溢出。塑料容易積在支撐面，形成毛邊。 模具的加熱：電熱（普遍）、蒸汽、油熱。4.5 過程和操作方法 嵌件安放：軸套，軸帽、螺釘、接線柱。埋入部分滾花、打孔或設(shè)計棱角。一般手動加特定工具。 加料：手加或加料設(shè)備：質(zhì)量法、容量法、計數(shù)

7、方法（預(yù)壓）。 閉模：觸料以前快，觸料以后慢，充分排氣。 排氣：閉模后再次松動。 固化：熱塑性冷卻模具。熱固性在模塑溫度下保溫。有的不完全固化即可出模。 脫模：固化完畢后制品與塑模分開的工序，設(shè)有推頂桿，有的要求緩慢冷卻，要在脫模以后進行。 塑模清理：銅刷刮，壓縮空氣吹凈，拋光劑擦拭。4.6模壓成型的控制因素、模壓壓力模壓壓力： 壓力的計算：pm= G1000/A pm 模壓壓力，G壓機公稱壓力，噸，A陽模與塑料接觸部分的投影面積。或者： pm= plR2/A pl液壓，R主壓活塞半徑。 壓力變化過程：與塑模的類型有關(guān)。壓力變化過程：與塑模的類型有關(guān)。不溢式塑模壓力與體積隨時間變化不溢式塑模壓

8、力與體積隨時間變化陽模觸塑，壓力上升到規(guī)定值，體積縮小、密實。保持壓力，體積受熱膨脹。松模排氣：數(shù)秒松模排氣：數(shù)秒保持壓力，固化反應(yīng)，體積收縮。壓力解除，得制品，體積彈性恢復(fù)。常壓、體積冷卻收縮帶有支撐面半溢式塑模帶有支撐面半溢式塑模陽模觸料，壓力升，溢料下降。密實，縮小。體積不變，熱漲增壓化學收縮，體積不變，壓力降低。有可能因收縮卸壓（圖虛線）壓力解除，彈性回復(fù)。如果化學收縮過大，則體積維持不變。常壓冷卻，體積下降模壓壓力與預(yù)熱溫度的關(guān)系 正確預(yù)熱的塑料，模壓壓力可以小，如圖，先降低是軟化，后升高是有交聯(lián)。 適當提高模具溫度也可以降低模壓壓力，但溫度過高，會局部過熱交聯(lián)。 制品深度增加，壓力

9、增加，如酚醛塑料如圖，A為不預(yù)熱，CB之間為高頻預(yù)熱。模壓壓力與制品深度的關(guān)系 制品深度增加，壓力增加，如酚醛塑料如圖，A為不預(yù)熱，CB之間為高頻預(yù)熱。、模壓溫度 模壓溫度模壓溫度：指規(guī)定的模具溫度 塑料溫度塑料溫度：可能高于模具溫度，固化放熱，測定塑料中心溫度見圖：T 塑模溫度，L流動區(qū)，M熱膨脹區(qū)。強度強度：隨著和固化時間不斷增加，A最大點，隨之下降，原因“過熟” 模壓溫度與模壓周期的關(guān)系模壓溫度與模壓周期的關(guān)系：酚醛木粉模壓的統(tǒng)計關(guān)系：溫度增加，周期縮短。如圖：170度是比較好的條件。實踐證明：在制品強度等性能保證的前提下，適當提高溫度對周期和質(zhì)量都有好處。制品厚度影響：厚制品厚制品適當

10、降低模具溫度，適當延長時間，避免表面過熱，最好預(yù)熱。部分熱固性塑料的模壓參數(shù)：薄壁溫度取上限，厚壁取下限，有厚、有薄取中間4.7質(zhì)量要求壓縮模塑制品的質(zhì)量要求： 外觀質(zhì)量 內(nèi)應(yīng)力 尺寸和形位的準確性能 成品的物理機械、電、化學性能4.8 冷壓燒結(jié)成型 適用：氟塑料等一類熱塑性高分子材料，高粘度，難熔化，不具備熱塑特征。 方法：冷壓燒結(jié)，粉料模具加壓毛坯烘室加熱（燒結(jié)）冷卻制品（坯料） 典型材料：聚四氟乙烯、冷壓成型 過篩：纖維狀粉料，貯運震動結(jié)快，目篩孔。 加料，一次完成，防止層結(jié)。 加壓，緩壓、排氣、保壓。壓力3050MPa,低壓不緊密，高壓，顆粒滑動，制品裂紋。 型坯，小心脫模，防碰撞、燒結(jié) 過程：升溫至熔點（度）以上，保溫，顆粒融化形成實體，冷卻。晶型熔點無定型晶型。 升溫操作：保證各部分均勻膨脹，