第六章5-其他成型

1、 浇铸（铸塑成型）浇铸（铸塑成型） 模压烧结成型模压烧结成型 传递模塑传递模塑 反应注射模塑反应注射模塑 泡沫塑料的成型泡沫塑料的成型第五节：第五节： 其他成型方法其他成型方法第五节：第五节： 其他成型方法其他成型方法定义：定义：浇铸也称铸塑。是指在常压下将树脂的浇铸也称铸塑。是指在常压下将树脂的液态单体或预聚体灌入大口模腔，经聚合固化液态单体或预聚体灌入大口模腔，经聚合固化定型成为制品的成型方法。定型成为制品的成型方法。1、浇铸、浇铸1.1 概述概述产品：产品：1.1.1浇铸的工艺过程：浇铸的工艺过程：原料原料浇铸液的配制浇铸液的配制过滤和脱泡过滤和脱泡浇铸浇铸硬化硬化脱模脱模后处理后处理制

2、品制品1.1.2 浇铸技术分类：浇铸技术分类： 静态铸塑静态铸塑 嵌铸嵌铸 离心浇铸离心浇铸 流延铸塑流延铸塑 搪塑搪塑 滚塑等滚塑等1.1.3 铸塑对应的制品种类：铸塑对应的制品种类： 静态铸塑可生产各种型材和制品，其中，有机玻璃是最典静态铸塑可生产各种型材和制品，其中，有机玻璃是最典型的铸塑制品；型的铸塑制品； 使用透明塑料嵌铸常用来保存生物的标本、工艺美术品或使用透明塑料嵌铸常用来保存生物的标本、工艺美术品或电气设备；电气设备； 离心浇铸可以生产大直径的管制品；空心制品，齿轮和轴离心浇铸可以生产大直径的管制品；空心制品，齿轮和轴承；承； 流延法常用来生产薄膜；流延法常用来生产薄膜； 聚氯

3、乙烯溶胶塑料的搪塑常生产儿童玩具及其他中空制品；聚氯乙烯溶胶塑料的搪塑常生产儿童玩具及其他中空制品； 滚塑可生产大型的容器。滚塑可生产大型的容器。1.1.4 铸塑生产特点：铸塑生产特点：塑料在铸塑过程中一般不需加压，故不需要加塑料在铸塑过程中一般不需加压，故不需要加压设备；压设备；塑模的强度要求也较低；塑模的强度要求也较低；所得制品大分子取向低，内应力小，质量较均所得制品大分子取向低，内应力小，质量较均匀；匀；对制品的尺寸大小限制也较少；对制品的尺寸大小限制也较少；生产周期长及制品尺寸准确性较差的。生产周期长及制品尺寸准确性较差的。1.2 静态浇铸静态浇铸酚醛树脂有机硅树脂不饱和聚酯聚氨酯聚甲

4、基丙烯酸甲酯聚苯乙烯聚酰胺环氧树脂塑料品种1.2.1 静态浇铸对物料在成型工艺性上的要求：静态浇铸对物料在成型工艺性上的要求： 流动性好，在浇灌时容易填满模具的型腔；流动性好，在浇灌时容易填满模具的型腔； 液态料硬化时生成的低分子副产物应尽可能少，液态料硬化时生成的低分子副产物应尽可能少，以避免制品内出现气泡，以避免制品内出现气泡， 硬化的交联反应或结晶凝固过程应在各处以相近硬化的交联反应或结晶凝固过程应在各处以相近的速率同时开始进行，以免因各处硬化收缩不均的速率同时开始进行，以免因各处硬化收缩不均而使制品出现缩孔和产生大的残余应力；而使制品出现缩孔和产生大的残余应力； 经聚合所得冷却凝固产物

5、的熔融温度，应明显高经聚合所得冷却凝固产物的熔融温度，应明显高于成型物料的熔点或流动温度。于成型物料的熔点或流动温度。1.2.2 静态浇注工艺过程：静态浇注工艺过程：模具准备模具准备浇铸液的配制和处理浇铸液的配制和处理浇铸及固化浇铸及固化制品脱模及后处理制品脱模及后处理一、一、 模具准备：模具准备：模具的清洁模具的清洁（有机玻璃板材浇铸所用的硅酸盐玻璃板）（有机玻璃板材浇铸所用的硅酸盐玻璃板）涂脱模剂涂脱模剂（环氧树脂粘性很高，需要使用脱模剂）（环氧树脂粘性很高，需要使用脱模剂）嵌件准备与安放嵌件准备与安放预热预热（己内酰胺单体的浇铸）（己内酰胺单体的浇铸）二、二、 浇铸液的配制和处理：浇铸液

6、的配制和处理： 按一定的配方将单体或预聚体等与引发剂或固化按一定的配方将单体或预聚体等与引发剂或固化剂、促进剂及其他助剂剂、促进剂及其他助剂( (如色料、稳定剂等如色料、稳定剂等) )配制配制成混合物。要求成混合物。要求1)使各组分完全混合均匀；使各组分完全混合均匀；2)排除料液中的空气和挥发物；排除料液中的空气和挥发物；3)控制好固化剂、催化剂等的加入温度。控制好固化剂、催化剂等的加入温度。配制好的浇铸原料，经过滤除去机械杂物和抽配制好的浇铸原料，经过滤除去机械杂物和抽真空或常压下放置脱泡后即可浇铸。真空或常压下放置脱泡后即可浇铸。返回三、三、 浇铸及固化：浇铸及固化：A 将经处理过的浇铸液

7、用人工或机械的方法注入模将经处理过的浇铸液用人工或机械的方法注入模具。具。注意不要使空气卷人，必要时还须进行排除气泡的操注意不要使空气卷人，必要时还须进行排除气泡的操作。作。B 使原料在模中完成聚合反应或固化反应而硬化成使原料在模中完成聚合反应或固化反应而硬化成为制品。为制品。注意事项注意事项：在较高温度的烘房中进行。在较高温度的烘房中进行。升温要逐步进行。升温要逐步进行。初期的温度一般较低；而在后期则较高。初期的温度一般较低；而在后期则较高。升温过速，会使制品出现大量气泡或制品收缩不均匀，产生内应力。升温过速，会使制品出现大量气泡或制品收缩不均匀，产生内应力。硬化的温度和时间随塑料的种类、配

8、方及制品的厚度而不同。硬化的温度和时间随塑料的种类、配方及制品的厚度而不同。通常硬化是在常压或在接触压力下进行的。通常硬化是在常压或在接触压力下进行的。返回四、四、 制品脱模及后处理制品脱模及后处理制品固化后即可脱模，然后通过适当的后处理，包括热处理、机械加工、修饰、装配和检验等，后处理的目的和意义与注射成型的制品相同。1.3 嵌嵌 铸铸又称又称封入成型封入成型，是将各种，是将各种非塑料非塑料物件物件包封到塑料中间去的一种成型技术。包封到塑料中间去的一种成型技术。它是在模具内预先安放经过处理的嵌它是在模具内预先安放经过处理的嵌件，然后将浇铸原料倾入模中，在一件，然后将浇铸原料倾入模中，在一定条

9、件下固化成型，嵌件便包裹在塑定条件下固化成型，嵌件便包裹在塑料中。料中。1.3.1 嵌铸产品及塑料品种嵌铸产品及塑料品种嵌铸成型常用于各种生物和医用标本、商品、嵌铸成型常用于各种生物和医用标本、商品、样品、纪念品的包封，以利长期保存，塑料主样品、纪念品的包封，以利长期保存，塑料主要是聚甲基丙烯酸甲酯、不饱和聚酯及酚醛树要是聚甲基丙烯酸甲酯、不饱和聚酯及酚醛树脂等透明塑料；脂等透明塑料；也有用于包埋某些电气元件及零件，使之与也有用于包埋某些电气元件及零件，使之与外界隔离，起到绝缘、防腐、防震等作用，所外界隔离，起到绝缘、防腐、防震等作用，所用的塑料主要是环氧树脂等。用的塑料主要是环氧树脂等。1.

10、3.2 嵌铸的工艺特点嵌铸的工艺特点v嵌件的预处理v嵌件的固定对某些动植物标本可用合适的钉子将其固定在模腔内以免浇铸时位置移动。也可采用分次浇铸的方法，以便嵌件能固定在制品的中央或其他规定的位置。v浇铸工艺不饱和聚酯及环氧树脂等的浇铸工艺与静态浇铸基本相同，但聚甲基丙烯酸甲酯的嵌铸一定要用预聚体，否则会因大量的聚合热无法逸散而引起爆聚。1.3.3 嵌件的预处理嵌件的预处理1)1)干燥干燥 对某些有水分的生物标本等，应进行干燥，以防制对某些有水分的生物标本等，应进行干燥，以防制品产生气泡品产生气泡。2)2)表面浸润表面浸润 将嵌件在单体中浸润一下，以提高嵌件与塑将嵌件在单体中浸润一下，以提高嵌件

11、与塑料的粘合料的粘合。3)3)表面涂层表面涂层 有些嵌件对树脂的硬化有不良影响，可在嵌有些嵌件对树脂的硬化有不良影响，可在嵌件表面涂上一层惰性物质。件表面涂上一层惰性物质。4)4)表面糙化表面糙化 将嵌件与塑料接触部分进行喷砂或打磨糙化，将嵌件与塑料接触部分进行喷砂或打磨糙化，以提高嵌件与塑料的粘合。以提高嵌件与塑料的粘合。1.4 离心浇铸离心浇铸离心浇铸是将原料加入到高速旋转的模具中，在离心力的作用下，使原料充满模具，而后使之硬化定型成为制品。与静态铸塑的区别与静态铸塑的区别仅在于模具要转动。仅在于模具要转动。1.4.1 离心浇铸产品及塑料品种离心浇铸产品及塑料品种制品大多数为圆柱型或近似圆

12、柱型，如大型的制品大多数为圆柱型或近似圆柱型，如大型的管材、轴套等，也用于齿轮、滑轮、转子、垫管材、轴套等，也用于齿轮、滑轮、转子、垫圈的生产。圈的生产。常用于熔体粘度小、热稳定性好的塑料，如聚常用于熔体粘度小、热稳定性好的塑料，如聚酰胺、聚烯烃等。酰胺、聚烯烃等。1.4.2 离心浇铸工艺特点离心浇铸工艺特点q 宜生产薄壁或厚壁的大型制品，制品无内宜生产薄壁或厚壁的大型制品，制品无内应力或内应力很小，应力或内应力很小，q 力学性能高，力学性能高，q 制品的精度较高，制品的精度较高，q 机械加工量少，机械加工量少，q 缺点是成型设备较为复杂，生产周期长，缺点是成型设备较为复杂，生产周期长，难以成

13、型外形较为复杂的制品。难以成型外形较为复杂的制品。1.4.3 离心浇铸设备离心浇铸设备当制品轴线方向尺寸很大时，宜采用卧式设备；当制品轴线方向尺寸很大时，宜采用卧式设备；当制品的直径较大而轴线方向尺寸较小时，宜当制品的直径较大而轴线方向尺寸较小时，宜采用立式设备。采用立式设备。单方向旋转的离心浇铸设备一般用来生产空心单方向旋转的离心浇铸设备一般用来生产空心制品；当制造实心制品时，除需单方向旋转外制品；当制造实心制品时，除需单方向旋转外还需在紧压机上进行旋转，以保证产品质量。还需在紧压机上进行旋转，以保证产品质量。立式离心浇铸立式离心浇铸1.5 流延铸塑流延铸塑将热塑性塑料溶于溶剂中配成一定浓度

14、的溶将热塑性塑料溶于溶剂中配成一定浓度的溶液，然后以一定的速度流布在连续回转的基液，然后以一定的速度流布在连续回转的基材上材上( (一般为无接缝的不锈钢带一般为无接缝的不锈钢带) )，通过加热，通过加热使溶剂蒸发而使塑料硬化成膜，从基材上剥使溶剂蒸发而使塑料硬化成膜，从基材上剥离即为制品。离即为制品。适用的塑料有醋酸纤维素，聚乙烯醇和聚乙适用的塑料有醋酸纤维素，聚乙烯醇和聚乙烯烯醋酸乙烯酯共聚物等。目前聚碳酸酯和醋酸乙烯酯共聚物等。目前聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯等工程塑料也可采用聚对苯二甲酸乙二醇酯等工程塑料也可采用流延铸塑来生产薄膜。流延铸塑来生产薄膜。1.5.1流延铸塑的特点流延铸塑的

15、特点v流延铸塑薄膜的宽度取决于不锈钢带的宽度，薄膜的流延铸塑薄膜的宽度取决于不锈钢带的宽度，薄膜的长度则可连续。长度则可连续。v薄膜的厚度取决于溶液浓度、钢带回转速度、胶液的薄膜的厚度取决于溶液浓度、钢带回转速度、胶液的流布速度及次数等。流布速度及次数等。v流延法得到的薄膜薄而均匀，最薄可达流延法得到的薄膜薄而均匀，最薄可达0.050.0501mm01mm，透明度高，内应力小，较挤出或吹塑薄膜更多地用在光透明度高，内应力小，较挤出或吹塑薄膜更多地用在光学性能要求高的场合，如电影胶片，安全玻璃的中间夹学性能要求高的场合，如电影胶片，安全玻璃的中间夹层等。层等。v其缺点是生产速度慢，设备昂贵，生产

16、过程较复杂，其缺点是生产速度慢，设备昂贵，生产过程较复杂，热量及溶剂消耗量大，要考虑溶剂的回收及安全等问题，热量及溶剂消耗量大，要考虑溶剂的回收及安全等问题，制品的成本较高，且制品强度又较低。制品的成本较高，且制品强度又较低。1.5.2 流延铸塑成型过程流延铸塑成型过程塑料溶液的配制；塑料溶液的配制；溶液的流延铸塑成膜；溶液的流延铸塑成膜；薄膜的干燥；薄膜的干燥；溶剂的回收等。溶剂的回收等。三醋酸纤维素流延薄膜的生产流程三醋酸纤维素流延薄膜的生产流程1.6 搪搪 塑塑搪塑又称为涂凝成型或涂凝模塑，主要用于溶搪塑又称为涂凝成型或涂凝模塑，主要用于溶胶塑料胶塑料( (糊塑料糊塑料) )的成型。的成

17、型。它是将糊塑料它是将糊塑料( (塑性溶胶塑性溶胶) )倾倒在预先加热到一倾倒在预先加热到一定温度的模具定温度的模具( (阴模阴模) )中，接近模壁的塑料因受中，接近模壁的塑料因受热而胶凝，及时倒出没有胶凝的塑料并将已附热而胶凝，及时倒出没有胶凝的塑料并将已附在阴模壁上的一层塑料进行热处理，冷却固化在阴模壁上的一层塑料进行热处理，冷却固化后可得中空制品。后可得中空制品。目前较多的是以聚氯乙烯糊用该法生产空心软目前较多的是以聚氯乙烯糊用该法生产空心软制品制品( (如玩具等如玩具等) )。1.6.1 搪塑的特点搪塑的特点设备费用低，易高效连续化生产，工艺控制也较设备费用低，易高效连续化生产，工艺控

18、制也较简单；简单；但制品的壁厚和质量的准确性比较差。但制品的壁厚和质量的准确性比较差。1.6.2 搪塑成型过程搪塑成型过程1.7 滚滚 塑塑滚塑成型工艺亦称旋转成型、回转成型。滚塑成型工艺亦称旋转成型、回转成型。该成型方法是先将塑料加入到模具中，然该成型方法是先将塑料加入到模具中，然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热，后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热，模内的塑料在重力和热的作用下，逐渐均模内的塑料在重力和热的作用下，逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上，成型为所需要的形状，经冷却定型而制得成型为所需要的形状，经冷却定型而制得塑料制品。塑料制品。1.

19、7.1 滚塑设备滚塑设备二、二、 冷压烧结成型冷压烧结成型氟塑料，熔体在成型温度下具有很高的粘度氟塑料，熔体在成型温度下具有很高的粘度，事实上难以熔化，不能用一般热塑性塑料，事实上难以熔化，不能用一般热塑性塑料的方法成型。的方法成型。只能用类似粉末冶金烧结成型的方法，通称只能用类似粉末冶金烧结成型的方法，通称冷压烧结成型。冷压烧结成型。成型时，先将一定量的含氟塑料放入常温下成型时，先将一定量的含氟塑料放入常温下的模具中，在压力作用下，压制成密实的形的模具中，在压力作用下，压制成密实的形坯，然后送至烘室内进行烧结，冷却后即成坯，然后送至烘室内进行烧结，冷却后即成为制品。为制品。2.1、冷压成型、

20、冷压成型1. 过筛：一般过筛：一般20目目2. 加料：需一次完成加料量，否则各次加料有界加料：需一次完成加料量，否则各次加料有界面，易在界面处开裂。面，易在界面处开裂。3. 加压：在加料后立即加压。加压：在加料后立即加压。 宜缓慢进行，严防冲击。宜缓慢进行，严防冲击。 升压速度，视制品的高度和形状而定。升压速度，视制品的高度和形状而定。 直径大而长的型坯，升压速度应慢，反直径大而长的型坯，升压速度应慢，反 之则快；之则快； 模压压力为模压压力为3050MPa。压力过高，树脂在模内易滑动，产生内部裂纹；压力过高，树脂在模内易滑动，产生内部裂纹；压力过低，制品内部结构不紧密，物理机械性能压力过低，

21、制品内部结构不紧密，物理机械性能下降。下降。较高的制品应上下同时加压。较高的制品应上下同时加压。4. 保压：保压时间视制品情况而定。保压：保压时间视制品情况而定。 直径大：直径大：1015min 一般：一般：35min5. 缓慢卸压：以免强烈回弹产生裂纹。缓慢卸压：以免强烈回弹产生裂纹。6. 排气：型坯面积大的易裹入空气。排气：型坯面积大的易裹入空气。7. 脱模：型坯强度低，需小心。脱模：型坯强度低，需小心。2.2 烧结烧结烧结：将型坯加热到树脂熔点（烧结：将型坯加热到树脂熔点（327 ）以上，）以上，并在该温度下，保持一段时间，以使单颗粒的树并在该温度下，保持一段时间，以使单颗粒的树脂相互扩

22、张，最后黏结熔合成一个密实的整体。脂相互扩张，最后黏结熔合成一个密实的整体。烧结过程：烧结过程：1. 升温阶段：升温阶段：将型坯由室温加热至烧结温度。将型坯由室温加热至烧结温度。聚四氟乙烯的传热性能差，加热应按一定的升温聚四氟乙烯的传热性能差，加热应按一定的升温速率进行。速率进行。升温太快，锭料内外温差过大，各部分膨胀不均升温太快，锭料内外温差过大，各部分膨胀不均匀，制品易产生内应力，甚至出现裂纹；匀，制品易产生内应力，甚至出现裂纹；升温过快，外层温度高而内层温度低，就此冷却升温过快，外层温度高而内层温度低，就此冷却，会造成：，会造成：“内生外熟内生外熟”的现象；的现象；升温速度太慢，会使成型

23、周期增长。升温速度太慢，会使成型周期增长。实际生产中，应视型坯的大小，厚薄等因素而定。实际生产中，应视型坯的大小，厚薄等因素而定。大型制品：大型制品：3040 /h；小型制品：小型制品：80120 /h；分散性树脂制薄板：分散性树脂制薄板：3040 /h烧结温度根据树脂的热稳定性来确定。烧结温度根据树脂的热稳定性来确定。热稳定性高：烧结温度：热稳定性高：烧结温度：380400 ；热稳定性差：烧结温度：热稳定性差：烧结温度：365375 。2. 保温保温将达到烧结温度的型坯在该温度下保持一段时间将达到烧结温度的型坯在该温度下保持一段时间使其完全使其完全“烧透烧透”的过程。的过程。保温时间，取决于

24、烧结温度，树脂的热稳定性以保温时间，取决于烧结温度，树脂的热稳定性以及制品的厚度等因素。及制品的厚度等因素。生产中：大型制品，生产中：大型制品，510h 小型制品，小型制品，1h3. 冷却冷却将已经烧结好的成型物从烧结温度降到室温的过将已经烧结好的成型物从烧结温度降到室温的过程。程。无定型相无定型相 晶相晶相冷却快慢决定了结晶度，直接影响制品的物理机冷却快慢决定了结晶度，直接影响制品的物理机械性能。械性能。快速冷却：淬火快速冷却：淬火空气淬火空气淬火液体淬火液体淬火 淬火制品结晶度小，韧性好，断裂伸淬火制品结晶度小，韧性好，断裂伸 长率大，抗张强度低，收缩率小。长率大，抗张强度低，收缩率小。缓

25、慢冷却：制品结晶度大，抗张强度大，表面硬缓慢冷却：制品结晶度大，抗张强度大，表面硬度高，耐磨，断裂伸长率小，收缩率较大。度高，耐磨，断裂伸长率小，收缩率较大。冷却速度：受制品尺寸的限制。冷却速度：受制品尺寸的限制。 大型制品一般不淬火：大型制品一般不淬火：515 /h， 150取出；取出； 中型制品：中型制品：6070/h，250取出；取出； 小型制品：根据用途设定。小型制品：根据用途设定。4. 成品检验和后加工。成品检验和后加工。三、三、 热固性塑料的传递模塑和注射模塑热固性塑料的传递模塑和注射模塑 3.1 3.1 传递模塑传递模塑 传递模塑是将热固性塑料锭（可先预热）传递模塑是将热固性塑料

26、锭（可先预热）放在一加料室内加热，在加压下使其通放在一加料室内加热，在加压下使其通过浇口、分流道等进入加热的闭合模内，过浇口、分流道等进入加热的闭合模内，待其硬化后，即可脱模取得制品。待其硬化后，即可脱模取得制品。1 1、活板式传递模塑、活板式传递模塑 制品较小、嵌件大多伸出制品表面。制品较小、嵌件大多伸出制品表面。 使用压缩模塑的压机，只是塑模不同使用压缩模塑的压机，只是塑模不同 阴模阴模阳模阳模活板活板上部装料室上部装料室下部型腔下部型腔2 2、罐式传递模塑、罐式传递模塑 塑模结构不同塑模结构不同 与热塑性塑料注射成型的与热塑性塑料注射成型的差别在于引料接头的方向差别在于引料接头的方向相反

27、。相反。 适合多槽模或模塑较大适合多槽模或模塑较大制品。制品。 3.1 3.1 传递模塑传递模塑 3 3、柱塞式传递模塑、柱塞式传递模塑 与罐式的区别：与罐式的区别： 主流动呈圆柱状且不带任何斜度主流动呈圆柱状且不带任何斜度压机有两个液压操纵的柱塞压机有两个液压操纵的柱塞主柱塞主柱塞夹持塑模夹持塑模辅柱塞辅柱塞压挤塑料压挤塑料模塑周期比罐式短模塑周期比罐式短3.1 3.1 传递模塑传递模塑 3.1 3.1 传递模塑传递模塑 4 4、传递模塑的优点、传递模塑的优点制品废边少，减少了后加工量；制品废边少，减少了后加工量；能模塑带精细嵌件或易碎嵌件和穿孔的制品；能模塑带精细嵌件或易碎嵌件和穿孔的制品

28、；能保持嵌件和孔眼位置的准确；能保持嵌件和孔眼位置的准确；制品性能均匀、尺寸准确、质量提高；制品性能均匀、尺寸准确、质量提高；塑模的磨损较小；塑模的磨损较小；3.1 3.1 传递模塑传递模塑 5 5、缺点、缺点塑模的制造成本较压制模高；塑模的制造成本较压制模高；塑料损耗多；塑料损耗多；带纤维性填料制品，填料定向会产生各向异性；带纤维性填料制品，填料定向会产生各向异性；嵌件周围的塑料会因熔接不牢而使制品性能下降。嵌件周围的塑料会因熔接不牢而使制品性能下降。3.1 3.1 传递模塑传递模塑 3.23.2、 热固性塑料的注射模塑热固性塑料的注射模塑 6060年代初出现的一种热固性塑料的成型方法。年代

29、初出现的一种热固性塑料的成型方法。热固性塑料的注射要求：热固性塑料的注射要求： （1 1）严格控制成型温度）严格控制成型温度 温度低物料塑化不良，流动性差；温度高，流动温度低物料塑化不良，流动性差；温度高，流动 性变小，甚至发生硬化。性变小，甚至发生硬化。 （2 2）合模部分满足排气操作）合模部分满足排气操作 模具内发生交联反应时有低分子物析出。模具内发生交联反应时有低分子物析出。 （3 3）物料在料筒内停留时间不能过长，严防硬化。）物料在料筒内停留时间不能过长，严防硬化。 常采用多模更替。常采用多模更替。 （4 4）注射机的注射压力和锁模力应比热塑性塑料大。）注射机的注射压力和锁模力应比热塑

30、性塑料大。 1 1、对原料的要求、对原料的要求 几乎可以成型所有的热固性塑料，用量最多的是酚醛几乎可以成型所有的热固性塑料，用量最多的是酚醛塑料。塑料。 要求酚醛压塑粉要求酚醛压塑粉 具有较高大多流动性：具有较高大多流动性：200mm200mm在料筒温度下不会过早发生硬化在料筒温度下不会过早发生硬化 80809595，10min10min 75 758585，1h1h以上以上粘度稳定粘度稳定热稳定性良好热稳定性良好3.23.2、 热固性塑料的注射模塑热固性塑料的注射模塑 2 2、注射机的特征、注射机的特征 基本形式基本形式 螺杆式螺杆式柱塞式：不饱和聚酯树脂增强塑料的成型。柱塞式：不饱和聚酯树

31、脂增强塑料的成型。以螺杆式注射机，酚醛塑料的成型为例，其特点：以螺杆式注射机，酚醛塑料的成型为例，其特点： （1 1）等距等深无压缩比螺杆）等距等深无压缩比螺杆 螺杆不起压缩作用，只起输送作用，螺杆长径比为螺杆不起压缩作用，只起输送作用，螺杆长径比为12121616，要求具有一定的硬度并耐磨。，要求具有一定的硬度并耐磨。 （2 2）敞开式喷嘴，孔口直径较小：）敞开式喷嘴，孔口直径较小：2 22.5mm2.5mm，便于拆卸，便于拆卸，表面精加工。表面精加工。 （3 3）料筒采用水或油加热循环系统，以保证物料加热）料筒采用水或油加热循环系统，以保证物料加热稳定，温度均匀。稳定，温度均匀。其它加热方

32、式：电加热、水冷却其它加热方式：电加热、水冷却 工频感应加热工频感应加热 （4 4）宜用液压马达，以防止物料固化而扭断螺杆。）宜用液压马达，以防止物料固化而扭断螺杆。 （5 5）锁模机构能满足放气操作，具有能迅速降低锁模）锁模机构能满足放气操作，具有能迅速降低锁模力的执行机构，常用增压油缸。力的执行机构，常用增压油缸。（6 6）具有加热装置和温度控制系统。）具有加热装置和温度控制系统。 3 3、成型工艺、成型工艺 1.1.料筒温度、螺杆转速和螺杆背压料筒温度、螺杆转速和螺杆背压 （1 1）料筒温度）料筒温度 太低，会外熟内生，难以注射；太低，会外熟内生，难以注射；过高，会过早交联，失去流动性；

33、过高，会过早交联，失去流动性；要求塑料逐步受热塑化，温度分布逐步变化；要求塑料逐步受热塑化，温度分布逐步变化；温度产生突变，熔料粘度就会突变，造成充模不良。温度产生突变，熔料粘度就会突变，造成充模不良。 一般：进料端：一般：进料端：30307070 料筒：料筒：75759595 喷嘴：喷嘴：8585100100（2 2）螺杆转速）螺杆转速 根据物料粘度变换。粘度小，转速可高些，粘度大，根据物料粘度变换。粘度小，转速可高些，粘度大， 应低，以使物料充分塑化。应低，以使物料充分塑化。一般一般404060r/min60r/min。（3 3）背压）背压 背压高，物料停留时间长，固化程度大，粘度增高，不

34、背压高，物料停留时间长，固化程度大，粘度增高，不利于充模。应选用较低背压。利于充模。应选用较低背压。2.2.注射压力、注射速度和保压时间注射压力、注射速度和保压时间 （1 1）注射压力）注射压力 作用：作用：将料筒内的熔料注入型腔内，并起保压作用。将料筒内的熔料注入型腔内，并起保压作用。 注射压力增高，制品密度增大，力学强度、电性能好，注射压力增高，制品密度增大，力学强度、电性能好， 但会引起内应力增大，飞边严重。但会引起内应力增大，飞边严重。一般：一般：100100170MPa170MPa。（2 2）注射速度）注射速度随注射压力变化。随注射压力变化。速度快，熔料温度高，可缩短固化时间；速度快

35、，熔料温度高，可缩短固化时间；太快：低分子不易排出，出现缺料、气痕、接痕，影太快：低分子不易排出，出现缺料、气痕、接痕，影响充模熔体流态，影响制品质量。响充模熔体流态，影响制品质量。一般：一般：3 35cm/s5cm/s。 （3 3）保压时间）保压时间 补塑补塑 时间长，固化封口，塑料密度大，收缩率下降。时间长，固化封口，塑料密度大，收缩率下降。3.3.模具温度和固化时间模具温度和固化时间 （1 1）模具温度）模具温度 提高模具温度，缩短成型周期。提高模具温度，缩短成型周期。模具温度低，硬化时间长，生产效率低，制品物理、模具温度低，硬化时间长，生产效率低，制品物理、机械性能下降。机械性能下降。

36、过高，硬化太快，低分子不易排除，制品质地疏松、过高，硬化太快，低分子不易排除，制品质地疏松、起泡、颜色法暗。起泡、颜色法暗。一般，模具温度一般，模具温度150220150220，动模比定模高，动模比定模高10151015。塑料品种、制品变化，相应调整模具温度。塑料品种、制品变化，相应调整模具温度。 （2 2）固化时间）固化时间 与制件的壁厚成正比，形状复杂，需延长固化时间。与制件的壁厚成正比，形状复杂，需延长固化时间。固化时间长，冲击强度、弯曲强度增加、收缩率下降。固化时间长，冲击强度、弯曲强度增加、收缩率下降。固化时间过长，使生产周期延长。固化时间过长，使生产周期延长。一般为一般为36s36

37、s。综上，与压缩模塑相比，注射模塑具有以下优点：综上，与压缩模塑相比，注射模塑具有以下优点： 成型周期显著缩短、生产过程简化、生产效率提高、后成型周期显著缩短、生产过程简化、生产效率提高、后加工量减少、劳动条件改善、自动化程度提高、产品质加工量减少、劳动条件改善、自动化程度提高、产品质量稳定、适合大批量生产。量稳定、适合大批量生产。 四、四、 反应注射模塑反应注射模塑 Reaction Injection Moulding (RIM) Reaction Injection Moulding (RIM) 是将两种具有高化学活性的低相对分子量液体原料，在高压下是将两种具有高化学活性的低相对分子量液

38、体原料，在高压下（1420MPa1420MPa）下经过撞击混合，然后注入密闭的模具内，完成聚）下经过撞击混合，然后注入密闭的模具内，完成聚合、交联、固化等化学反应并形成制品的工艺过程。合、交联、固化等化学反应并形成制品的工艺过程。优点：优点：（1 1）聚合反应与注射模塑结合为一体；）聚合反应与注射模塑结合为一体；（2 2）物料混合效率高、节能、产品性能好、成本低；）物料混合效率高、节能、产品性能好、成本低；（3 3）液体原料粘度低、流动性好，易于输送；）液体原料粘度低、流动性好，易于输送；（4 4）混合均匀，原料配方灵活，充模压力低，锁模力低；）混合均匀，原料配方灵活，充模压力低，锁模力低；（

39、5 5）调整化学组分，可模塑性能不同的产品；）调整化学组分，可模塑性能不同的产品；（6 6）反应速度快，生产周期短；）反应速度快，生产周期短；（7 7）模具数量及夹具少，可节约设备投资；）模具数量及夹具少，可节约设备投资；（8 8）生产过程简化，不需造粒、熔化，耗能少，适宜大型及形状）生产过程简化，不需造粒、熔化，耗能少，适宜大型及形状 复杂的制品。复杂的制品。4.1 4.1 反应注射工艺流程及原料反应注射工艺流程及原料 4.1.1 4.1.1 反应注塑工艺流程：反应注塑工艺流程： 加热加热A A组分组分B B组分组分加热加热计量计量计量计量高压下碰撞混合高压下碰撞混合机械能机械能注射充模注射

40、充模聚合交联固化聚合交联固化放热放热脱模脱模后处理后处理制件制件加热加热4.1.24.1.2、原料、原料 1.1.氨基甲酸乙酯氨基甲酸乙酯在汽车工业配件领域占优势，正向农业设备、电话通讯设备、家在汽车工业配件领域占优势，正向农业设备、电话通讯设备、家用电器市场扩展。用电器市场扩展。NCO+HONCHOO生成聚氨酯，最先专业化并不断取得新进展。生成聚氨酯，最先专业化并不断取得新进展。2.2.尼龙尼龙6 6 尼龙尼龙6 6制品的热变形温度高，质地坚硬。制品的热变形温度高，质地坚硬。 (CH2)5NHCO尼 龙 6 3.3.苯乙烯类树脂苯乙烯类树脂 制品较脆，需增韧处理，收缩率大。制品较脆，需增韧处

41、理，收缩率大。 4.4.环氧树脂环氧树脂 力学性能、电性能良好、成本高，固化时间长。力学性能、电性能良好、成本高，固化时间长。 CH2CH+不饱和 齐 聚 物交 联网状结 构CHCH2O+H2NCHOHCH2NH4.2 4.2 反应注射模塑设备反应注射模塑设备一、反应注射模塑对设备的要求一、反应注射模塑对设备的要求 （1 1）能准确控制原料个组分的流量及混合比率；）能准确控制原料个组分的流量及混合比率；（2 2）能快速加热或冷却原料；）能快速加热或冷却原料；（3 3）两组分在混合头内能获得充分的混合，原料注入）两组分在混合头内能获得充分的混合，原料注入 模腔后能自动清理；模腔后能自动清理；（4

42、 4）两组分应同时进入混合头；）两组分应同时进入混合头；（5 5）料流以层流形式注射入模；）料流以层流形式注射入模；（6 6）固化速度快，要求快速的模塑循环。）固化速度快，要求快速的模塑循环。二、二、RIMRIM设备工作原理设备工作原理加料比例的控制加料比例的控制 两组分均匀混合两组分均匀混合 注模注模三、三、RIMRIM设备的组成设备的组成6.7.2 6.7.2 反应注射模塑设备反应注射模塑设备1.1.蓄料系统蓄料系统蓄料槽、气体（惰性）管路蓄料槽、气体（惰性）管路2.2.液压系统液压系统泵、阀、管件及油路系统和管路。泵、阀、管件及油路系统和管路。使使A A、B B两组分物料能按比例准确输送

43、。两组分物料能按比例准确输送。3.3.混合系统混合系统使使A A、B B组分物料实现高速、均匀混合，并加速混合液从组分物料实现高速、均匀混合，并加速混合液从喷嘴注射入模。喷嘴注射入模。混合头设计符合流体力学原理，具有自动清洗作用。混合头设计符合流体力学原理，具有自动清洗作用。7.3 7.3 反应注射工艺要点反应注射工艺要点1.1.两组分物料的贮存加热和计量两组分物料的贮存加热和计量（1 1）分别贮存，贮罐密封、氮气保护、恒温。）分别贮存，贮罐密封、氮气保护、恒温。（2 2）液压定量泵计量输出，计量精度）液压定量泵计量输出，计量精度1.5%1.5%。 包括轴向柱塞高压泵包括轴向柱塞高压泵 正位移

44、径向柱塞泵正位移径向柱塞泵 齿轮泵齿轮泵2.2.撞击混合撞击混合高压注入，将原液的压力能转换为动能。高压注入，将原液的压力能转换为动能。出口压力出口压力1224MPa1224MPa。混合质量与雷诺数有关，混合质量与雷诺数有关，Re200Re200，1Pa.s1Pa.s以下。以下。3.3.充模充模高速充模高速充模原料的粘度不能太高，也不能太低。原料的粘度不能太高，也不能太低。粘度过低，不利于增强反应注塑（粘度过低，不利于增强反应注塑（RRIMRRIM），排气困难，影响充模），排气困难，影响充模稳定性。稳定性。粘度下限粘度下限0.10Pa.s0.10Pa.s。4.4.固化脱模（一般需涂脱模剂）固化

45、脱模（一般需涂脱模剂）固化机理：固化机理：（1 1）化学交联：反应液必须具有两个以上的官能团，反应温度在）化学交联：反应液必须具有两个以上的官能团，反应温度在TgTg以下脱模。以下脱模。（2 2）相分离：聚合期间，硬化段联结成一些区域，能结晶，类似刚）相分离：聚合期间，硬化段联结成一些区域，能结晶，类似刚性粒子，使体系粘度迅速上升至凝胶化。达到一定程度可以脱模。性粒子，使体系粘度迅速上升至凝胶化。达到一定程度可以脱模。7.4 7.4 聚氨酯的反应注塑和增强反应注塑（聚氨酯的反应注塑和增强反应注塑（RRIMRRIM）1.1.聚氨酯的反应注塑（聚氨酯的反应注塑（RIMRIM）发达国家生产装置年增长

46、率发达国家生产装置年增长率2540%2540%，产品消费年增长，产品消费年增长率率2028%2028%，制品性能好，广泛应用。，制品性能好，广泛应用。（1 1）原料组分）原料组分要求粘度低，流动性好，反应活性高。要求粘度低，流动性好，反应活性高。A A组分：聚醚型多元醇、扩链剂（交联剂）、催化剂、组分：聚醚型多元醇、扩链剂（交联剂）、催化剂、 发泡剂和表面活性剂。发泡剂和表面活性剂。B B组分：异氰酸酯（组分：异氰酸酯（MDIMDI）、异氰酸酯的预聚体、发泡剂、）、异氰酸酯的预聚体、发泡剂、 表面活性剂。表面活性剂。7.4 7.4 聚氨酯的反应注塑和增强反应注塑（聚氨酯的反应注塑和增强反应注塑

47、（RRIMRRIM）扩链剂的作用：与异氰酸酯基反应，将大分子连接起来。扩链剂的作用：与异氰酸酯基反应，将大分子连接起来。 常用：脂肪系二元醇，如乙二醇、丙二常用：脂肪系二元醇，如乙二醇、丙二 醇、醇、1 1、4-4-丁二醇。丁二醇。催化剂：链增长、扩链反应催化。催化剂：链增长、扩链反应催化。 常用：有机锡类，二月桂酸二丁基锡常用：有机锡类，二月桂酸二丁基锡 叔氨类，三乙撑二胺。叔氨类，三乙撑二胺。物理发泡剂：卤代烃类化合物（现正禁用）物理发泡剂：卤代烃类化合物（现正禁用） 非卤代烃类非卤代烃类（2 2）配方及工艺条件）配方及工艺条件表表6-8 P1846-8 P184，半硬质聚氨酯泡沫塑料类低

48、密度制品，半硬质聚氨酯泡沫塑料类低密度制品RIMRIM典型配方。典型配方。7.4 7.4 聚氨酯的反应注塑和增强反应注塑（聚氨酯的反应注塑和增强反应注塑（RRIMRRIM）工艺条件：反应温度：聚醚预热温度工艺条件：反应温度：聚醚预热温度3232 异氰酸酯温度异氰酸酯温度3232 模具温度模具温度6060 注射压力：聚醚酚：注射压力：聚醚酚：15.7MPa15.7MPa 异氰酸酯：异氰酸酯：15MPa15MPa 生产周期：充模：生产周期：充模：1 14S4S 生产周期生产周期 3232120S120S7.4 7.4 聚氨酯的反应注塑和增强反应注塑（聚氨酯的反应注塑和增强反应注塑（RRIMRRIM

49、）2.2.增强聚氨酯的反应注塑（增强聚氨酯的反应注塑（RRIMRRIM） 选用增强材料：碳纤维、玻璃、尼龙、木质素选用增强材料：碳纤维、玻璃、尼龙、木质素纤维、云母、硅石、碳酸钙、化石粉。纤维、云母、硅石、碳酸钙、化石粉。提高制品弹性模量提高制品弹性模量增加必要的辅助设备增加必要的辅助设备8 8 注射模塑的发展注射模塑的发展注射技术、注射设备、注射制品的质量均日新月异注射技术、注射设备、注射制品的质量均日新月异注射机向精密、自动、大型和微型方向发展。注射机向精密、自动、大型和微型方向发展。如：锁模力如：锁模力120000KN/120000KN/，最大注射量，最大注射量96Kg96Kg，注射速率

50、，注射速率700cm700cm3 3/s/s4.8.1 4.8.1 排气式注塑排气式注塑解决吸湿材料注射制品的质量问题解决吸湿材料注射制品的质量问题19591959年开始，年开始，PMMAPMMA排气式注塑试验排气式注塑试验19221922年以后，扩大应用范围年以后，扩大应用范围8.1 8.1 排气式注塑排气式注塑排气式注塑机可直接成型具有亲水性或单体溶剂及挥发物的热塑排气式注塑机可直接成型具有亲水性或单体溶剂及挥发物的热塑性塑料，不必经过预干燥。性塑料，不必经过预干燥。如：如：PC PA PMMA PC PA PMMA 纤维素等纤维素等排气式注塑机的特点：排气式注塑机的特点：注塑机料筒中部开

51、设有排气口、并与真空系统相连接。注塑机料筒中部开设有排气口、并与真空系统相连接。螺杆排气段较长，螺槽较深，不完全充满熔料，防止溢料。螺杆排气段较长，螺槽较深，不完全充满熔料，防止溢料。返阶四段排气螺杆。返阶四段排气螺杆。一段：加料区和压缩区一段：加料区和压缩区二段：减压区和均压区二段：减压区和均压区螺杆顶端设阻流阀螺杆顶端设阻流阀新式螺杆：一端直径大，另一端直径小，小直径塑化，大直径混新式螺杆：一端直径大，另一端直径小，小直径塑化，大直径混炼注射，利用螺杆与大料筒间隙排气。炼注射，利用螺杆与大料筒间隙排气。8.2 8.2 结构发泡注塑结构发泡注塑结构发泡材料：结构发泡材料：101060Kg/m

52、360Kg/m3之间的发泡材料。之间的发泡材料。表面呈封闭的致密表层，芯部为多种方法。表面呈封闭的致密表层，芯部为多种方法。适用于成型壁厚适用于成型壁厚5mm5mm以上，具有较大重量和尺寸的塑以上，具有较大重量和尺寸的塑料制品。料制品。制品抗弯曲，刚性好，可减少加强筋，内应力小，使制品抗弯曲，刚性好，可减少加强筋，内应力小，使用中不易产生大变形，机械加工性能好，木材的替代用中不易产生大变形，机械加工性能好，木材的替代物。物。结构发泡注射结构发泡注射 单组分：单组分： 低压注塑低压注塑 高压注塑高压注塑 双组分：双组分： 夹心注塑夹心注塑8.2 8.2 结构发泡注塑结构发泡注塑1.1.低压结构发

53、泡注塑低压结构发泡注塑与普通注塑的区别在于模腔压力低。与普通注塑的区别在于模腔压力低。2 27MPa7MPa锁模力较小锁模力较小充料量只占模腔容积的充料量只占模腔容积的75758585，为欠料注塑。，为欠料注塑。化学发泡剂化学发泡剂热塑性塑料热塑性塑料料筒料筒混合塑化混合塑化发泡剂分解发泡剂分解渗入塑料渗入塑料熔体与气体熔体与气体混合物混合物贮料室贮料室内压内压注射注射流体喷嘴流体喷嘴发泡剂受热分解发泡剂受热分解熔体立即膨胀熔体立即膨胀推向型腔壁推向型腔壁充满模腔充满模腔8.2 8.2 结构发泡注塑结构发泡注塑常用塑料：常用塑料：PSPS、PEPE、PPPP、PPOPPO、PCPC、PAPA、

54、PUPU等等发泡剂：化学发泡剂发泡剂：化学发泡剂 0.30.30.70.7缺点：只能产生较小的制品。缺点：只能产生较小的制品。8.2 8.2 结构发泡注塑结构发泡注塑2.2.高压结构发泡塑料高压结构发泡塑料增加二次锁模保压装置增加二次锁模保压装置熔体注入一定时间后，动模板后移，使模具型腔增大，熔体注入一定时间后，动模板后移，使模具型腔增大，利于发泡膨胀。利于发泡膨胀。缺点：模具费用高，二次锁模保压。缺点：模具费用高，二次锁模保压。 制品易留下条纹、折痕。制品易留下条纹、折痕。8.2 8.2 结构发泡注塑结构发泡注塑3.3.夹心注塑夹心注塑7070年代投入工业化生产年代投入工业化生产7070年代

55、中期出现双流道喷嘴和三流道喷嘴。年代中期出现双流道喷嘴和三流道喷嘴。设置有两个独立的料筒和塑化装置，采用特殊的喷嘴。设置有两个独立的料筒和塑化装置，采用特殊的喷嘴。两个料筒的注射顺序可以任意调整。两个料筒的注射顺序可以任意调整。工艺过程：工艺过程：先注射表层材料（不含发泡剂，先注射表层材料（不含发泡剂，A A）随后注射内层材料（含发泡剂，随后注射内层材料（含发泡剂，B B）同浇口另一流道）同浇口另一流道最后注入最后注入A A使浇口封闭使浇口封闭同时同时入模入模8.2 8.2 结构发泡注塑结构发泡注塑8.2 8.2 结构发泡注塑结构发泡注塑制品：闭合的连续不发泡的表层和发泡结构的芯层制品：闭合的

56、连续不发泡的表层和发泡结构的芯层制品类型：制品类型：内层发泡、外层不发泡内层发泡、外层不发泡外层发泡、内层不发泡外层发泡、内层不发泡外层采用增强材料、内层为非增强材料外层采用增强材料、内层为非增强材料内层为增强材料、外层为高光洁度材料内层为增强材料、外层为高光洁度材料内层为高强度材料、外层为耐磨材料内层为高强度材料、外层为耐磨材料内层为导电、导磁材料、外层为绝缘材料内层为导电、导磁材料、外层为绝缘材料需考虑两层材料间的粘合性和收缩率的差别。需考虑两层材料间的粘合性和收缩率的差别。8.3 8.3 流动注射模塑流动注射模塑成型大重量厚壁制品成型大重量厚壁制品挤出和注塑向结合的一种方法挤出和注塑向结

57、合的一种方法塑化的熔料不是贮存在料筒内而是不断挤入模具中。塑化的熔料不是贮存在料筒内而是不断挤入模具中。优点：优点：制件重量可超过注塑机的最大注射量制件重量可超过注塑机的最大注射量熔料停留在料筒中的时间短、量少，更适合热敏性熔料停留在料筒中的时间短、量少，更适合热敏性塑料塑料制件内应力小制件内应力小缺点：薄壁长流程制件易缺料，模具需加热。缺点：薄壁长流程制件易缺料，模具需加热。8.4 8.4 无分流道赘物的注射成型无分流道赘物的注射成型在注射机的喷嘴到模具之间有一个歧管部分，分流道在注射机的喷嘴到模具之间有一个歧管部分，分流道分布其中。分布其中。注射过程中，流道内塑料一直保持熔融状态，脱模时注射过程中，流道内塑料一直保持熔融状态，脱模时不与制品一同脱出，无分流道赘物。不与制品一同脱出，无分流道赘物。热塑性塑料：热流道热塑性塑料：热流道 热流道模具热流道模具 绝热流道模具绝热流道模具 带加热探针的绝热流道带加热探针的绝热流道热固性塑料：冷流道热固性塑料：冷流道8.5 8.5 共注射成型共注射成型是用两个或以上注射单元的注射成型机，将不同品种是用两个或以上注射单元的注射成型机，将不同品种或不同色泽的塑料，同时或先后注射入模的成型方法。或不同