第六壓制成型

第六壓制成型第一頁，共四十四頁，2022年，8月28日壓制成型是高分子材料成型加工技術(shù)中歷史最久，也是最重要的方法之一，廣泛用于熱固性塑料和橡膠制品的成型加工。壓制成型是指主要依靠外壓的作用，實(shí)現(xiàn)成型物料造型的一次成型技術(shù)。

第二頁，共四十四頁，2022年，8月28日根據(jù)成型物料的性狀和加工設(shè)備及工藝的特點(diǎn)；壓制成型可分為模壓成型和層壓成型兩大類，前者包括熱固性塑料的模壓成型(即壓縮模塑)、橡膠的模壓成型(即模型硫化)和增強(qiáng)復(fù)合材料的模壓成型，后者包括復(fù)合材料的高壓和低壓壓制成型。第三頁，共四十四頁，2022年，8月28日壓制成型的主要特點(diǎn)：需要較大的壓力。加壓目的：加速熱固性塑料和橡膠成型時(shí)的物理化學(xué)變化，防止制品出現(xiàn)氣泡，保證制品的質(zhì)量。

第四頁，共四十四頁，2022年，8月28日對(duì)于有些不飽和聚酯樹脂的壓制成型，因?yàn)闆]有低分子物析出，一般不用加壓或僅需加少量的壓力即可，這樣的壓制為低壓成型或接觸成型。

第五頁，共四十四頁，2022年，8月28日模壓成型是熱固性塑料的主要成型工藝，通常稱壓縮模塑。其工藝過程是將模塑料在已加熱到指定溫度的模具中加壓，使物料熔融流動(dòng)并均勻地充滿模腔，在加熱和加壓的條件下經(jīng)過一定的時(shí)間，使其發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)而變成具有三維體型結(jié)構(gòu)的熱固性塑料制品。

第六頁，共四十四頁，2022年，8月28日適用于模壓成型的熱固性塑料主要有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酯樹脂、聚酰亞胺等。制品類型很多，主要有電器制品、機(jī)器零部件以及日用制品等。第七頁，共四十四頁，2022年，8月28日2、模壓成型

將粉狀、粒狀、碎屑狀或纖維狀的塑料放入加熱的陰模模槽中，合上陽模加熱使其熔化，并在壓力作用下使物料充滿模腔，形成與模腔形狀一樣的模制品，再經(jīng)加熱或冷卻，脫模后就得到制品。第八頁，共四十四頁，2022年，8月28日3、層壓成型以片狀材料作填料，通過壓制成型。將這種層壓材料的成型方法稱為層壓成型。其填料通常是片狀（或纖維狀）的紙、布、玻璃布、木材厚片等。4、成型設(shè)備通常采用油壓機(jī)或水壓機(jī)進(jìn)行成型。第九頁，共四十四頁，2022年，8月28日模壓成型的主要設(shè)備是壓機(jī)，通過模具對(duì)塑料施加壓力，在某些場(chǎng)合下壓機(jī)還可開啟模具或頂出制品。壓機(jī)的種類很多，有機(jī)械式和液壓式。目前常用的是液壓且多數(shù)是油壓機(jī)。第十頁，共四十四頁，2022年，8月28日一、模壓成型的工藝過程熱固性塑料模壓成型工藝過程通常由成型物料的準(zhǔn)備、成型和制品后處理三個(gè)階段組成

第十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日第十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日

1．計(jì)量

計(jì)量主要有重量法和容量法。重量法是按重量計(jì)量，較準(zhǔn)確，但較麻煩，多用在模壓尺寸較準(zhǔn)確的制品；容量法是按體積計(jì)量，不如重量法準(zhǔn)確，但操作方便，一般用在粉料。第十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日

2．預(yù)壓在室溫下將松散的粉狀或纖維狀的原料壓成重量一定、形狀規(guī)則的型坯的工序。

第十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日預(yù)壓作用：

1)加料快、準(zhǔn)確、無粉塵；

2)降低壓縮率，可減小模具裝料室和模具高度。

第十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日

影響預(yù)壓料質(zhì)量的因素主要有模塑料的水分，顆粒大小，壓縮率，預(yù)壓溫度和壓力等。

第十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日模塑料中水分含量太少不利于預(yù)壓，過多會(huì)影響制品的質(zhì)量。顆粒最好大小相同，粗細(xì)適度，因?yàn)榇箢w粒預(yù)壓物空隙多，強(qiáng)度不高；細(xì)小顆粒過多時(shí)，易封入空氣，粉塵也大。第十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日壓縮率在3.0左右為宜，太大難于預(yù)壓，太小則無預(yù)壓意義；一般預(yù)壓在室溫下進(jìn)行，如果在室溫下不易預(yù)壓也可將預(yù)壓溫度提高到50~90℃。第十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日

預(yù)壓物的密度一般要求達(dá)到制品密度的80％，預(yù)壓時(shí)施加的壓力一般在40~200MPa，其合適值隨模塑料的性質(zhì)和預(yù)壓物的形狀和大小而定。第十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日

3、預(yù)熱

原料置于適當(dāng)溫度下加熱一段時(shí)間，排出原料中的揮發(fā)物，縮短成型時(shí)間。第二十頁，共四十四頁，2022年，8月28日熱固性塑料在模壓前進(jìn)行預(yù)熱有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)加快塑料成型時(shí)的固化速度，縮短成型時(shí)間；

2)提高塑料流動(dòng)性，增進(jìn)固化均勻性，提高制品質(zhì)量，降低廢品率；

3)降低模壓壓力。第二十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日熱固性樹脂具有反應(yīng)活性的，預(yù)熱溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)降低流動(dòng)性。在既定的預(yù)熱溫度下，預(yù)熱時(shí)間必須控制在獲得最大流動(dòng)性的時(shí)間tmax的范圍以內(nèi)。第二十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日

預(yù)熱的方法有多種，常用的有電加熱、烘箱加熱、紅外線加熱和高頻電熱等。

第二十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日4、模壓模壓包括以下幾個(gè)步驟，加料、閉模、排氣、固化、脫模冷。加料在模具內(nèi)加入規(guī)定量的塑料，加量的多少直接影響到制品的密度和尺寸。

第二十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日閉模：加料完畢后閉合模具，操作時(shí)應(yīng)先快后慢，即當(dāng)陽模未觸及塑料前應(yīng)用高速閉模，以縮短成型周期．而在接觸塑料時(shí)，應(yīng)降低閉模速度，以免模具中嵌件移位或損壞型腔，有利于模中的空氣順利排除，也避免粉料被空氣吹出，造成缺料。第二十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日排氣:在閉模后塑料受熱軟化、熔融，并開始交聯(lián)縮聚反應(yīng)，副產(chǎn)物有水和低分子物，因而要排除這些氣體。排氣不但能縮短硬化時(shí)間，而且可以避免制品內(nèi)部出現(xiàn)分層和氣泡現(xiàn)象。排氣過早或過遲都不行，過早達(dá)不到排氣目的，過遲則因塑料表面已固化氣體排不出。排氣的次數(shù)和時(shí)間應(yīng)根據(jù)具體情況而定。第二十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日保壓固化排氣后慢速升高壓力，在一定的模壓壓力和溫度下保持一段時(shí)間，使熱固性樹脂的縮聚反應(yīng)推進(jìn)到所需的程度。保壓固化時(shí)間取決于塑料的類型、制品的厚度、預(yù)熱情況、模壓溫度和壓力等。第二十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日對(duì)固化速率不高的塑料也可在制品能夠完整地脫模就告保壓結(jié)束，然后再用后處理(熱烘)來完成全部固化過程，以提高設(shè)備的利用率。一般在模內(nèi)的保壓固化時(shí)間為數(shù)分鐘。第二十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日脫模冷卻熱固性塑料是經(jīng)交聯(lián)而固化定型的，固化完畢即可趁熱脫模，以縮短成型周期。脫模通常是靠頂出桿來完成的。對(duì)形狀較復(fù)雜的或薄壁制件應(yīng)放在與模型相仿的型面上加壓冷卻，以防翹曲，有的還應(yīng)在烘箱中慢冷，以減少因冷熱不均而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。第二十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日5制品后處理為了提高熱固性塑料模壓制品的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，脫模后需對(duì)制品進(jìn)行修整和熱處理。修整主要是去掉由于模壓時(shí)溢料產(chǎn)生的毛邊；熱處理是將制品置于一定溫度下加熱一段時(shí)間，然后緩慢冷卻至室溫.第三十頁，共四十四頁，2022年，8月28日這樣可使其固化更趨完全，同時(shí)減少或消除制品的內(nèi)應(yīng)力，減少制品中的水分及揮發(fā)物，有利于提高制品的耐熱性、電性能和強(qiáng)度。熱處理的溫度一般比成型溫度高l0~50℃，而熱處理時(shí)間則視塑料的品種、制品的結(jié)構(gòu)和壁厚而定。

第三十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日二、模壓成型工藝條件及控制熱固性塑料在模壓成型過程中，在一定溫度和壓力的外加作用下，物料進(jìn)行著復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，模具內(nèi)物料承受的壓力、溫度以及塑料的體積隨時(shí)間而變化。

影響模壓成型過程的主要因素是壓力、溫度和時(shí)間。第三十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日1壓力壓力的作用：促使物料流動(dòng)，充滿模具型腔；增大制品的密度，提高制品的內(nèi)在質(zhì)量；克服物料在成型時(shí)縮聚反應(yīng)中放出的低分子物及其他揮發(fā)分所產(chǎn)生的壓力，從而避免制品出現(xiàn)腫脹、脫層等現(xiàn)象；使模具閉合，從而使制品具有固定的形狀尺寸，防止變形等。第三十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日模壓壓力取決于塑料的工藝性能和成型工藝條件。通常塑料的流動(dòng)性愈小，固化速度愈大，壓縮率愈大，模溫愈高，及壓制深度大、形狀復(fù)雜或薄壁和面積大的制品時(shí)所需的模壓壓力就高。第三十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日2模壓溫度模壓溫度是指成型時(shí)所規(guī)定的模具溫度，對(duì)塑料的熔觸流動(dòng)和樹脂的交聯(lián)反應(yīng)速度有決定性的影響。

第三十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日在一定的溫度范圍內(nèi)，模溫升高、物料流動(dòng)性提高，充模順利，交聯(lián)固化速度增加，模壓周期縮短，牛產(chǎn)效率高。但過高的模壓溫度會(huì)使塑料的交聯(lián)反應(yīng)過早開始和固化速度太快而使塑料的熔融粘度增加，流動(dòng)性下降，造成充模不全。

第三十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日第三十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日由于塑料是熱的不良導(dǎo)體，模溫高，固化速度快，會(huì)造成模腔內(nèi)物料內(nèi)外層固化不一，表層先行硬化，內(nèi)層固化時(shí)交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生的低分子物難以向外揮發(fā)，會(huì)使制品發(fā)生腫脹、開裂和翹曲變形，而且內(nèi)層固化完成時(shí)，制品表面可能已過熱，引起樹脂和有機(jī)填料等分解，會(huì)降低制品的機(jī)械性能。因此模壓形狀復(fù)雜、壁薄、深度大的制品，不宜選用高模溫。

第三十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日3．模壓時(shí)間模壓時(shí)間是指塑料從充模加壓到完全固化為止的這段時(shí)間。模壓時(shí)間主要與塑料的固化速度有關(guān)，而固化速度決定于塑料的種類。此外，與制品的形狀、厚度、模壓溫度和壓力，以及是否預(yù)熱和預(yù)壓等有關(guān)。第三十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日模壓溫度升高，塑料的固化速度加快，模壓時(shí)間減少。固化時(shí)間與制品厚度成正比，所以在一定溫度下，厚制品所需的模壓時(shí)間長(zhǎng)。

第四十頁，共四十四頁，2022年，8月28日第四十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日在一定的模壓壓力和溫度下，模壓時(shí)間是決定制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。模壓時(shí)間太短，塑料固化不完全，制品的物理機(jī)械性能差，外觀無光澤，且容易出現(xiàn)翹曲變形等現(xiàn)象。適當(dāng)