熱固性塑料的注射成型.ppt

《熱固性塑料的注射成型.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《熱固性塑料的注射成型.ppt（49頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、熱固性塑料的注射成型,2,1.概述,熱固性塑料在熱固性樹脂中加入增強(qiáng)材料、填料及各種助劑所制得的制品稱為熱固性塑料。,熱固性樹脂-在受熱或在固化劑的作用下，能發(fā)生交聯(lián)而變成不熔不溶狀態(tài)的樹脂.,熱固性塑料具有耐熱好、剛性大、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，熱固性塑料制品的應(yīng)用也越來越廣泛。,3,特點(diǎn)：,制品剛度大在承載下彈性和塑性變形極?。?耐熱性能好熱固性塑料制品對(duì)熱相當(dāng)穩(wěn)定，熱變形溫度150260，含填料的更高； 制品尺寸穩(wěn)定性好一般熱固性塑料制品都含有填料等多種組分，成型后收縮很小，可以得到尺寸精度高的制品；,4,電性能優(yōu)良具有耐電弧性、耐電壓、感應(yīng)特性優(yōu)異的性能； 耐腐蝕性好不受有機(jī)

2、溶劑和弱酸、弱堿等的腐蝕。,5,20世紀(jì)60年代前， 壓制和擠出工藝加工 20世紀(jì)60年代后， 注射成型工藝。 其中日本已有85的熱固性塑料制品是用注射成型方法獲得的， 我國70年代開始推廣應(yīng)用熱固性塑料注射成型工藝，目前只占所有熱固性塑料制品的34， 可見熱固性塑料注射成型工藝技術(shù)在我國是大有發(fā)展空間。,6,2.熱固性塑料注射成型原理,這種歷程的快慢取決于溫度和經(jīng)歷的時(shí)間。,熱固性塑料受熱成型過程中不僅發(fā)生物理狀態(tài)的變化，而且還發(fā)生不可逆的化學(xué)變化。,熱固性塑料,注射成型料筒,加熱,低粘度的 塑性體,線性、分子鏈上有反應(yīng)基團(tuán)和分子量不高的物質(zhì)。,反應(yīng),模腔,排氣,固體,注射,7,為使注射過程

3、順利進(jìn)行，應(yīng)控制使物料通過噴嘴時(shí)必須達(dá)到最好的流動(dòng)性， 物料進(jìn)入模腔后，反應(yīng)基團(tuán)與加入的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使線性樹脂逐漸變成體型結(jié)構(gòu)。 反應(yīng)過程中，會(huì)逐漸釋放出低分子物(如氨、水等)，必須及時(shí)排出，才能保證反應(yīng)順利進(jìn)行。 當(dāng)交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行到使模內(nèi)物料的物理力學(xué)性能達(dá)到最佳值時(shí)，即可以從模內(nèi)脫出，成為制品。,8,要求：,在原料方面，不同塑料順利變成注射制品的難易程度是不同的。例如，酚醛塑料具有較好的成型工藝性。 在設(shè)備方面，要求設(shè)備有精確的加熱控溫精度，較高的注射壓力和較高的鎖模力噸位。注射成型機(jī)的鎖模系統(tǒng)還應(yīng)伴隨有排氣動(dòng)作等。 在工藝條件方面，對(duì)于溫度、壓力與時(shí)間的控制均要因料筒、模具內(nèi)物料的

4、運(yùn)動(dòng)與反應(yīng)階段而進(jìn)行選擇。,9,2.1熱固性塑料在料筒內(nèi)的塑化,料筒的溫度必須嚴(yán)格控制，要求溫度的均一性盡可能高， 盡量減少熔體在料筒內(nèi)的停留時(shí)間，也是保證塑化后熔體質(zhì)量的重要措施。,10,2.2.熱固性塑料熔體在充模過程中的流動(dòng),由于噴嘴和模具均處在加熱的高溫狀態(tài)，熔體流過噴嘴和澆道時(shí)不會(huì)在通道的壁面上形成不動(dòng)的固體塑料隔熱層， 由于壁面附近有很大的速度梯度，使靠近壁面的熔體以湍流形式流動(dòng)，從而提高了熱壁面向熔體的傳熱效果。 應(yīng)在交聯(lián)反應(yīng)顯著進(jìn)行之前將熔體注滿模腔。采用高壓高速和盡量縮短澆道系統(tǒng)長度等都有利于在最短的時(shí)間內(nèi)完成充模過程。,11,2.3.熱固性塑料在模腔內(nèi)的固化,熔體取得模腔型

5、樣后的定型是依靠高溫下的固化反應(yīng)完成的。 樹脂交聯(lián)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加大，較高的模溫，使塑料在較短的時(shí)間內(nèi)充分固化成型。 固化定型時(shí)間與模具溫度的高低、制品的厚度及形狀復(fù)雜程度有關(guān)。,12,熱固性樹脂的交聯(lián)為放熱反應(yīng)， 這部分熱量使模腔內(nèi)的物料升溫膨脹，對(duì)體積收縮有補(bǔ)償作用， 因此，充模結(jié)束后，不必保壓補(bǔ)料。 在固化過程中有低分子物析出， 應(yīng)將反應(yīng)副產(chǎn)物及時(shí)排出模腔，以保證縮聚交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行,13,3、注射原料的要求,在低溫料筒內(nèi)塑化產(chǎn)物能較長時(shí)間保持良好流動(dòng)性， 而在高溫的模腔內(nèi)能快速反應(yīng)固化。 在各種熱固性塑料中，酚醛塑料最適合注射成型， 例如：注射用的酚醛壓縮粉在8095保持流動(dòng)狀態(tài)

6、的時(shí)間大于10min， 在7585則1h以上，熔體在料筒內(nèi)停留1520min，粘度無大的變化。,14,4.熱固性塑料注射機(jī)的結(jié)構(gòu)特征,注射機(jī)的結(jié)構(gòu)與熱塑性塑料注射機(jī)基本相同， 螺桿的長徑比和壓縮比較小， 一般長徑比(LD)為1416為宜， 壓縮比A為0.81.2。 螺桿幾乎無加料段、壓縮段和計(jì)量段之分，是等距等深的無壓縮比螺桿， 螺桿對(duì)塑化物料只起輸送作用，不起壓縮作用。,15,料筒的加熱溫度相對(duì)較低，溫控精度要求高， 目前較多采用水或油加熱循環(huán)系統(tǒng)， 因此料筒設(shè)計(jì)成夾套型，其溫度波動(dòng)可控制在1。,16,注射機(jī)的鎖模結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足能及時(shí)放氣排除縮聚交聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生的低分子物的操作要求， 需要具有能迅速

7、降低鎖模力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般采用增壓油缸來實(shí)現(xiàn)對(duì)快速開模和合模動(dòng)作的控制。,17,模具結(jié)構(gòu)必須設(shè)置加熱裝置和溫控系統(tǒng)，以利于物料在模內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行 因熱固性塑料回收困難，近年來在模具結(jié)構(gòu)上開始采用熱流道模具、無澆口注射成型或細(xì)流道成型等方法。,18,5、注射工藝及成型條件,19,熱固性塑料的注 射成型過程包括：,塑化過程的工藝條件主要是料筒溫度、螺桿轉(zhuǎn)速和螺桿背壓； 注射充模過程的工藝條件主要是注射壓力、充模速度和保壓時(shí)間； 固化過程的工藝條件主要是模具溫度和固化時(shí)間。,塑化過程、 注射充模過程 固化過程,20,聚鄰苯二甲酸二烯丙酯,21,料筒溫度,料筒溫度太低，塑料在螺桿與料筒壁之間將產(chǎn)

8、生較大的剪切力，易造成靠近螺槽表面的一層塑料因劇烈摩擦發(fā)熱而固化，而內(nèi)部卻因溫度低，流動(dòng)性差，使注射困難 。,料筒溫度過高，又會(huì)造成過早交聯(lián)，失去流動(dòng)性，同樣使注射不能順利進(jìn)行。,22,物料粘度,粘度小的熱固性塑料摩擦力小，螺桿轉(zhuǎn)速可高一些， 粘度大的注射料摩擦力大，混煉狀態(tài)不好，螺桿轉(zhuǎn)速可適當(dāng)降低，使注射料在料筒中充分混煉塑化。,23,螺桿轉(zhuǎn)速,螺桿轉(zhuǎn)速低，塑化時(shí)間相應(yīng)增長，料筒前端的物料溫度高，滯留時(shí)間長，反應(yīng)程度完善； 螺桿轉(zhuǎn)速過高時(shí)，塑化時(shí)間相應(yīng)縮短，物料所受壓力增加，料筒與螺桿之間的剪切摩擦熱增加，導(dǎo)致塑料過熱，使成型條件變差。,24,模具溫度,提高模具溫度對(duì)縮短成型周期有利. 但模

9、溫過高，硬化太快，低分子物不易排除，制品表面有焦斑，還會(huì)產(chǎn)生缺料、起泡、裂紋等缺陷。,25,6.7 結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型,26,結(jié)構(gòu)泡沫材料-表面有一層封閉的致密皮層，而在芯部呈微孔泡沫結(jié)構(gòu)的制品。 成型方法分類：,6.7.1概述,27,6.7.2 低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型,在低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射中，進(jìn)行“欠料注射”， 充料量只占模腔容積的7585， 需要較小的鎖模力。,與普通注射成型的區(qū)別在于模腔壓力低，,普通注塑的模腔壓力為3060MPa 高壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射為715MPa， 低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡則只有27MPa。,比較：,28,發(fā)泡原理：,在溫度的作用下，發(fā)泡劑分解并放出氣體，滲入到塑料熔體中去，,化學(xué)發(fā)泡劑,

10、熱塑性材料,料筒,混合、塑化,偶氮二甲酰胺（AC）,在料筒的貯料室中保持著較大的內(nèi)壓。,注射,充模,氣體立即膨脹，并把物料迅速地推向模腔壁,29,成型過程由以下工序組成：,塑化計(jì)量 注射充模 模腔內(nèi)發(fā)泡 定型冷卻 脫模頂出,30,低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡常用的材料：,發(fā)泡劑種類、性質(zhì) 制品的原料及結(jié)構(gòu)形狀。,PS、PE、PP、PPO、PC、PA及PU等， 采用的發(fā)泡劑多為化學(xué)發(fā)泡劑。,一般按加料量的0.30.7加入 。,發(fā)泡劑用量,取決于,31,低壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型的優(yōu)點(diǎn)：,可生產(chǎn)較厚的、有較大彎曲度的制品，溫度對(duì)沖擊強(qiáng)度影響不大； 可明顯改進(jìn)凹痕、溢邊和翹曲； 表層致密，可涂層、印刷和涂雕圖案； 節(jié)省資

11、金，模腔壓力低，鎖模力小，可用鋁合金等制造模具，以降低模具造價(jià)。,32,6.7.3 高壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型,一次注塑量正好等于模腔容積； 增加二次鎖模保壓裝置； 制品表面平整、外觀質(zhì)量好、發(fā)泡孔隙均勻、發(fā)泡倍率高而密度小。,特點(diǎn)：,二次鎖模保壓的要求，使普通注射機(jī)不適用 二次移動(dòng)模具，易給制品留下條紋、折痕。 模具費(fèi)用高；（對(duì)模具制造精度的要求更高）,33,模具移動(dòng)可以是整個(gè)分型面的，也可以局部的 如果局部分型，產(chǎn)生局部結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型，得到可變密度的制品， 制品密度大小與動(dòng)模板后移量成比例 熔體膨脹受動(dòng)模板移動(dòng)時(shí)間的控制，從而也控制了制品致密表層的厚度。,34,6.7.4 雙組分結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型

12、(夾心注射成型),產(chǎn)生的背景： 對(duì)厚壁(大于5mm)剛性較高的注射件需求量增加。 傳統(tǒng)的注射制品，因收縮率大，制品表面易出現(xiàn)塌坑，影響外觀與平整度， 采用高壓結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射能解決上面的問題。 但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)用昂貴。,35,A,B,36,適合于雙組分發(fā)泡制品的塑料有： HDPE、LDPE、PP、PS、ABS、PMMA、EVA、ASA、SAN、PA及PC等。 增強(qiáng)塑料也可生產(chǎn)結(jié)構(gòu)泡沫制品，常用填料有： 玻璃纖維、玻璃珠、瓷珠、重晶石和纖維填料等。,37,表層和芯層材料的選擇原則：,兩種材料必須具有一定的粘結(jié)力； 兩種材料的收縮率盡量相同或非常相近； 兩種材料的熔融強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和流動(dòng)性要相互接近

13、。,38,外層為增強(qiáng)塑料，內(nèi)層為非增強(qiáng)塑料， 用于承受彎曲應(yīng)力或負(fù)載作用在表面的制品，可大大降低成本； 內(nèi)層為增強(qiáng)材料，外層為高光潔度材料， 可達(dá)到制品外觀美和強(qiáng)度高的統(tǒng)一；,例如：,39,內(nèi)層為高強(qiáng)度材料，外層為耐磨材料， 用于成型表面耐磨，具有低的摩擦因數(shù)、同時(shí)整體又具有較高強(qiáng)度的制件。 如軸套、齒輪等零件； 內(nèi)層為導(dǎo)電、導(dǎo)磁材料，外層為絕緣材料， 可使制品內(nèi)層具有導(dǎo)電、導(dǎo)磁能力，外層具有絕緣作用，以防止電氣元件殼體發(fā)生短路現(xiàn)象。 這些制件大量用于儀表電氣、辦公設(shè)備、計(jì)算機(jī)殼體等。,40,41,6.8.共注射成型,42,共注射成型-指用兩個(gè)或兩個(gè)以上注射單元的注射成型機(jī)，將不同的品種同時(shí)或

14、先后注入模具內(nèi)的成型方法。,43,44,典型代表有：雙色注射和雙層注射， 雙色注射成型方法: 用兩個(gè)料筒和一個(gè)公用的噴嘴組成的注射機(jī)， 通過調(diào)整兩熔料進(jìn)入模具的先后次序，取得所要求混色情況的雙色塑料制品,45,46,還可用兩個(gè)注射裝置、一個(gè)公用合模裝置和兩副模具制得明顯分色的混合塑料制品。,雙色注射.exe,雙模注射.exe,47,該機(jī)有兩個(gè)注射單元，噴嘴通路中裝有啟閉機(jī)構(gòu)。 調(diào)整啟閉閥的換向時(shí)間，就能制得各種花紋的制品。,48,采用花紋成型噴嘴也可以制成各種花紋的制品。 旋轉(zhuǎn)噴嘴的通路，即可得到從中心向四周輻射形式的不同顏色的花紋的制品。,49,練習(xí),簡述熱固性塑料注射成型原理及特點(diǎn)。 簡述結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型原理，分類及各類特點(diǎn)。,