第十一章其它成型-浇铸成型

第十一章其它成型---浇注第二节静态浇铸第三节离心浇铸第四节流延浇铸第五节嵌注搪铸滚铸第一节浇铸成型简介1第十一章其它成型---浇铸成型第一节浇铸成型简介一、工艺过程大致如下：原料浇铸液配制过滤和脱泡浇灌硬化脱模后处理制品

浇铸成型是从金属浇铸而来。是将聚合物的单体、预聚体、塑料的熔融体、溶液、分散体等倾倒到一定形状的模具中而后使其固化而得到模具形样的制品。

二、浇铸成型的特点：1。设备、模具、工艺都简单，操作容易，投资少。2。对产品的尺寸限制小，容易成型大型制件和型材。3。产品物理机构性能优良，特别内应力小4。产品成型周期较长，尺寸准确性差。三、浇铸成型的类型可分为六种类型（1）静态浇铸：将配制好的浇铸液直接灌入模具中而后使其固得制品。用于流动性好、固化时无低分子副产物产生、凝固产物的熔点高于成型物料流动温度或熔点（2）离心浇铸将液状塑料浇入高速旋转的模具中，借助离心力的作用使其充满旋转体型的模腔而后固化得制品。与静态浇铸的区别仅在于模具要旋转。主要用于圆柱形或近似圆柱形产品的生产。离心浇铸又可分为立式和卧式两种立式——垂直轴旋转。用于制品直径大而轴线方向尺寸小的制件。卧式——水平轴旋转。用于制品轴线方向尺寸大而直径小的制件。（3）嵌铸]又称封入成型，是将非塑料物件包封在塑料中。先将处理好的物体放入模具中心而后灌入塑料亿围，固化后而得包封件。主要用于标本、贵重物品等需永久保存的物品和需密封的物品。与静态浇铸类似，区别在于塑料中有一非塑料件且要悬空于模具中心放置。（4）流涎铸塑将塑料溶液流布于连续回转的基材上，然后加热使塑料流体中的溶剂挥发而固化成膜，再从基材上剥下而成为高质量的薄膜（5）搪塑又称涂凝模塑。是用糊塑料倾入预先加热的模具中，使接触模壁的塑料受热凝固然后倒出中心未凝的塑料，再对模具上的塑料加热处理，经冷却开模而得制品。主要用于空心制品的生产。（6）滚塑又称旋转成型。是将液状塑料少量加入模具中通过对模具加热同时滚动模具，使塑料液布满型腔内表面，待固化后脱模得中空制品。

第二节静态浇铸一、原材料

能够用于静态浇铸的品种较多，但一般须满足下列要求：1、浇铸原料熔体或溶液的流动性好，易充满型腔。2、浇铸成型的温度应等产品的熔点低。3、原料在模具中固化时没有低沸点物/气体等副产物生成制品不易产生气泡。4、浇铸原料的化学变化，反应的放热及结晶，固化等过程在反应体系中能均匀分布且同时并行，体积收缩小，不易使制品出现缩小或残余应力。

铸塑时，已内酰胺单体内应加入碱性催化剂和助催化剂的便它并行聚合反应而成为聚已内酷胺。主要铸塑品种简介1、聚已内酰胺它的铸塑制品又称铸型尼龙，单体浇铸尼龙、Mc尼龙制品是用单体已内酰胺铸成的。

性质：白色片状晶体熔点：69.2℃沸点：266.9℃

催化剂：NaoH（常用）

助催化剂（活化剂）种类变形式如：R和R′为熔基碳氢键。使羰基极度化加强

环氧树脂的固化剂常用的有两类：（1）胺类固化剂，多元胺类能使环氧树脂在室温下固化，对生产大型铸塑制品的工艺方便，但有些品种有较大的毒性，常用的很多如：乙二胺、已二胺等。（2）酸酐类固化剂：之类固化剂毒性较低但需在加热的情况下才能使环氧树脂固化，酸酐一般在室温下为固体，配制时需求先磨细再加到已加热的熔融的树脂中，并充分温合均匀，且它受热后易升华有浓烈的刺激味，对眼睛和呼吸器官有刺激作用，常见如：顺丁烯二酸酐，邻苯二甲酸酐等。通常使用的是双酚A型环氧树脂，之类环氧树脂由于冲击韧性较差，耐热性低。2、环氧树脂3、聚甲基内炳酸甲酯

是由甲基丙烯酸和甲醇聚合而成，聚合反应中，单体的转化率达到14—40%时，粘度上升很快，发生爆发性聚合（称凝胶效应），故一般均用单体与聚合组成的浆状物为原料进行浇铸。

聚合常用的引发剂为主氧化二苯甲酰（用量为单体量的0.02—0.12%）/偶氮二异丁腈（量0.02—0.05%）

除以上几种助剂外，浇铸P还常加入各种填料。如在已内酰胺及环氧树脂中加入石墨（耐磨↓5）/二硫化钼、金属粉（↑导热性）各类增强纤维（↑机械强度）

二、模具

静态浇铸的制品设计，在总的要求上和注射成型是相同的由于过程多在较低的压力下进行。

材料有铸铁、钢铝合金、型砂、硅橡胶、P、玻璃、水泥、石膏等。

对于一些外形简单的制品，模具一般只用阴模（上部敝开）使用这类模具，模具的高度应考虑有充分的余量，以便在制品脱模后进行切削加工选用时需视P品种、制品要求及所需数量而定。如环氧P在小批量生产时可用石膏模，大量生产则用金属模。

三、浇铸工艺：有模具的准备，原料的配制和浇铸，固化等几个步骤。1、模具的准备1）模具应清洁、干燥。2）脱模剂选择。2、浇铸原料的配制：3、浇铸及固化聚甲基丙烯酸甲酯：（配好）浆状物注入模具（避免带入气泡）将模具封闭。4、制品后处理

脱模剂选择不当将造成脱模困难以效损坏制品/模具。常用的脱模剂有矿物润滑油、润滑脂。如机油液体石蜡、黄色凡士林等。1）、浇铸聚已丙酰胺是用已丙酰胺单体在矸性催化剂存在下加入助催化剂使之进聚合而得。助催化剂有乙酰基已丙酰胺2.4/2.6—甲苯一异氰酸酯、碳酸二苯酯、二苯甲烷二异氰酸酯等已丙酰2）、环氧树脂：浇铸常用双酸A型环氧树脂常用固化剂B、加稀释剂（为↓浇铸液粘度）C、加增塑剂配制过程中要注意三点：A、各组分完全混合均匀。B、排除其中的空气和挥发物。C、控制好固化剂加入温度。其加入温度视其活性而定：活性大固化剂：乙二胺或二乙基三胺等（28℃—32℃1）、聚已内酰胺：所得制品在机油中于150—160℃保温2h，与油一起冷却至室温，再放入水中煮沸24h，再逐步冷却至室温以消除制品内应力，↑制品尺寸稳定性。2）、环氧树脂：脱模后制品可不径处理即可修整、检验、包装入库。3）、甲基丙烯酸甲酯：脱模后制品在70℃—80℃下烘3—4h，有时于消除制品内应力，↑制品表面抗裂性。第三节嵌铸一、工艺过程：1、干燥：方法依次在30%、50%、80%、100%的甘油中浸泡一天，用吸水低吸干。原因：生物标本带有水分，不干燥会使制品产生气泡。2、表面润湿：原因：嵌件与树脂粘合不牢/夹带气泡。方法：嵌件在苯乙烯中润湿一下。3、表面涂层：原因：有的嵌件对树脂硬化有阻碍作用。方法：嵌件上涂层惰性物质，如水玻璃、聚乙烯醇。4、表面糙化：原因：金属嵌件与P的热膨胀系数相差大使用会因受热而开裂/脱开。方法：将嵌件与P接触部分进行喷不少/粗砂打磨糙化，以提高两者粘结力。5、艺嵌件固定：①、生物标本用钉子固定在模具上。②、分次浇铸（固定在制品中部/规定位置）。6、浇铸工艺：

热固性塑料如酚醛、不饱和聚酯、环氧树脂等嵌铸工艺与表态浇铸法相同，但有机玻璃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，为此常采用在高压釜内惰性气体下进行聚合方法。

例：有机玻璃嵌铸一只蝴蝶。1、先用甲基内烯酸甲酯与其悬浮聚合物以50：50~30：70混合配制成浆状的甲混合物。2、在另一容器中放入100份单体，+120份聚合物搅拌成乙浆状物。3、将乙浆状物倒入模具，放放蝴蝶；再倒入甲混合物于蝴蝶上；在表面贴上玻璃纸，静置一夜。4、将mg放到高压釜中（CO2、1Mpa、停止加热、P↑1.3MPA）冷却、卸压、将模具从釜中取出，脱模即可。嵌铸是浇铸带有嵌件的工艺，又叫封入成型。它是用聚合物熔融包封非塑料件，如各种样品、纪念品（透明塑料）。（电性能）电气元件及零件等，使之与外界隔离起到长期保存、装饰、绝缘、防腐、防震等作用。常用：1/14/202313第四节离心浇铸

1、原料：熔体粘度小，热稳定性好的P都可进行离心浇铸如聚酰胺、聚烯烃。2、优点：①、易于生产薄壁/厚壁大型制品，、大型轴承。②、制吕无内应力/内应力很低，外表面光滑，内P不产生缩孔。③、其制品精度比静态浇铸高、机械加工量小、制品质量好。④、力学强度也比静态浇铸高。3、缺点：成型设备复杂、生产周期长，难以成型外形复杂精密制品。

原理：是将液状P浇入旋转的模具中，在离心力的作用下使其充满回转形的模具，再使其固化定型而得到制品的一种方法。此方法生产多为圆柱形/近似圆柱形的制品，如大型管材、轴套等，也用于齿轮滑轮、转子和垫圈的生产。设备：立式、卧式（根据制品形状和尺寸）1/14/202314第五节搪塑

1、定义：是用糊塑料制造空心软制品（玩具）的一种重要方法，又称涂凝成型/模塑。2、方法：糊塑料→模具（预热到一定T）→模壁P因受热而胶凝→倒出没胶凝P→热处理（附在mg上P）→冷却→取出制品。3、工艺：糊P（配制好，经脱泡）注入→预热mg（130℃）①整个内P均湿润②避免气泡③灌满④停留15—30分钟。→倒出糊P（1—2mm厚的糊）→将mj送到160℃的烘箱10—40min→取出mj→冷水或风冷80℃以下冷却（1—2min）→取出（抽真空）。例：PVC糊糊塑料在热处理过程中的物理变化，糊P由悬浮体变为制品的过程称为热处理分“胶凝”“熔化”2个阶段。胶凝阶段：是从糊P开始受热到形成薄膜表现出一定力学强度这一阶段。①、∵受热P不断吸收分散剂并溶胀。②、液体挥发→η↑→加热到更高的温度→无光易碎固体物料（胶凝终点）T>100℃熔化阶段：糊P在继续加热下，从—发展到最佳性能的物理变化。①、溶胀的P颗粒粘合。开始熔融。②、随液体组分挥发，界面↓→消失P从颗粒→连继透明体/半透明体（单一相）。③、冷却后仍保持这种状态，且高力学强度。熔化终点的加热T控制在175℃左右。1/14/202315第六节流延铸塑（一）、溶液配制：1）、事先干燥含水量<1%2）二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、丁醇。3）、增塑剂少量4）、混合器中配制经过虑并在恒温下（30℃）静置8h。（二）、铸塑设备：带式流延机大型镀银金属回转，转鼓溶液（配好）→流延嘴→开缝处→流布→有锈钢带上带下吹热风（65℃）→干燥→剥离→干燥厚度：由转速，流延缝口距离决定。（三）、干燥方法：烘干法和熨汤法两种。烘干法：在烘房进行，T随薄膜前进方向逐渐升高，然后由高温↓低温烘干后薄膜含挥发物<1%熨汤法：是利用一系列加热辊右接熨汤薄膜达到干燥。生产原理：将热塑性/热固性P配制一定η的溶液，然后以一定的速度流布在连续回转的基材上，通过加热以脱掉溶剂进而使P固化，从基材上剥离下来，就成为流延法薄膜。薄膜的宽度、决定于基材宽度、长度是连续的，厚度由溶液浓度基材定。制品优：厚度小、厚度均匀、透明度高、内应力小。缺：生产V慢、成本高强度低。↓由不锈钢带及加热装置等组成。↓不锈钢带由前后2个回转辊筒张紧并带动↓前回转辊筒处不锈钢带上部有流延嘴，其下部有开缝。第七节滚塑一、回转成型（滚塑）原理及工艺过程。工艺原理：粉料（计量）→装入→模具→心轴转动→加热室（预定温度）→（mj不行）转动→P粉末和热的模具表面接触→熔结成均匀的熔体。物料在模腔内通过2种形式流动得到混和和热交换：①一种是物料周期性地从模具内表面某一位置跌落。②另一种是物料的剪切流动。它又称旋转铸塑/旋转浇铸成型、回转成型方法：将定量的液状P加入模具中，通过对模具的加热及纵模间的滚动旋转，使P熔融塑化并借P自身的重力作用无均匀地布满mj型腔的整个表面，待冷却固化后脱模即可得中空的制品。特点：①设备简单，小批量生产大型中空制品②厚度均匀（比挤出成型制品）③废料少、无内应力50年代后期开始出现，主要以液状/糊状P加入模具中，而目前用粉状P代替用于滚塑，下面以粉状P为例进行介绍。二、滚塑成型工艺控制

1、滚塑成型的树脂条件

①颗粒越细，表面越大，热传导也就越好。②细度相同树脂，其比表面积的大小以立方体形的最大，薄片次之球形最小。2、加热周期及影响因素

（1）加热温度影响加热温度越高，加热周期越短。循环热风加热装置的加热室温度285—345℃热细夹套装置的温度 90℃—230℃（2）加热介质速度的影响加热介质流动速度不同加热模具所需时间可相差3倍。（3）制品壁厚的影响P的熔结时间主要受制品壁厚控制如PE壁厚增加50%熔结时间增加25%左右但8>10mm后，时间增加一倍。（4）模具材料影响如205℃δ=3.2m的镍制模具与厚度为614mm的铅模具相等加热时间h1比