高分子材料成形工藝 塑料特殊成形課件

第九章塑料特殊成形1

9.1澆鑄成形

9.2粉末模壓燒結(jié)成形

9.3泡沫塑料成形

9.4涂覆成形

9.5其他特殊成形2

9.1澆鑄成形

9.1.1靜態(tài)澆鑄

9.1.2嵌鑄

9.1.3離心澆鑄

9.1.4流涎澆鑄

9.1.5搪塑及蘸浸成形

9.1.6滾塑成形3優(yōu)點(diǎn)：①成形設(shè)備較簡單，模具可采用金屬及其合金、玻璃、木材、石膏、塑料或橡膠等制造（常壓或低壓成形，多數(shù)物料不經(jīng)加熱塑化或者流動溫度很低）②制品尺寸限制較小，宜生產(chǎn)尺寸較大或中小型而精度要求不高的制品③制品內(nèi)應(yīng)力較小，投資不高，近年發(fā)展較快，特別是用于新產(chǎn)品開發(fā)缺點(diǎn)：屬手工作坊生產(chǎn)，周期較慢，制品尺寸精度、準(zhǔn)確性和強(qiáng)度都較差59.1.1靜態(tài)澆鑄聚合物品種：PMMA、PA、EP、PS、有機(jī)硅、PF、UP和PU等澆鑄物料要求：①流動性好，容易填滿模具的型腔；②低分子副產(chǎn)物應(yīng)盡可能少；③聚合所得凝固產(chǎn)物的熔融溫度應(yīng)明顯高于成形物料的熔點(diǎn)或流動溫度工藝過程：模具準(zhǔn)備、澆鑄液配制及處理、澆鑄、固化、制品脫模、后處理等6一、模具準(zhǔn)備模具準(zhǔn)備：模具清潔、干燥、涂脫模劑、制品嵌件準(zhǔn)備及其安放、模具預(yù)熱等二、澆鑄液配制及處理配制好的澆鑄原料應(yīng)過濾除雜和抽真空或常壓放置脫泡7三、澆鑄及固化澆鑄方法：人工或機(jī)械方法灌注入模具，注意不要卷入空氣固化：多數(shù)常壓或接觸壓力下在烘房中進(jìn)行，應(yīng)逐步升溫進(jìn)行四、制品脫模及后處理后處理：熱處理、機(jī)械加工、表面修飾、裝配和檢驗(yàn)等8

一、嵌件預(yù)處理①干燥：對某些有水分的生物標(biāo)本等應(yīng)干燥以防制品內(nèi)出現(xiàn)氣泡②表面浸潤：將嵌件在單體中浸潤一下以提高嵌件與塑料的粘合③表面涂層：有些嵌件對樹脂固化有不良影響，表面可涂層惰性物質(zhì)④表面糙化：接觸部分進(jìn)行噴砂或打磨糙化109.1.3離心澆鑄12成形設(shè)備：立式和臥式兩種制品軸線方向尺寸很大時宜采用臥式設(shè)備制品直徑較大、軸線方向尺寸較小時則宜采用立式澆鑄設(shè)備空心制品：通常選擇單向旋轉(zhuǎn)的離心澆鑄設(shè)備實(shí)心制品：單方向旋轉(zhuǎn)后還需轉(zhuǎn)移到緊壓機(jī)上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或者模具可同時作兩個方向旋轉(zhuǎn)的設(shè)備149.1.4流涎澆鑄15流涎澆鑄（流涎成形）：將熱塑性樹脂溶液或熱固性預(yù)聚物液體流布于連續(xù)回轉(zhuǎn)基材上固化定形為薄膜的工藝，生產(chǎn)的薄膜常稱為流涎（或澆鑄）薄膜特點(diǎn)：薄膜薄而均勻，最薄可達(dá)5~10m，透明度高、內(nèi)應(yīng)力?。坏巧a(chǎn)過程較復(fù)雜，生產(chǎn)速度慢，設(shè)備昂貴，需消耗大量熱量和溶劑，成本較高，制品強(qiáng)度通常較低應(yīng)用：常用于生產(chǎn)光學(xué)片基和薄膜（如電影膠片、膠卷、安全玻璃的中間夾層薄膜等）。16聚合物：高溫下易降解或熔融黏度較高，不適用擠出或吹塑等，品種有三醋酸纖維素（最常用）、PVA、乙烯－醋酸乙烯共聚物、四氟乙烯－乙烯共聚物、PC等成形過程：溶液配制及處理、流涎澆鑄成膜、薄膜干燥和溶劑回收等流涎設(shè)備：主要是環(huán)形鋼帶式流涎機(jī)，還有采用大型金屬回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓薄膜厚度：取決于溶液濃度、鋼帶回轉(zhuǎn)速度、溶液流布速度及次數(shù)等流涎機(jī)輸出的薄膜通常含有15%~20%溶劑，需采用烘干和熨燙干燥179.1.5搪塑及蘸浸成形一、搪塑成形搪塑成形（涂凝成形或涂凝模塑）：將聚合物糊倒入熱模具（陰模），受熱而膠凝到預(yù)定厚度后將沒膠凝的糊狀物倒出，加熱使型腔壁上膠凝物完全熔融，最后冷卻固化得中空制品特點(diǎn)：設(shè)備費(fèi)用低，生產(chǎn)速度高，工藝控制較簡單，但制品厚度、質(zhì)量等準(zhǔn)確性較差應(yīng)用：國內(nèi)目前主要用于PVC糊生產(chǎn)中空玩具18

二、蘸浸成形20蘸浸成形（浸涂成形）：模具是陽模而不是陰模浸涂操作：既可用冷模具也可用預(yù)熱模具，可采用多次浸涂法（如泡沫夾芯制品）生產(chǎn)過程自動化：多個陽模安裝在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)傳送帶上，在不同工位上依次完成預(yù)熱、浸涂、熱處理、冷卻和剝離等操作，采用壓縮空氣或其它方法自動剝離21成形設(shè)備：多采用單模式旋轉(zhuǎn)成形機(jī)成形工藝：通常由裝料、加熱滾塑、冷卻、脫模、模具清理等滾塑有時可分次加不同料、多次旋轉(zhuǎn)造型，制造有夾芯泡沫層的制品多數(shù)情況下冷卻時滾塑機(jī)應(yīng)繼續(xù)帶動模具沿兩垂直軸向旋轉(zhuǎn)直到冷透工藝參數(shù)：模具加熱溫度、主副軸轉(zhuǎn)速及速比、加熱冷卻時間等應(yīng)用：成形特大尺寸塑料中空制品時優(yōu)點(diǎn)非常明顯，廣泛用于成形容量從幾百立升到數(shù)萬立升的大型貯罐和汽車與小船的殼體等239.2粉末模壓燒結(jié)成形

9.2.1模壓制坯9.2.2坯件燒結(jié)9.2.3燒結(jié)物冷卻249.2.1模壓制坯PTFE及其混合物有良好壓錠性，常溫下可高壓壓制成型坯原料：通常選用懸浮法PTFE粉為，其粉末呈纖維狀，PTFE粉料常結(jié)塊成團(tuán)，使用前須將成團(tuán)結(jié)塊破碎過篩使成松散狀制坯要求：嚴(yán)格控制裝料量、所施壓力和施卸壓方式，以保證壞件密度及均一性達(dá)到預(yù)定要求26裝料：施壓方向上壁厚完全相同的制品可一次將粉料量全部加入，形狀較復(fù)雜制品可將粉料分次加入，每次料量應(yīng)與相應(yīng)部位模腔容積相適應(yīng)且應(yīng)用幾個陽模分層次地施壓施壓：加料完畢后加壓成形所施壓力宜緩慢上升，嚴(yán)防沖擊；高度較高的制品應(yīng)從型腔上下兩個方向同時加壓（即雙向壓制）為宜；坯件截面積較大，加壓過程中可卸壓排氣幾次，以避免制品產(chǎn)生夾層和氣泡保壓：施壓達(dá)到規(guī)定值以后需保壓一段時間使壓力傳遞均勻，各處受壓一致卸壓：保壓結(jié)束后應(yīng)緩慢卸壓，以防錠料回彈而使坯件產(chǎn)生裂紋27模壓制坯時模壓壓力高（一般30~50Mpa），坯件密度大，燒結(jié)時體積收縮小過高，則粒子易相互滑移，嚴(yán)重時使坯件出現(xiàn)裂紋保壓時間3~5min，直徑較大或高度較高的制品保壓時間可達(dá)10~15min嚴(yán)格檢查：有裂紋或其它缺陷的坯件絕不可用于燒結(jié)報廢的坯件破碎磨細(xì)后可再用，但經(jīng)燒結(jié)后報廢則無法回收利用28一、升溫階段升溫階段：將坯件由室溫加熱至燒結(jié)溫度的階段坯件受熱后體積顯著膨脹，PTFE熔點(diǎn)附近膨脹可達(dá)25%升溫方式：應(yīng)控制升溫速度且一般采用分階段升溫方式低于300℃時以30~40℃·h-1升溫，高于300℃后以3010~20℃·h-1升溫，結(jié)晶速率最大的溫度區(qū)間（315~320℃）應(yīng)保溫一段時間以保證坯件內(nèi)外溫度盡可能均勻一致PTFE燒結(jié)溫度主要由樹脂的熱穩(wěn)定性來確定熱穩(wěn)定性高者可為380~400℃，差者取365~375℃30二、保溫階段保溫階段：達(dá)到燒結(jié)溫度后應(yīng)保持一定時間使坯件結(jié)晶結(jié)構(gòu)完全消失保溫時間長短主要取決于燒結(jié)溫度、樹脂熱穩(wěn)定性、粉末粒徑和坯件厚度等燒結(jié)溫度高、樹脂熱穩(wěn)定性差應(yīng)縮短保溫時間，以免樹脂熱分解粒徑小粉料的模壓坯件孔隙含量低，導(dǎo)熱性好，可縮短保溫時間厚壁件應(yīng)采用熱穩(wěn)定性好樹脂，適當(dāng)延長保溫時間31大型制品一般保溫5~10h，小型制品保溫1h左右燒結(jié)時必須采取有效的通風(fēng)措施和必要勞動保護(hù)PTFE250℃以上時開始輕度熱分解，高于415℃時熱分解速率急劇增大，分解產(chǎn)物主要是毒性很大的不飽和氟化物329.2.3燒結(jié)物冷卻冷卻過程：完成燒結(jié)過程后的燒結(jié)物應(yīng)隨即從燒結(jié)溫度冷至室溫?zé)o定形相變?yōu)榻Y(jié)晶相，體積收縮明顯，彈性透明漸變?yōu)榘咨煌该鞑煌叽绲闹破窇?yīng)采用不同的冷卻速度大型制品若冷卻過快，會引起不均勻收縮，制品內(nèi)應(yīng)力較大甚至裂縫33大型制品一般不淬火，冷卻速度15~24℃·h-1，結(jié)晶速率最快的溫度范圍內(nèi)保溫使充分結(jié)晶，冷至150℃后從烘箱中取出，移入保溫箱緩冷至室溫，總冷卻時間約8~12h中小型制品可60~70℃·h-1較快速度冷卻，降至250℃取出，取出后是否淬火根據(jù)使用要求而定349.3泡沫塑料成形

9.3.1發(fā)泡方法9.3.2發(fā)泡原理9.3.3成形工藝35泡沫（或多孔）制品：內(nèi)部含有大量微小泡孔（包括泡沫塑料、泡沫橡膠等）聚合物：幾乎所有熱固（塑）性，常見PU、PS、PVC、PE、PF、UF和PC等（按氣孔結(jié)構(gòu)）泡沫制品：開孔型和閉孔型（根軟硬程度）泡沫塑料：軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)模量大于700MPa稱硬質(zhì)，小于70MPa稱軟質(zhì)36（按密度）泡沫塑料：低發(fā)泡、中發(fā)泡和高發(fā)泡密度0.8g·cm-3以上者為低發(fā)泡，密度0.18g·cm-3以下者為高發(fā)泡泡沫塑料制品應(yīng)用：消音隔熱、防凍保溫、緩沖防震和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)等379.3.1發(fā)泡方法發(fā)泡方法：機(jī)械發(fā)泡法、物理發(fā)泡法和化學(xué)發(fā)泡法一、機(jī)械發(fā)泡法機(jī)械發(fā)泡法（氣體混入法）：機(jī)械攪拌作用將空氣卷入聚合物成形流體操作時可加表面活性劑降低表面張力使泡沫較穩(wěn)定特點(diǎn)：空氣發(fā)泡劑沒有毒性，過程簡單，成本低廉應(yīng)用：PVA縮甲醛、PVAC、PVC溶膠等泡沫塑料38二、物理發(fā)泡法物理發(fā)泡劑：低沸點(diǎn)液體、惰性氣體和中空微球惰性氣體方法：常用惰性氣體有N2、CO2等，將惰性氣體壓縮壓注入流體中混合均勻，壓力卸除后惰性氣體急速膨脹而形成泡孔低沸點(diǎn)液體：使用較廣，通常常壓沸點(diǎn)應(yīng)低于110℃，常用有戊烷、異戊烷、己烷、異己烷、丙烷和丁烷等39低沸點(diǎn)液體的發(fā)泡操作過程兩條路線①將低沸點(diǎn)液體呈液態(tài)高壓注入聚合物熔體混合均勻，然后減壓氣化并聚集而成泡，冷卻聚合物熔體以凝固得到泡沫制品②低沸點(diǎn)液體常溫或低溫下均勻溶脹聚合物小顆粒制成可發(fā)性聚合物顆粒（如可發(fā)性PS珠粒），然后進(jìn)行預(yù)發(fā)泡成預(yù)發(fā)泡珠粒狀彈性小球，其后成形并二次發(fā)泡以最終得到泡沫制品40三、化學(xué)發(fā)泡法化學(xué)發(fā)泡法：通過成形物料中某個（某些）組分或者組分之間在成形過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體而成形得到高分子泡沫制品的方法（按發(fā)泡原理）化學(xué)發(fā)泡類型：化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡和原料組分間反應(yīng)發(fā)泡411.化學(xué)發(fā)泡劑發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡劑：無機(jī)發(fā)泡劑和有機(jī)發(fā)泡劑兩種無機(jī)發(fā)泡劑：主要是堿金屬的碳酸鹽和碳酸氫鹽，如碳酸氫鈉和碳酸銨等特點(diǎn)：價廉但泡沫結(jié)構(gòu)難控，工業(yè)上很少采用有機(jī)發(fā)泡劑：有十幾種，主要是偶氮類、亞硝基類和磺酰肼類，偶氮二甲酰胺（俗稱AC發(fā)泡劑）應(yīng)用最廣發(fā)泡特點(diǎn)：工藝和設(shè)備較簡單，聚合物范圍廣，最重要42

2.原料組分間反應(yīng)發(fā)泡發(fā)泡氣體來源：氣態(tài)副產(chǎn)物（PF的水、PU的二氧化碳）或者氣態(tài)生成物實(shí)施方法：一步法和二步法兩種一步法：所有原料混合均勻后聚合，聚合、發(fā)泡和成形同時進(jìn)行，普遍采用二步法：原料組分預(yù)聚成預(yù)聚體，然后補(bǔ)加其他組分后成形，預(yù)聚體與補(bǔ)加組分在成形下聚合和交聯(lián)形成聚合物而且小分子副產(chǎn)物氣化439.3.2發(fā)泡原理泡沫成形過程：泡核形成、泡孔增長和泡體固化一、泡核形成初始階段形成的氣體在流體中濃度迅速增大而成為過飽和，過飽和的氣體分子析出、聚集而出現(xiàn)氣相，即形成（氣）泡核初始階段要求：形成大量的泡核措施：添加成核劑、表面活化劑及提高氣體過飽和度等強(qiáng)化成核過程44二、泡孔增長泡孔增長過程：過飽和的氣體分子從液相滲透擴(kuò)散到泡核中使泡孔不斷增長，同時泡孔接觸合并導(dǎo)致泡孔增長泡孔上?。嚎赡馨l(fā)生上浮而集中在成形體上部，導(dǎo)致制品內(nèi)部泡沫結(jié)構(gòu)不勻甚至泡孔從頂部逸出而得不到泡沫結(jié)構(gòu)泡孔體積：不能過度不斷增大，否則泡孔尺寸分布過寬、泡孔結(jié)構(gòu)不均勻45流體黏彈特性對泡孔增長和上浮起決定作用黏度直接決定著氣體分子擴(kuò)散和泡孔合并同時直接決定泡孔上浮速度泡孔增長和穩(wěn)定的影響因素：很多，如聚合物分子結(jié)構(gòu)、發(fā)泡劑特性及用量、成核劑種類及用量、流體黏彈特性、表面活化劑使用及種類、成形工藝及設(shè)備等46三、泡體固化泡體固化：主要通過冷卻實(shí)現(xiàn)，通常采用空氣或冷卻介質(zhì)直接或間接冷卻泡體冷卻裝置：冷卻強(qiáng)度和冷卻效率都應(yīng)高于非泡沫制品同類設(shè)備（原因：泡體導(dǎo)熱系數(shù)很低），以便使泡體及時固化定形47適宜冷卻速度是制得均勻泡孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素冷卻速度不宜過快，否則可能導(dǎo)致發(fā)泡劑未能完全發(fā)泡或者泡孔增長時間過短，泡孔率和泡孔尺寸達(dá)不到要求，并且泡壁收縮率過大，泡體有破裂可能489.3.3成形工藝塑料普通制品的成形工藝都可以用于成形泡沫塑料一、擠出成形擠出發(fā)泡成形是泡沫塑料的重要成形方法異型材、板材、管材、膜片、電纜絕緣層等發(fā)泡制品均可以采用擠出發(fā)泡工藝關(guān)鍵：必須建立足夠的機(jī)頭壓力抑制發(fā)泡料在口模附近提前發(fā)泡發(fā)泡制品的冷卻定形段通常要比普通制品擠出成形長49二、注射成形注射成形：高分子泡沫制品的重要成形方法，僅限于制造低發(fā)泡制品，可一次性成形形狀復(fù)雜、表面具有精細(xì)花紋的泡沫制品注射設(shè)備：通常移動螺桿式注射機(jī)，噴嘴處應(yīng)設(shè)閥門以防止注射過程中熔料或氣體由噴嘴處泄漏注射發(fā)泡方法：低壓注塑法、高壓注塑法、氣體輔助注塑法、夾心注塑法和交聯(lián)注塑法等50

三、模壓成形模壓發(fā)泡成形：成形高發(fā)泡制品的主要成形方法，有一步法和二步法兩種一步法：將含有發(fā)泡劑的塑料直接放入模腔加熱加壓進(jìn)行發(fā)泡成形的方法二步法：將含有發(fā)泡劑物料經(jīng)預(yù)發(fā)泡成預(yù)發(fā)泡物料，然后放入模腔進(jìn)行加熱加壓發(fā)泡的方法應(yīng)用：主要制造熱塑性塑料泡沫制品，如PS、PE、PVC等泡沫塑料51

四、澆注成形澆注成形：主要用于熱固性塑料的發(fā)泡成形，PU泡沫塑料主要方法應(yīng)用：生產(chǎn)大型制品，還可現(xiàn)場施工，比較方便（按制品形狀）澆注成形方法：塊狀發(fā)泡、模塑發(fā)泡和噴涂發(fā)泡三種52塊狀發(fā)泡法：連續(xù)澆注發(fā)泡工藝，其過程是：將混合均勻的可發(fā)泡物料連續(xù)傾注到置于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)帶上的紙模表面，隨即受到加熱（70~100℃）發(fā)泡并同時發(fā)生聚合反應(yīng)（熟化），成形完成后按規(guī)定尺寸切斷制得塊狀泡沫塑料模塑發(fā)泡法：混合均勻的可發(fā)泡物料定量地注入金屬模具內(nèi)進(jìn)行發(fā)泡和預(yù)熟化，脫模后再加熱充分熟化以制得泡沫塑料制品的方法噴涂發(fā)泡法：將混合均勻的可發(fā)泡物料直接噴涂到被涂覆的物件上進(jìn)行現(xiàn)場發(fā)泡的方法53五、壓延成形壓延成形：泡沫人造革和泡沫壁紙主要方法，普通采用PVC基體工藝過程：采用刮刀或逆向輥筒將塑性溶膠涂覆到一循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的載體上，通過預(yù)熱烘室使塑性溶膠呈半凝膠狀態(tài)與布基或紙基貼合，再進(jìn)入主烘室塑化與發(fā)泡，然后冷卻并從載體上剝下，再進(jìn)行軋花、印花或表面涂飾等成為制品54泡沫人造革：可用兩臺涂覆機(jī)在同一載體上進(jìn)行兩次涂覆，第一次涂上不含發(fā)泡劑的薄涂層以形成耐磨表面層，第二次涂上含發(fā)泡劑厚涂層（0.4mm左右）以形成柔軟并具有彈性的泡沫里層，然后貼上布基便制成耐磨的雙層結(jié)構(gòu)泡沫人造革559.4涂覆成形

9.4.1直接涂覆9.4.2間接涂覆56涂覆成形：將聚合物流體（包括本體、溶液或溶膠等）均勻附到基材上并經(jīng)過干燥或熱處理成為連續(xù)涂層以得到聚合物涂層制品的方法涂覆成形類型：根據(jù)涂覆方式分為直接涂覆和間接涂覆，按涂布工具分為刮涂法和輥涂法成形物料：PVC溶膠，其次是氯乙烯－偏二氯乙烯共聚物乳液、氯乙烯－醋酸乙烯共聚物乳液、PU液體和PA溶液等制品：人造革、塑料墻紙和塑料涂層鋼板等，PVC涂覆人造革產(chǎn)量最大9.4.1直接涂覆圖9.5直接涂覆法工藝流程圖1－布基2－作為底膠的溶膠3，7－刮刀4－烘箱5－壓光輥6－作為面膠的溶膠8－烘箱9－壓花輥10－冷卻輥11－成品58直接涂覆工藝流程：首先在經(jīng)預(yù)處理布基上涂底膠層的溶膠，進(jìn)入第一烘箱加熱預(yù)塑化后再涂面膠層的溶膠，然后后進(jìn)入第二烘箱加熱使溶膠層完全塑化（或熔化），最后經(jīng)壓花、冷卻和卷取得成品直接涂覆制品：各種布基的普通人造革、貼膜革和泡沫革布基處理：使用前通常都要經(jīng)過處理，首先要經(jīng)過拼接，然后進(jìn)行刷毛，把布基兩面的布毛、線頭等雜物刷干凈，再進(jìn)行軋光處理將布基上的疙瘩、折紋等軋平涂覆：工藝流程中心環(huán)節(jié)，有刮涂法和輥涂法兩種圖9.6各種刮刀涂覆方式示意圖簡單刮涂式(b)輥承刮涂式(c)帶承刮涂式

1－基材2－溶膠3－刮刀4－承托輥5－輸送帶60刮涂法：采用刮刀將聚合物溶膠涂覆在基材上的方法，方式有簡單刮涂式、輥承刮涂式和帶承刮涂式三種簡單刮涂式：涂層厚度和厚度均一性很難控制，且不適用強(qiáng)度低的基布輥承刮涂式：涂層均勻，溶膠透入布縫較深，適用于強(qiáng)度較小的布基帶承刮涂式：適于強(qiáng)度較小基布的涂覆，是折中方式圖9.7逆輥涂覆1－基材2－接料盤3－溶膠4－軟刮板5－定厚輥6－涂膠輥7－橡膠托輥217654362輥涂法：采用輥筒將溶膠涂覆到基材上的方法，廣泛采用逆輥涂膠法逆輥涂膠：頂部供料式和底部供料式兩種最簡單逆輥涂膠裝置：包括定厚輥、涂膠輥和涂有耐油橡膠的托輥，涂膠輥通常固定不動，定厚輥和托輥可以移動，通過楔塊調(diào)節(jié)定厚輥與涂膠輥、涂膠輥與托輥之間的間隙以精確控制涂膠量其他工序：溶膠層膠凝和熔化與搪塑成形的熱處理變化相同，壓花、冷卻和表面涂飾等操作與壓延生產(chǎn)人造革相同直接涂覆工藝特點(diǎn)：流程簡單，設(shè)備投資少，生產(chǎn)效率高，但是涂布基須經(jīng)預(yù)處理，不宜采用強(qiáng)度低的布基和紙基，不適用于針織布基人造革的生產(chǎn)9.4.2間接涂覆間接涂覆（或載體涂覆、轉(zhuǎn)移涂覆）工藝流程：采用刮涂法或輥涂法將溶膠涂覆到循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的載體上，經(jīng)過預(yù)熱烘箱使溶膠涂層達(dá)到膠凝狀態(tài)后與基布貼合，隨后經(jīng)主烘箱完全塑化后冷卻并從載體上剝離，再經(jīng)軋花（或印花）和表面涂飾即得人造革成品的涂覆方法應(yīng)用：生產(chǎn)針織布基或無紡布基的普通人造革及泡沫人造革載體：主要是鋼帶和離型紙圖9.8圖9.966鋼帶載體：涂覆設(shè)備投資大，但鋼帶經(jīng)久耐用且維修費(fèi)用低離型紙載體：涂覆設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單，且只需在離型紙上軋上花紋即可將轉(zhuǎn)移到人造革上，貼合基布后不必另行軋花，但離型紙常出現(xiàn)斷裂，綜合成本反而高間接涂覆法特點(diǎn)：①基布可在不受拉伸下與膠凝涂料層貼合，因此特別適用于伸縮性很大的針織布和抗張強(qiáng)度很低的無紡布作基材；②人造革表面的平整光滑程度不受基布表面情況影響，基布的表面很粗糙也能制得外觀良好的人造革

9.5其他特殊成形

9.5.1固態(tài)成形9.5.2焊接成形9.5.3機(jī)械加工9.5.4表面整飾689.5.1固態(tài)成形固態(tài)成形：塑料原料無需熔融或者軟化到粘流狀態(tài)而在固態(tài)下成形固態(tài)成形通常先預(yù)壓成形狀近似制品的坯件（如齒輪預(yù)壓成圓盤或圓環(huán)等）成形溫度：室溫至高于室溫10~20℃，甚至低于熔點(diǎn)或粘流點(diǎn)的溫度均可固態(tài)成形制品：奶油罐、齒輪、汽車部件、人造島、浮橋等固態(tài)成形工藝：固態(tài)擠出、固態(tài)鍛造成形、固態(tài)橡皮墊成形、固態(tài)液壓成形、固態(tài)沖壓成形和固態(tài)滾軋成形等UHMWPE固態(tài)滾軋成形全拉伸帶材和膜裂纖維的工藝過程包括粉末壓實(shí)、輥碾和超倍拉伸三個工序效果：拉伸強(qiáng)度約1.9GPa（16~18cN/dtex）、楊氏模量約120GPa和斷裂伸長率約2.6%固態(tài)成形特點(diǎn)：沒有高溫降解，取向程度高，制品力學(xué)性能優(yōu)異；成形程序少，生產(chǎn)周期短；制品不存在熔接縫和澆口痕跡等缺陷；可成形分子量非常高的聚合物；等；但制品尺寸、形狀和精密度差（因彈性回復(fù)問題），各向異性明顯圖9.10固態(tài)滾軋成形工藝示意圖719.5.2焊接成形塑料焊接成形過程：將塑料焊件的焊接面局部加熱，使焊接面處塑料融化，在焊接壓力下焊接面熔合粘結(jié)，然后冷卻凝固形成牢固連接接頭一、熱氣焊熱氣焊：利用焊槍噴出的熱氣流使焊條熔在待焊塑料件的焊接接口處，并通過手動或機(jī)械方式對焊接區(qū)施加壓力從而實(shí)現(xiàn)焊接塑料品種：PVC、PE、PP、POM、PA、PS、ABS和PC等填充焊料：圓形、矩形截面以及繩狀或條狀焊條二、超聲波焊超聲波焊接：焊接面在超聲波能量作用下作高頻機(jī)械振動而發(fā)熱熔化應(yīng)用：用于焊接模塑件、薄膜、板材和線材等，通常不需要填充焊料三、摩擦焊摩擦焊焊接表面：軸對稱的圓柱體端面或是圓錐體的錐表面填充焊料：摩擦焊通常不需要74四、擠塑焊擠塑焊：將焊接填料用螺桿擠出機(jī)熔融擠入至兩焊件間的坡口或隙縫，然后冷凝固形成焊接接頭應(yīng)用：多用于焊接厚壁工件和大面積貼面焊接，主要用于焊接PE和PP制件填充焊料：應(yīng)與母材塑料相同且不可使用回收的再造料五、光致熱能焊光致熱能焊：以一束聚焦但頻帶不相干的光源對塑料焊件的表面加熱熔化表層塑料從而實(shí)現(xiàn)焊接的方法紅外燈加熱擠塑焊：成熟的光致熱能焊接方法六、熱工具焊熱工具焊：利用熱板、熱帶和烙鐵等可控溫度的發(fā)熱工具對焊件接口表面進(jìn)行加熱的焊接方法應(yīng)用：熱工具焊是最廣泛的塑料焊接方法9.5.3機(jī)械加工注意問題：①機(jī)械加工會破壞制品表面的完整性，降低對外部因素的抵抗力；②對塑料件施力不宜過大，精確度不如金屬；③塑料導(dǎo)熱性差，極易引起局部過熱而導(dǎo)致變色、降解甚至燃燒；④有些會產(chǎn)生大量粉塵或放出有害氣體，應(yīng)采取良好通風(fēng)防塵措施一、裁切裁切：將塑料板、棒、管等制品的多余部分進(jìn)行切斷和割開的操作常用裁切方法：沖切、鋸切和剪切1．沖切沖切：利用沖模對板材進(jìn)行裁切并使沖切物與板材分離的機(jī)械加工方法應(yīng)用：沖裁下料、切斷、沖孔、修邊、切口、剖切和修整等，最常用是沖裁下料和沖孔2．剪切剪切：用平直雙刃工具使板、片材斷開的操作硬性的板、片材應(yīng)選用剪床和鍘床；軟性的板、片材選用切紙機(jī)、電剪刀和手工剪刀為宜3．鋸切鋸切工具：弓鋸、帶鋸和圓鋸，還可采用薄型砂輪二、切削切削：采用刀使塑料件局部切裂變?yōu)榍行疾⒎蛛x而得到所需形狀制品的過程常用方法：車削、銑削、鉆削和切螺紋等1．車削應(yīng)用：主要用于車圓柱、錐體、平面和螺紋等；用于截斷管、棒等型材和模塑制品上的粗大多余物及修整模塑制品的毛邊和毛刺2．銑削銑削：在銑床上用銑刀對塑料工件進(jìn)行切削加工的作業(yè)應(yīng)用：將制品截斷、開槽、銑平面和各種曲面設(shè)備：銑削單件或小批量可采用金屬或木材的銑床，大批量應(yīng)采用塑料專用銑床3．鉆削鉆削：包括鉆孔、鉸孔和鏜孔三種成孔作業(yè)鉆孔：在工件上做出孔眼的操作，刀具是鉆頭鉸孔：將已有的孔壁加光或?qū)⒖讖叫拚剿璩叽纾玫毒呤倾q刀鏜孔：用壁長可調(diào)的單刃刀具使孔眼擴(kuò)大的操作設(shè)備：鉆孔和鉸孔可采用各式鉆床，鏜孔最好采用鏜床或車床4．切螺紋切螺紋：采用刀具機(jī)械加工內(nèi)螺紋和外螺紋設(shè)備：切制螺紋操作可采用車床、銑床或鉆床，也可完全采用手工；切制螺紋的刀具主要是螺紋車刀、螺紋銑刀以及絲錐和板牙等三、激光加工激光加工應(yīng)用：截斷、打孔、刻花和焊接等，其中打孔和截斷最常見激光加工原理：高能量密度的激光被塑料吸收后迅速轉(zhuǎn)變成熱能并在極短時間內(nèi)有控制地將塑料燒蝕，從而在指定照射部位上打成孔洞優(yōu)點(diǎn)：效率高、成本低和加工方式多等，可加工形狀復(fù)雜、無法用其它方法成孔和切割的情況聚合物品種：絕大多數(shù)的塑料都可用激光加工，但不適合PF和EP等（因它們不能被激光光束完全燒蝕汽化且燒蝕區(qū)產(chǎn)生氣泡和焦化物）9.5.4表面整飾表面整飾：機(jī)械修飾、表面處理、表面涂飾、表面彩飾、表面植絨和表面鍍金等一、機(jī)械修飾機(jī)械整飾：采用機(jī)械加工方法對改造制品表面狀態(tài)作業(yè)的總稱方法：除車削和銑削等精加工外，常用還有銼削、磨削、拋光和滾光等1．銼削銼削：屬于切削加工，很少用于加工造型，多用于塑料制品的整飾作用：除毛刺、修整棱邊、修出小的斜面、修平澆道痕跡以及鉆孔和攻絲后的孔口整修等方法：批量整飾應(yīng)盡量采用轉(zhuǎn)鼓滾光等高效方法，只有當(dāng)效果達(dá)不到要求時才采用手工銼削方法2．磨削磨削：采用砂帶、砂輪或砂紙整修制品表面的加工方法應(yīng)用：最常用于制品廢邊和澆口痕跡的清除，有時用于表面磨平和磨出斜面與圓角及微修尺寸和糙化表面（如供作粘合用）等方法：干磨和濕磨兩種3．滾光滾光：利用轉(zhuǎn)鼓對小型塑料制品進(jìn)行表面機(jī)械整飾的作業(yè)作用：使棱角變圓、除去廢邊及澆口痕跡、微修尺寸和磋光表面等操作方法：滾光小型熱塑性塑料制品時通常是往鼓內(nèi)裝入容積1/4左右的制品和1/4左右的多棱硬木塊及適當(dāng)磨料硬木塊作用是促使鼓內(nèi)制品發(fā)生參差不齊運(yùn)動而增強(qiáng)磋磨效果磨料作用是加速對制品表面的磨削，磨料越細(xì)，滾光光潔度越高4．拋光拋光：采用表面附有磨蝕料或拋光膏的旋轉(zhuǎn)布輪對制品表面進(jìn)行機(jī)械整飾的作業(yè)類型：灰拋、磨削拋光和增澤拋光灰拋：采用涂有濕輕質(zhì)碳酸鈣粉的細(xì)軟布輪清除熱塑性制品不規(guī)則表面上不能用濕磨去掉的冷疤和斑痕（經(jīng)清洗和干燥進(jìn)行增澤拋光）磨削拋光：將粗糙的制品表面整修成平滑的表面（拋輪上常用的附加物是礦物細(xì)粉并加進(jìn)蠟脂類粘結(jié)劑起潤滑作用以防止表面過熱）增澤拋光：將制品平滑的表面整飾為光澤的表面（拋輪的布料更柔軟，拋輪上可加或不加拋光劑，拋光劑為內(nèi)含少量極細(xì)礦物性磨料的膏脂類物質(zhì)）二、表面處理表面處理：通過表面化學(xué)反應(yīng)改善制品表面性能的方法（粘接性、印刷性、表面防老化性、表面阻燃性、表面導(dǎo)電及表面阻隔性等處理方法：火焰處理、放電處理、輻射處理、化學(xué)處理和接枝聚合處理等1．火焰處理火焰處理：用燃燒可燃?xì)怏w產(chǎn)生的火焰接觸聚合物制品表面以改變表面性能的方法處理原理：高溫下使表面大分子發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生極性基團(tuán)并對表面結(jié)構(gòu)形態(tài)產(chǎn)生影響處理方法：膜（片）處理時需將膜（片）緊貼在冷卻金屬輥筒上以防止處理時膜（片）軟化甚至熔化變形；處理包裝容器時應(yīng)四周均勻處理特點(diǎn)：最經(jīng)濟(jì)實(shí)用，操作簡單無毒，處理效果較好，應(yīng)用較為廣泛2．放電處理放電處理：電磁能作用下將空氣、惰性氣體或可反應(yīng)氣體進(jìn)行激發(fā)、離解和電離后與制品表面發(fā)生化學(xué)作用，形成極性基團(tuán)以改善表面附著性能電暈放電處理：在空氣狀態(tài)下進(jìn)行的放電處理等離子體放電處理：真空狀態(tài)下進(jìn)行的放電處理優(yōu)點(diǎn)：改性效果好，操作簡便，成本低廉，對環(huán)境不構(gòu)成污染等應(yīng)用：薄膜印刷、涂布和復(fù)合加工前的表面處理3．輻射處理輻射處理：利用各種射線的能量將制品表面的非主鏈化學(xué)鍵切斷從而改變性能結(jié)構(gòu)以提高表面附著性的方法輻射處理射線：紫外光、激光、電子束、X射線、γ射線及電磁波等特點(diǎn)：射線能量小，只能穿透制品表面很薄厚度，不引發(fā)主鏈斷裂及化學(xué)反應(yīng)，不損壞制品本體性能4．化學(xué)處理化學(xué)處理：采用強(qiáng)氧化劑對制品表面進(jìn)行處理使發(fā)生氧化反應(yīng)生成極性基團(tuán)以提高表面潤濕性的方法實(shí)例：聚烯烴制品常用氧化劑有無水鉻酸－四氯乙烷、鉻酸－醋酸、重鉻酸－硫酸和氯酸－硫酸等體系；氟塑料制品常采用堿金屬氨分散液、芳香烴稠環(huán)化合物及醚類5．接枝聚合處理接枝聚合處理：在制品表面接枝其他大分子鏈而改變制品表面特性的方法處理過程：采用合適引發(fā)方式使聚合物制品表面產(chǎn)生活性中心（如自由基），然后引發(fā)改性單體聚合以使制品表面覆蓋改性單體聚合物引發(fā)方式：化學(xué)接枝、等離子體引發(fā)接枝、高能輻射引發(fā)接枝、光引發(fā)接枝、放電接枝和超聲處理接枝等地位：接枝聚合處理是塑料表面處理的重要方法三、表面涂飾表面涂飾：在高分子制品表面再覆合厚度0.025~0.65mm聚合物薄層的方法表面涂飾類型：溶浸增亮和涂料涂飾溶浸增亮：將熱塑性制品先放在其有機(jī)溶劑中浸約1min，而后放在另一種不溶的液體內(nèi)浸少許時間除去表面附著的溶劑，溶浸可使制品表

面上黏附的細(xì)小不規(guī)則物掉落和機(jī)械加工破壞的表面完整性得到修復(fù)和消除加工刀痕等，提高表面光澤，表面的污染和吸濕能力減少涂料涂飾：將涂料或油漆通過噴涂、輥涂、浸涂、淋涂、簾涂、刷涂等方法直接涂飾在制品表面的方法（硬塑料一般以保護(hù)性涂飾為主，軟塑料的涂飾多為裝飾性涂飾四、表面彩飾表面彩飾（或施彩）：對塑料制品表面添加彩色圖案、花紋或文字的作業(yè)類型：凸版印刷、凹版印刷、絲網(wǎng)印刷、平版印刷、滲透印刷、噴墨打印、燙印、添漆等燙?。ɑ蚍Q熱轉(zhuǎn)印、箔壓?。河每逃袌D案或文字的熱模通過加壓將燙印箔（或稱彩箔）上的裝飾膜層瞬間轉(zhuǎn)移到塑料制品表面上的作業(yè)燙印作用：使制品表面得到具有金屬光澤的彩色浮凸圖案和文字或者使制品表面獲得各種材料的紋理（如木紋和大理石紋）等燙印彩箔：通常由載體膜、剝離劑膜、著色劑膜和粘合劑膜等多層膜重疊組成燙印設(shè)備：燙印機(jī)（樣式有多種，如常用升降式、滾筒式等）燙印應(yīng)用：主要用于熱塑性制品表面裝飾

圖9.12升降式燙印機(jī)示意圖1－塑料件2－箔卷架3－弧形加熱4－壓輥5－收卷架12345102五、表面植絨表面植絨：在涂有膠黏劑的塑料制品表面上散布作為絨毛的短纖維后經(jīng)干燥或固化使絨毛整齊地固定在制品表面的裝飾作業(yè)植絨工藝過程：絨毛預(yù)處理、基材表面涂膠、植絨操作和絨毛固定絨毛：多采用低線密度PA6和PA66纖維，長度通常0.3~3.0mm絨毛預(yù)處理：主要是染色和增濕，增濕是滿足靜電植絨對絨毛導(dǎo)電性的要求基材涂膠：間