《塑料成型工藝》-項目六 模壓成型

項目六模壓成型1.模壓成型原理一、模壓成型概述模壓成型又稱為壓制成型、壓縮塑模，是將粉狀、粒狀或纖維狀的塑料放入加工溫度下的模具型腔中，然后閉模加壓而使其定型并固化的工藝。它是歷史最長且成熟的成型工藝，早期幾乎所有的塑料和橡膠都用此法成型。目前大部分熱固性材料還在用此法進行制品生產(chǎn)，而熱塑性材料由于生產(chǎn)效率低，較少采用。流動充模固化定型（1）優(yōu)點①設(shè)備投資少，工藝簡單，易操作；

②壓力損失小，多用以成型大型平面制品及多型腔制品；

③材料取向??；

④無流道及澆口，材料浪費少；

⑤適用的材料廣泛（2）缺點

①固化時間長，生產(chǎn)效率低；

②精度不高；

③合模面處易產(chǎn)生飛邊；

④對形狀復(fù)雜或帶嵌件的制品不易成型；

⑤自動化程度低。二、模壓成型特點三、熱固性塑料的模壓加熱軟化交聯(lián)固化定型脫模流動充模（1）橡膠原材料加熱軟化；（2）在良好的流動狀態(tài)下充滿整個模腔；（3）在加熱條件下，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，橡膠固化；（4）直接打開模具，將已經(jīng)固化的橡膠制品取出。線形結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)熱固性塑料在模壓成型的過程中，表現(xiàn)出來的狀態(tài)變化比較復(fù)雜，在整個加工過程中始終伴隨這化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。一般，可以把整個變化過程分為三個階段：流動階段、膠凝階段和硬化階段。交聯(lián)固化第一個階段，是成型早期的流動階段。在該階段中，樹脂分子呈線形或帶有支鏈的分子結(jié)構(gòu)，加熱可達到黏流態(tài)，具有一定的流動性，其流動性的難易與分子鏈的長短有關(guān)。此階段需要通過控制熔融樹脂的流動性使其充滿整個模腔。第二個階段，是成型中期的膠凝階段。在該階段中，樹脂的官能團開始相互反應(yīng)，大分子鏈發(fā)生部分交聯(lián)，其分子結(jié)構(gòu)是支鏈密度較大的結(jié)構(gòu)或部分交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此樹脂流動開始變得困難，但仍保持一定的流動性，此階段樹脂可以繼續(xù)壓實。最后，是成型后期的硬化階段，在該階段中，樹脂的大分子鏈受熱作用使交聯(lián)反應(yīng)趨于加深，交聯(lián)程度增大，分子鏈呈三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，樹脂由膠凝狀態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，完全喪失流動性，模壓加工過程完成。四、熱塑性塑料的模壓加熱熔融冷卻固化定型脫模流動充模（1）塑料原材料加熱熔融塑化；（2）在良好的流動狀態(tài)下充滿整個模腔，并保持一段時間使其壓實、穩(wěn)定；（3）停止加熱，將模具冷卻，塑料固化；（4）打開模具，將已經(jīng)固化的塑料制品取出。與熱固性塑料的交聯(lián)過程相比，熱塑性塑料模壓成型的原理相對簡單。熱塑性塑料在模壓成型過程前期與熱固性塑料相同，但是由于沒有發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，所以在熔融樹脂充滿模具型腔后，需要通過冷卻固化才能脫模成為制品。物料的具體變化過程如下：第一階段，是熔融階段。在該階段中，樹脂受熱熔融，具有良好的流動性，在壓力作用下充滿整個型腔，并逐漸趨于均勻的狀態(tài)。然后，是固化階段。在該階段中，樹脂冷卻固化，保持了模具型腔原有的形狀，固化后脫模即可制得模具形狀的制品。模壓成型2.模壓工藝參數(shù)一、模壓用量指模壓時的物料用量，根據(jù)制品體積或質(zhì)量進行選擇。溢式不溢式半溢式二、模壓壓力模壓壓力是指合模時，模具對塑料所施加的壓力。模壓壓力具有以下作用：1.使塑料在模具中加速流動，充滿模腔；增加塑料的密實度；2.克服物料在固化反應(yīng)中的內(nèi)部壓力，防止制品出現(xiàn)腫脹、起泡、脫層等缺陷；3.保持固定的形狀和尺寸；4.防止制品在冷卻時發(fā)生變形。模壓壓力的大小取決于塑料及其填料的種類、模具溫度、制品形狀等因素。一般來說，物料流動性越小、模具溫度越低、壁薄和面積大的制品，所需要的模壓壓力也越大，從而增大物料的流動，使制品結(jié)合得更緊密，降低收縮率。而對于流動性好的物料，可適當降低模壓壓力。在實際的合模操作中常采用分布加壓法，模具先低壓快速移動，防止塑料受熱時間太長而過早交聯(lián)降低流動性。當模具快閉合時改為慢速低壓，使塑料均勻地充模模具。最后再升高壓力，提高塑料的密實度。熱固性塑料在模壓時，模具溫度是影響物料塑化流動和固化成型的主要因素，它決定模壓過程中交聯(lián)反應(yīng)的速度，并影響物料的充模過程和制品的最終性能。三、模壓溫度物料受溫度的作用，其黏度和流動性會發(fā)生很大的變化。在較低溫度內(nèi)，物料的流動性隨溫度的上升而增加，黏度降低；在較高的溫度范圍內(nèi)，化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)起主導(dǎo)作用，隨溫度升高交聯(lián)反應(yīng)迅速加快，流動性迅速降低，制品固化。因此，對模具溫度的選擇要綜合考慮塑化流動效果、交聯(lián)固化速率和物料的熱穩(wěn)定性等因素。要保證物料能充滿整個模腔的同時，縮短固化時間，還要防止物料因過熱而變質(zhì)。三、熱固性塑料的模壓加熱軟化交聯(lián)固化定型脫模流動充模（1）橡膠原材料加熱軟化；（2）在良好的流動狀態(tài)下充滿整個模腔；（3）在加熱條件下，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，橡膠固化；（4）直接打開模具，將已經(jīng)固化的橡膠制品取出。線形結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)熱固性塑料在模壓成型的過程中，表現(xiàn)出來的狀態(tài)變化比較復(fù)雜，在整個加工過程中始終伴隨這化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。一般，可以把整個變化過程分為三個階段：流動階段、膠凝階段和硬化階段。交聯(lián)固化第一個階段，是成型早期的流動階段。在該階段中，樹脂分子呈線形或帶有支鏈的分子結(jié)構(gòu)，加熱可達到黏流態(tài)，具有一定的流動性，其流動性的難易與分子鏈的長短有關(guān)。此階段需要通過控制熔融樹脂的流動性使其充滿整個模腔。第二個階段，是成型中期的膠凝階段。在該階段中，樹脂的官能團開始相互反應(yīng)，大分子鏈發(fā)生部分交聯(lián)，其分子結(jié)構(gòu)是支鏈密度較大的結(jié)構(gòu)或部分交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此樹脂流動開始變得困難，但仍保持一定的流動性，此階段樹脂可以繼續(xù)壓實。最后，是成型后期的硬化階段，在該階段中，樹脂的大分子鏈受熱作用使交聯(lián)反應(yīng)趨于加深，交聯(lián)程度增大，分子鏈呈三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，樹脂由膠凝狀態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，完全喪失流動性，模壓加工過程完成。四、模壓時間模壓時間是指從閉模加壓起，物料在模具中升溫到固化脫模的整個階段時間，它直接影響制品的固化程度和生產(chǎn)周期。模壓時間與物料的種類、制品的形狀、模壓壓力和溫度等有關(guān)，需要合理控制模壓時間。模壓時間的長短對制品的性能影響很大。模壓時間短，物料固化不完全，制品物理性能較差，脫模后易變形。時間過長則會使物料交聯(lián)程度過高，使制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而影響物理機械性能，嚴重時會使制品開裂。模壓成型3.模壓工藝操作熱固性塑料模壓成型的工藝過程包括加料、預(yù)壓、排氣、固化和脫模等。一、模壓工藝流程二、操作過程先接通電源，然后啟動模壓機開關(guān)。將模具放到加熱板上，點擊“主缸上”合模；通過控制面板設(shè)置加熱板溫度，打開加熱熱開關(guān)啟動加熱，當溫度達到設(shè)置值后再恒溫一段時間。1.開機預(yù)熱首先，要檢查模具是否有油污、碎屑或異物，并清理干凈，如果需要可適當噴涂脫模劑。然后，向模具型腔加入物料，盡可能放在模具型腔的中間，流動阻力大的部位應(yīng)多放一些料。加料量直接影響制品的密度和尺寸，加料量過多制品易產(chǎn)生飛邊，厚度尺寸不精確；加料量過少則制品不緊密，可能造成缺料。2.加料加料完后模具閉合預(yù)壓，使樹脂充滿整個型腔。

在預(yù)壓過程中應(yīng)讓模具緩慢合緊，使樹脂有足夠的時間在模腔內(nèi)流動，并且避免樹脂因合模過快被空氣帶出，使制品造成破壞。3.預(yù)壓通過適當?shù)男秹核赡Ｅ懦龤怏w，該過程可和預(yù)壓配合進行。熱固性塑料在模壓時發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，常伴有水蒸汽和小分子揮發(fā)物放出，因此需要短暫的時間打開模具，使水蒸汽、小分子揮發(fā)物和空氣排除，避免對制品造成缺陷影響。排氣完成后，應(yīng)在物料還處于良好流動狀態(tài)時迅速閉模，對物料加熱加壓。4.排氣熱固性塑料在一定的合模壓力和模具溫度下保持一段時間，達到一定的交聯(lián)程度。在加熱加壓的狀態(tài)下，物料快速發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，交聯(lián)程度快速提高，樹脂分子鏈由線性結(jié)構(gòu)變成三維網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，物料固化，物