第4章压缩成型工艺-济南大学

1、第四章压缩成型4.1概述 定义：压缩模塑又称模压成型或压制成型，这种成型方法是先将粉状、粒状、或纤维状等塑料放入成型温度下的模具型腔中，然后闭模加压而使其成型并固化的作业。 应用：热塑性塑料、热固性塑料 热固性塑料：高温、高压下由固体变为半液体，交联反应，再成固体，脱模制品。本章主要介绍。 热塑性塑料：高温、高压下由固体变为液体，充满模具，冷却，脱模制品。周期长、效率低、大平面制品才使用。 高熔点热塑性树脂塑料的冷压烧结。聚四氟乙烯，超高聚乙烯。 工艺过程：准备，模压。 准备：预压，预热。 适用塑料：酚醛、氨基、不饱和聚酯、聚酰亚胺。4.2 预压预压的作用 ：。 加料快、准确减少压缩率。减少粉

2、尘。提高传热。缩短周期，防止过热，便于嵌件。 要增加相应的设备，长纤维有困难，不适于太复杂的制品 不是所有形状的制品，结构太复杂的不如粉料、压塑粉的性能对预压的影响 适当的水分，无水分不易预压，太大影响制品性能 颗粒大小相间，太大过多空隙大，不利制品，太细过多，加料堵塞。具有一定倾倒性 合适的压缩率，太大困难，太小失去意义 含有润滑剂，脱模作用，过多影响质量 一般不加热预压，加热可在度 压力范围40200MPa，密度可以达到制品最大密度的80%、预压设备和操作 压模和预压机 压模：上阳模、下阳模、阴模。如图：.3预热、加热的目的： 除去水分和挥发物（热塑性，干燥） 提供热料，便于模压（热固性，

3、预热）、预热的优点 缩短周期，提高速率 固化均匀，提高物性 提高流动性，减少收缩，提高因次稳定性，光洁度，流动性如图：04min 流动性增加48min 变化不大，水分驱除8min流动下降，树脂化学反应加深 降低模压压力降低压机吨位、常用热固性塑料预热温度范围 预热常用方法 热板加热，用电、煤气、蒸汽加热可水平转动的金属板 烘箱加热 红外线加热：使用红外灯照射，塑料可以使用红外加热和干燥，辐射传热，热效率高。但是塑料基本都不能透过红外线，从表面加热，为防止分解和烧伤，要进行表面更新。使用方便，设备简单。现在使用更多的是近红外，受热更均匀。 高频电热 应用：极性高分子 原理：极性分子，在高频电场，

4、分子取向不断改变，分子之间发生强烈摩擦，生成热量，温度上升，所以适用于极性分子。 高频电热一般不用于干燥，只用于预热，因为水分未驱尽以前，局部可能过热。 特点：热量全部在塑料的各个质点产生，各部分温度同时上升，温度差别仅是散失、组分、密度不同造成。 预热时间计算：t预热时间s，c 比热容 卡克度，密度，t1和t2始末温度，f电频Hz，施加电压，b电极距离cm，k介电常数，tan塑料损耗角正切值。 高频电热的影响主要因素比较系数：1k tan与所需时间成正比 比较系数不能太大，否则不能高频加热水分，20度水的k=80，塑料k=，水比塑料大的多，虽然水比热大，但是总体受热占优势。图表示三种水分含量

5、不同酚醛塑料高频电热的温度与时间关系线中后来较多热量消耗于水分蒸发表观密度，主要影响是空气含量。空气的表观密度，主要影响是空气含量。空气的k=1k=1，比塑料小，表观密度大，同样条件得到的温度比塑料小，表观密度大，同样条件得到的温度高。高。电压和频率，一般几千伏，电压和频率，一般几千伏，M Hz 高频电热特点： 受热均匀，流动性增加，调节容易，缩短时间，其他方法的1/21/10. 高频震荡器本身消耗50% 的热量，电效率低。升温快，固化快，水分不易驱尽，4.4压缩模塑用设备压缩模塑用设备、压机（液压机） 作用：施加压力、开闭模具、顶出制品 参数：压力、压板尺寸、工作行程、柱塞直径 类型：上动式

6、，下压式。、塑模 溢式塑模：成本低、易操作、用于扁平和蝶式制品，有毛边，浪费溢料。 不溢式塑模：质量密实，可用牵引度大的制品，无溢料痕迹。要求加料准确、不利排气、延长固化。 半溢式塑模：无支撑面：A段以上阴模外倾，作溢料槽，以下与不溢式相同。对料的准确要求降低。 有支撑面，设有装料室，其他与溢式相同，可以适合压缩率较大的塑料，不用预压物，有利嵌件，溢料只能从阳模刻槽中溢出。塑料容易积在支撑面，形成毛边。 模具的加热：电热（普遍）、蒸汽、油热。4.5 过程和操作方法 嵌件安放：轴套，轴帽、螺钉、接线柱。埋入部分滚花、打孔或设计棱角。一般手动加特定工具。 加料：手加或加料设备：质量法、容量法、计数

7、方法（预压）。 闭模：触料以前快，触料以后慢，充分排气。 排气：闭模后再次松动。 固化：热塑性冷却模具。热固性在模塑温度下保温。有的不完全固化即可出模。 脱模：固化完毕后制品与塑模分开的工序，设有推顶杆，有的要求缓慢冷却，要在脱模以后进行。 塑模清理：铜刷刮，压缩空气吹净，抛光剂擦拭。4.6模压成型的控制因素、模压压力模压压力： 压力的计算：pm= G1000/A pm 模压压力，G压机公称压力，吨，A阳模与塑料接触部分的投影面积。或者： pm= plR2/A pl液压，R主压活塞半径。 压力变化过程：与塑模的类型有关。压力变化过程：与塑模的类型有关。不溢式塑模压力与体积随时间变化不溢式塑模压

8、力与体积随时间变化阳模触塑，压力上升到规定值，体积缩小、密实。保持压力，体积受热膨胀。松模排气：数秒松模排气：数秒保持压力，固化反应，体积收缩。压力解除，得制品，体积弹性恢复。常压、体积冷却收缩带有支撑面半溢式塑模带有支撑面半溢式塑模阳模触料，压力升，溢料下降。密实，缩小。体积不变，热涨增压化学收缩，体积不变，压力降低。有可能因收缩卸压（图虚线）压力解除，弹性回复。如果化学收缩过大，则体积维持不变。常压冷却，体积下降模压压力与预热温度的关系 正确预热的塑料，模压压力可以小，如图，先降低是软化，后升高是有交联。 适当提高模具温度也可以降低模压压力，但温度过高，会局部过热交联。 制品深度增加，压力

9、增加，如酚醛塑料如图，A为不预热，CB之间为高频预热。模压压力与制品深度的关系 制品深度增加，压力增加，如酚醛塑料如图，A为不预热，CB之间为高频预热。、模压温度 模压温度模压温度：指规定的模具温度 塑料温度塑料温度：可能高于模具温度，固化放热，测定塑料中心温度见图：T 塑模温度，L流动区，M热膨胀区。强度强度：随着和固化时间不断增加，A最大点，随之下降，原因“过熟” 模压温度与模压周期的关系模压温度与模压周期的关系：酚醛木粉模压的统计关系：温度增加，周期缩短。如图：170度是比较好的条件。实践证明：在制品强度等性能保证的前提下，适当提高温度对周期和质量都有好处。制品厚度影响：厚制品厚制品适当

10、降低模具温度，适当延长时间，避免表面过热，最好预热。部分热固性塑料的模压参数：薄壁温度取上限，厚壁取下限，有厚、有薄取中间4.7质量要求压缩模塑制品的质量要求： 外观质量 内应力 尺寸和形位的准确性能 成品的物理机械、电、化学性能4.8 冷压烧结成型 适用：氟塑料等一类热塑性高分子材料，高粘度，难熔化，不具备热塑特征。 方法：冷压烧结，粉料模具加压毛坯烘室加热（烧结）冷却制品（坯料） 典型材料：聚四氟乙烯、冷压成型 过筛：纤维状粉料，贮运震动结快，目筛孔。 加料，一次完成，防止层结。 加压，缓压、排气、保压。压力3050MPa,低压不紧密，高压，颗粒滑动，制品裂纹。 型坯，小心脱模，防碰撞、烧结 过程：升温至熔点（度）以上，保温，颗粒融化形成实体，冷却。晶型熔点无定型晶型。 升温操作：保证各部分均匀膨胀，