二次成型

更新时间:2024-07-04 10:44

二次成型:在一定条件下,将高分子材料一次成型(例如板、片、棒、管)所得的型材通过再次成型加工,以获得制品的最终型样的技术。

简介

二次成型 forming

二次成型是塑料成型加工的方法之一。以塑料型材或型坯为原料,使其通过加热和外力作用成为所需形状的制品的一种方法。

二次成型是将一次成型所得的片、管、板等塑料型材,加热使其处于类橡胶状态,通过外力作用使其形变而成型为各种简单形状,再经冷却定型而得制品。二次成型包括中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜的成型等方法,仅适用于热塑性塑料的成型。二次成型是在一次成型的基础上进行成型的一种方法。

二次成型加工原理

对于 Tg比室温高得多的非晶聚合物:在Tg-Tf之间加热,然后使之变形而成型为一定的形状;形变完成后置于近室温冷却定型。

对于部分结晶聚合物:在接近熔点处加热成型,成型后主要依靠结晶定型。

二次成型条件

二次成型条件:成型温度、定型温度、成型速度

成型温度:二次成型的温度以聚合物能产生形变且伸长率最大的温度为宜。此时的温度升高,向高弹态过渡,由于链段开始运动,而体系的粘度很大,因此链段运动受到的摩擦阻力比较大,高弹形变显著落后于应力变化,内耗也大。一般无定形热塑性塑料最宜成型温度比其Tg略高,如硬聚氯乙烯(Tg=83℃)的最宜成型温度为92~94℃,聚甲基丙烯酸甲酯(Tg=105℃)成型温度为118℃。

定型温度:定型温度下降,可恢复形变减少,残余形变(有效形变)增加,所以定型温度低于Tg最好。相同的定型温度下,成型温度越高,得到的残余型变量越大,制品的尺寸稳定性越好;但制品的伸长率在此时有一最大值,当成型温度过大,伸长率会出现不稳定现象,会在高温低速作用下,因为受热变软、分解等,导致制品出现龟裂等现象。

成型速度:指完成一定形变所需时间或在一定时间内完成的形变量。它与成型温度有关,必须考虑高分子的室温效应。在Tg以下,慢速成型可以获得高的伸长率;在Tg以上,快速成型可以得到更高的伸长率。

方法

主要包括以下几种成型方法:

热成型

热成型是将热塑性塑料片材加热至软化,在气体压力、液体压力或机械压力下,采用适当的模具或夹具而使其成为制品的一种成型方法。塑料热成型的方法很多,一般可分为:

模压成型 采用单模(阳模或阴模)或对模,利用外加机械压力或自重,将片材制成各种制品的成型方法,它不同于一次加工的模压成型。此法适用于所有热塑性塑料。

差压成型 采用单模(阳模或阴模)或对模,也可以不用模具,在气体差压的作用下,使加热至软的塑料片材紧贴模面,冷却后制成各种制品的成型方法。差压成型又可分为真空成型和气压成型。

热成型特别适用于壁薄、表面积大的制品的制造。常用的塑料品种有各种类型的聚苯乙烯有机玻璃聚氯乙烯ABS聚乙烯聚丙烯聚酰胺聚碳酸酯聚对苯二甲酸乙二醇酯等。

热成型设备包括夹持系统、加热系统、真空和压缩空气系统及成型模具等。

双轴拉伸

为使热塑性薄膜或板材等的分子重新定向,特在玻璃化温度以上所作的双向拉伸过程。拉伸定向要在聚合物的玻璃化温度和熔点之间进行,经过定向拉伸并迅速冷到室温后的薄膜或单丝,在拉伸方向上的机械性能有很大提高。

适合于定向拉伸的聚合物有:聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及某些苯乙烯共聚物。

固相成型

固相成型是热塑性塑料型材或坯料在压力下用模具使其成型为制品的方法。成型过程在塑料的熔融(成软化)温度以下(至少低于熔点10-20℃)。均属固相成型。其中对非结晶类的塑料在玻璃化温度以上,熔点以下的高弹区域加工的常称为热成型,而在玻璃化温度以下加工的则称作冷成型或室温成型,也常称作塑料的冷加工方法或常温塑性加工。

该法有如下优点:生产周期短;提高制品的韧性和强度;设备简单,可生产大型及超大型制品;成本降低。缺点是:难以生产形状复杂、精密的制品;生产工艺难以控制,制品易变形、开裂。

固相成型包括:片材辊轧、深度拉伸或片材冲压、液压成型、挤出、冷冲压、辊筒成型等。

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