泡沫塑料成型工藝課件

塑料成型工藝

—泡沫塑料成型

泡沫塑料是以樹脂為基本組分而內(nèi)部具有無數(shù)微孔性氣體的塑料制品，又稱為多孔性塑料或微孔塑料。從理論上說，幾乎所有熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料，但其發(fā)泡技術(shù)的難易有所差別。一、泡沫塑料分類(1)按原料分類：把熱固性和熱塑性樹脂制成的泡沫塑料分為聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、等泡沫塑料。(2)按泡沫體的軟硬程度分類：可以分為硬質(zhì)泡沫塑料、軟質(zhì)泡沫塑料和半硬質(zhì)泡沫塑料三種(3)按泡沫塑料的結(jié)構(gòu)：可以分為開孔泡沫塑料和閉孔泡沫塑料兩種。(4)按泡沫體的密度：可以分為低發(fā)泡泡沫、中發(fā)泡泡沫和高發(fā)泡泡沫。三，泡沫塑料加工成型方法(1)擠出成型：將含有發(fā)泡劑的塑料原料加入擠出機中，經(jīng)過螺桿旋轉(zhuǎn)和機筒外的加熱，物料被混合、熔融、剪切、塑化。熔融物料連續(xù)通過口模成型，離開口模減壓發(fā)泡，再經(jīng)過冷卻、牽引、切割或卷取和檢驗而成為制品。(2)注射成型：將物料及發(fā)泡劑加入注射機料斗內(nèi)，通過螺桿的旋轉(zhuǎn)及外部加熱作用，使其受熱熔化至流動狀態(tài)。在連續(xù)的高壓下，熔融塑料被壓縮并向前移動，通過噴嘴射出，注入一個溫度較低的閉合模具中，充滿模具的物料經(jīng)冷卻硬化，即可保持模具型腔所賦予的型樣，開啟模具即得到制品。(3)模壓成型：將含有發(fā)泡劑的混合物放人模具中，經(jīng)加熱、加壓發(fā)泡成型。(4)澆鑄成型：泡沫塑料的澆鑄成型類似于金屬的澆鑄。將已經(jīng)準(zhǔn)備好的原料(通常是單體、初步聚合或縮聚的預(yù)聚體或聚合物、單體的溶液等)注入模具中使其固化(完成聚合或縮聚反應(yīng))，從而得到和模具型腔相似的制品。(5)壓延成型：將已經(jīng)塑化好的塑料熔融物通過一系列相向旋轉(zhuǎn)的加熱輥筒間隙，使物料承受擠壓和延展作用，從而得到規(guī)定尺寸的連續(xù)片狀物。此后，再經(jīng)過塑化發(fā)泡成為泡沫塑料制品。泡沫塑料的發(fā)泡方法及原理一，泡沫塑料品種繁多，發(fā)泡方法各有不同泡沫塑料的發(fā)泡方法物理發(fā)泡法化學(xué)發(fā)泡法機械發(fā)泡法（一）物理發(fā)泡法借助于發(fā)泡劑在樹脂中物理狀態(tài)的改變，形成大量的氣泡，使聚合物發(fā)泡，發(fā)泡過程中沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。物理發(fā)泡劑按照發(fā)泡成型的特性，一般可以分為三類：惰性氣體、低沸點液體和固態(tài)空氣球等。1.惰性氣體發(fā)泡法惰性氣體的發(fā)泡過程一般經(jīng)歷以下幾個階段：將惰性氣體壓縮，并用高壓將它壓注入聚合物熔體中混合均勻。當(dāng)熔體所受外壓去除后，熔體中受壓縮的惰性氣體急速膨脹形成氣泡。2.低沸點液體發(fā)泡法將低沸點液體壓人聚合物中或在一定溫度、壓力下，溶于聚合物的顆粒中，然后將聚合物加熱軟化，液體蒸發(fā)氣化而發(fā)泡。低沸點液體有以下幾種：(1)脂肪族烴類(2)含氯脂肪烴類3．固態(tài)空心球發(fā)泡法先將微型空心球埋人熔融的聚合物或液態(tài)的熱固性樹脂中，而后使其冷卻或交聯(lián)而成為泡沫體。(二)化學(xué)發(fā)泡法．化學(xué)發(fā)泡法．利用化學(xué)發(fā)泡劑，加熱分解時，釋放出氣體而使塑料發(fā)泡1.熱分解型發(fā)泡劑受熱分解這種化學(xué)發(fā)泡劑在受熱時能釋放出氣體如C02、02、N2等物質(zhì)。選用化學(xué)發(fā)泡劑時應(yīng)該考慮以下因素：(1)發(fā)氣量大而迅速，分解放出氣體的溫度范圍應(yīng)穩(wěn)定，能調(diào)節(jié)，但不宜太寬。(2)可以通過控制發(fā)泡成型工藝條件來控制發(fā)泡劑的放氣速度。(3)發(fā)泡劑分解放出的氣體和留下的殘余物應(yīng)無毒、無味、無腐蝕性、無色，對聚合物及其他助劑無不良影響。(4)發(fā)泡劑在塑料中有良好的分散性。(5)發(fā)泡劑分解時的放熱量不能太大。(6)化學(xué)性能穩(wěn)定。(7)發(fā)泡成型過程中能分解放出大量氣體。(8)價格便宜。

2．發(fā)泡組分間相互作用產(chǎn)生氣體發(fā)泡此法是利用發(fā)泡體系中的兩個或多個組分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成惰性氣體(女H--氧化碳或氮氣)致使聚合物膨脹而發(fā)泡。為保證制品有較好的質(zhì)量，一般加入少量催化劑和泡沫穩(wěn)定劑(或表面活性劑)。其特點是無須特別加入發(fā)泡劑，但缺點是反應(yīng)過程復(fù)雜。二、泡沫塑料成型原理泡沫塑料的成型過程，一般可以分為三個階段，即氣泡核形成、氣泡增長和氣泡穩(wěn)定。

(一)氣泡核形成氣泡核是指原始微泡，也就是氣體分子最初聚集的地方，塑料發(fā)泡過程的初始階段是在塑料熔體或溶液中形成大量微小氣泡核，然后使氣泡核膨脹成為泡沫體。

(二)氣泡增長氣泡形成之后，氣泡內(nèi)氣體壓力與其半徑成反比，氣泡越小，內(nèi)部壓力就越高。當(dāng)兩個尺寸大小不同的氣泡靠近時，氣體從小氣泡擴散到大氣泡而使氣泡合并，并通過成核劑的作用大大增加了氣泡的數(shù)量；加上氣泡膨脹使氣泡的孔徑擴大，從而泡沫得到增長。A:影響液體中氣泡膨脹的因素(1)熔體黏度(2)熔體的彈性(3)發(fā)泡劑(4)氣體擴散系數(shù)(5)氣液界面張力(6)溫度(7)壓力(三)氣泡的穩(wěn)定和固化過程氣液相共存的體系多數(shù)是不穩(wěn)定的。B:穩(wěn)定氣泡的方法有三種：(1)提高熔體的黏彈性(2)控制膨脹速度，兼顧氣泡壁應(yīng)力松弛所需時間。(3)在泡沫配方中加人表面活性劑，有利于形成微小氣泡，減少氣體的擴散作用，可促使泡沫穩(wěn)定。二，聚氨酯泡沫(PU)塑料——利用聚合物生成反應(yīng)中副產(chǎn)物的發(fā)泡法PU泡沫塑料制品一般分為三大品種。即軟質(zhì)泡沫、半硬質(zhì)泡沫和硬質(zhì)泡沫。二、泡沫塑料反應(yīng)注射成型泡沫塑料反應(yīng)注射成型(簡稱RIM)就是將多種成分的高反應(yīng)性液狀可塑原料在高壓下產(chǎn)生高速碰撞，混合后注入模具內(nèi)，反應(yīng)聚合并發(fā)泡成為泡沫塑料的一種新的成型方法。聚氨酯泡沫塑料是RIM生產(chǎn)技術(shù)的主要產(chǎn)品之一三.吹塑發(fā)泡技術(shù)吹塑發(fā)泡技術(shù)是一種新工藝，它的基本過程與普通塑料的中空吹塑成型相似，