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化工填料中的塑料填料分為塑料散堆填料和塑料規(guī)整填料。
塑料填料成型加工一般包括原料的配制和準(zhǔn)備、成型及制品后加工等幾個(gè)過程;成型是將各種形態(tài)的塑料,制成所需形狀或胚件的過程。成型方法很多,包括擠出成型、注射成型、模壓成型、壓延成型、鑄塑成型、模壓燒結(jié)成型、傳遞模塑、發(fā)泡成型等。1)、成型物料的配制:
由于簡單組分的塑料性能單一,難于滿足要求,將添加劑和高分子形成一種均勻的復(fù)合物。從而能夠滿足對(duì)制品的多種需要。為了使用和加工的方便,成型加工用的物料主要是粒料和粉料。它們都是由樹脂和添加劑配制而成。主要的添加劑有:增塑劑、防老劑、填料、潤滑劑、著色劑、固化劑等。聚合物或樹脂是粉狀塑料中的主要組分,其本身的性能對(duì)加工性能和產(chǎn)品性能影響很大,主要是表現(xiàn)在分子量、分子量分布、顆粒結(jié)構(gòu)和粒度的影響上。
增塑劑通常是對(duì)熱和化學(xué)試劑都很穩(wěn)定的一類化合物。增塑過程可看成是高分子和低分子互相溶解的過程,能增加塑料的柔韌性、耐寒性。高分子在成型加工過程或長期使用過程中,會(huì)因各種外界因素的作用而引起降解或交聯(lián),并使高分子性能變壞而不能正常使用。
為了或抑止這種破壞作用加入的物質(zhì)統(tǒng)稱防老劑。它主要包括穩(wěn)定劑、劑、光穩(wěn)定劑等;起降解、氧化、光降解和消除雜質(zhì)的催化的作用。為了改善塑料的成型加工性能,提高制品的某些技術(shù)指標(biāo),賦予某些新的特性,或?yàn)榱私档统杀竞透叻肿訂魏亩尤氲囊活愇镔|(zhì)稱填料。為了改進(jìn)塑料熔體的流動(dòng)性能,減少或避免對(duì)設(shè)備的粘附,提高制品表面光潔度等,而加到塑料中的一類添加劑稱為潤滑劑;與潤滑劑相似的但是為了避免對(duì)塑料金屬設(shè)備的粘附和便于脫膜,而在成型時(shí)與塑料接觸的模具表面的物質(zhì),則常稱為脫膜劑,亦稱潤滑劑。為使制品獲得各種鮮艷奪目的顏色,增進(jìn)美觀而加入的一種物質(zhì)稱為著色劑。某些著色劑還具有改進(jìn)耐氣候老化性,延長制品的使用壽命的作用。在熱固性塑料成型時(shí),有時(shí)要加入一種可以使樹脂完成交聯(lián)反應(yīng)或加快交聯(lián)反應(yīng)的物質(zhì),稱為固化劑。
在塑料制品的生產(chǎn)中,只要少數(shù)高分子可單獨(dú)使用,大部分都要與其他物料混合,進(jìn)行配料后才能應(yīng)用于成型加工。所謂配料,就是把各種組分互相混在一起,盡可能的成為均勻體系。為此必須采用混合操作,而混合、捏合、塑煉都是屬于塑料配制中常用的混合過程,是靠擴(kuò)散、對(duì)流、剪切三種作用來完成的。配制一般分為四步:原料的準(zhǔn)備、初混合、初混物的塑煉、塑煉物的粉碎和?;?。
2)、塑料的成型:
在大多數(shù)情況下成型是通過加熱使塑料處于粘流態(tài)的條件下,經(jīng)過流動(dòng)、成型和冷卻硬化,而將塑料制成各種形狀的產(chǎn)品的方法。
擠出成型又稱擠壓模塑或擠塑,即借助螺桿或柱塞的擠壓作用,使受熱熔化的塑料在壓力推動(dòng)下,強(qiáng)行通過口模而成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法。能生產(chǎn)管、棒、絲、板、薄膜、電線電纜和涂層制品等。這種方法的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高,適應(yīng)性強(qiáng),幾乎可用于所有熱塑性塑料及某些熱固性塑料。
擠出設(shè)備目前大量使用的是單螺桿擠出機(jī)和雙螺桿擠出機(jī),后者特別適用硬聚氯乙稀粉料或其他多組分體系塑料的成型加工。通用的是單螺桿擠出機(jī)。主要包括:傳動(dòng)、加料裝置、料筒、螺桿、機(jī)頭與口模等五部分。
適于擠出成型的塑料種類很多,制品的形狀和尺寸有很大差別,但擠出成型工藝過程大體相同。其程序?yàn)槲锪系母稍?、成型,制品的定型與冷卻、制品的牽引與卷取(或切割),有時(shí)還包括制品的后處理等。原料中的水分或從外界吸收的水分會(huì)影響擠出過程的正常進(jìn)行和制品的質(zhì)量,較輕時(shí)會(huì)使制品出現(xiàn)氣泡、表面晦暗等缺陷,同時(shí)使制品的物理機(jī)械性能降低,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使擠出無法進(jìn)行。因此使用前應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行干燥,通??刂扑趾吭?.5%以下。隨聚合物的分子量、制品的形狀和尺寸以及擠出機(jī)的種類不同而變化,且擠出過程中螺桿的轉(zhuǎn)速、料筒中的壓力和溫度都是互相影響著的,應(yīng)視具體情況而加以調(diào)整,擠出過程中料筒、機(jī)頭及口模中的溫度和壓力分布,一般具有如圖所示的規(guī)律。 擠出過程的工藝條件對(duì)制量影響很大,特別是塑化情況,更能直接影響制品的物理機(jī)械性能及外觀決定塑料塑化程度的因素主螺桿的轉(zhuǎn)速能強(qiáng)化對(duì)物料的剪切作用,有利于物料的混合和塑化. 適用于擠出管材的熱塑性塑料有PVC,PP,PE,ABS,PA,PC,PTFE等。
注射成型簡稱注塑,是指物料在注射機(jī)加熱料筒中塑化后,由螺桿或注塞注射人閉合模具的模腔中經(jīng)冷卻形成制品的成型方法。它廣泛用于熱塑性塑料的成型,也用于某些熱固性塑料(如酚醛塑料、氨基塑料)的成型。注射成型的點(diǎn)是能一次成型外觀復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件、甚至可充以氣體形成空芯結(jié)構(gòu)的塑料模制品;生產(chǎn)效率高,自動(dòng)化程度高。注射成型的原理是將粒料置于注射機(jī)的料筒內(nèi)加熱并在剪切力作用下變?yōu)檎沉鲬B(tài),然后以柱塞或螺桿施加壓力,使熔體快速通過噴嘴進(jìn)入并充滿模腔,冷卻固化。其生產(chǎn)過程包括如下幾個(gè)步驟,且周而復(fù)始進(jìn)行。清理準(zhǔn)備模具->合模->注射->冷卻->開模->頂出制品。
壓制成型,是塑料成型加工技術(shù)中歷史久,也是重要的方法之一,主要用于熱固性塑料的成型。根據(jù)材料的性狀和成型加工工藝的特征,又可分為模壓成型和層壓成型。模壓成型又稱壓縮模塑,這種方法是將粉狀、粒狀、碎屑狀或纖維狀的塑料放入加熱的陰模模槽中,合上陽模后加熱使其熔化,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(使其進(jìn)一步發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化)或冷卻(對(duì)熱塑性塑料應(yīng)冷卻使其硬化),脫模后即得制品。模壓成型與注射成型相比,生產(chǎn)過程的控制、使用的設(shè)備和模具較簡單,較易成型大型制品。熱固性塑料模壓制品具有耐熱性好、使用溫度范圍寬、變形小等特點(diǎn),但其缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長,效率低、較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,因而工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,不能成型復(fù)雜形狀的制品,也不能模壓厚壁制品。
壓延成型:是生產(chǎn)薄膜和片材的主要方法,它是將已經(jīng)塑化的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過一系列相向旋轉(zhuǎn)著的水平輥筒間隙,使物料承受擠壓和延展作用,成為具有一定厚度,寬度與表面光潔的薄片狀制品。用作壓延成型的塑料大多是熱塑性非晶態(tài)塑料,其中以聚氯乙烯用得多,它適于生產(chǎn)厚度在0.05—0.5毫米范圍內(nèi)的軟質(zhì)聚氯乙烯薄膜,和0.25—0.7毫米范圍內(nèi)的硬質(zhì)聚氯乙烯片材。當(dāng)制品厚度大于或低于這個(gè)范圍時(shí),一般均不采用壓延法而采用擠出吹塑法或其它方法。壓延成型具有較大的生產(chǎn)能力(可連續(xù)生產(chǎn),也易于自動(dòng)化),較好的產(chǎn)量(所得薄膜質(zhì)量于吹塑薄膜和T型擠出薄膜),還可制取復(fù)合材料(人造革、涂層紙等),印刻花紋等。但所需加工設(shè)備龐大,精度要求高、設(shè)備多,同時(shí)制品的寬度受壓延機(jī)輥筒大工作長度的限制。
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