高分子材料成型加工第十章.ppt

第十章二次成型• 二次成型是指在一定条件下将高分子材料 经过二次成型加工以获得制品的最终型样 的技术 • 二次成型是相对于一次成型而言的，两者 的主要区别在于： • 一次成型是通过材料的流动或塑性形变而 成型，成型过程中伴随着聚合物的状态或 相态转变• 而二次成型是在低于聚合物流动温度或熔 融温度的半熔融类橡胶态下进行的，一般 是通过粘弹性变来实现材料的型材或丕件 的再成型第一节 二次成型原理• 1、聚合物的物理状态： • 聚合物在不同温度下分别表现为玻璃态、 高弹态和黏流态三种物理状态在一定的 相对分子质量范围内，温度和相对分子质 量对非晶型和部分结晶型聚合物物理状态 存在转变• 2、聚合物的粘弹性形变 • 聚合物在加工过程中的总形变是由普弹性 变、推迟高弹性变和粘弹性变三部分组成 • 对于Tg比室温高得多的无定形聚合物，二 次成型的过程是：先将聚合物材料在Tg~Tf 温度范围内加热，使之产生形变并成型为 一定形状，然后将其置于接近室温下冷却 ，使其形变冻结并固定其性状• 结晶聚合物在定性冷却过程中会产生结晶 ，分子链本身因称为结晶结构的一部分或 与结晶区域相联系而被固定，不可能产生 弹性恢复，充而达到定型的目的。

三、成型条件的影响• 二次成型的温度以聚合物能产生形变且伸 长率最大的温度为宜二次成型产生的形 变具有恢复性，模具温度不能太高一般在 聚合物Tg以下，成型温度升高会导致材料 的弹性形变部分减少制品在相同温度收 缩下，成型温度高比成型温度低具有更高 的残余形变，因此在较高温度下成型，可 获得性状稳定性较好的制品第二节 中空吹塑成型• 中空吹塑是制造空心塑料制品的成型方法 ，是借助气体压力使闭合在模具型腔中的 处于类橡胶态的型坯吹胀成为中控制品的 二次成型技术 • 注射吹塑：注射吹塑是用注射成型方法先 将塑料制成有底型坯，再把型坯移入吹塑 膜内进行吹塑成型分为拉伸注坯吹塑和 注射-拉伸-吹塑两种方法• 拉伸注坯吹塑的优点是： • 制品壁厚均匀不需要加工，注射的型坯能 全部进入吹塑膜内进行吹胀故所得中空制 品无接缝 • 注射-拉伸-吹塑 • 在成型过程前收到轴向拉伸，这种方法与 中空成型原理基本相同注坯拉伸吹塑制 品的透明度、冲击强度、表面硬度和刚度• 都能有较大的提高 • 2、挤出吹塑 • 挤出工艺过程包括：挤出、合模、压缩、 冷却定型后脱模 • 挤出吹塑在实际应用中有单层直接挤坯吹 塑、多层共挤出吹塑、挤出-蓄料-压坯-吹 塑和挤坯拉伸吹塑等不同的方法。

• 3、中空吹塑成型的工艺控制 • 对吹塑过程和吹塑制品质量有重要影响的 工艺因素是型坯温度、吹塑模温度、充气 压力与充气速率、吹胀比和冷却时间等 对拉伸吹塑成型的影响因素还有拉伸比第三节 拉幅薄膜成型• 拉幅薄膜成型是在挤出成型的基础上发展 起来的一种塑料薄膜的成型方法它是将 挤出成型所得的厚度为1~3mm的厚片或管 坯重新加热到材料的高弹态下进行大幅度 拉伸而成薄膜拉幅成型使聚合物长链在 高弹态下受到外力作用沿拉伸作用力的方 向伸长和取向，取向后聚合物的物理机械 性能发生了变化出现各向异性强度增加• 拉幅拉伸的取向方法主要分为平模法和管 膜法，管膜法以双向拉伸为特点 • 1、平挤逐次双向拉伸薄膜的成型 • 平挤逐次双向拉伸有先纵向后横向拉伸和 先横向后纵向两种方法 • 纵拉后的膜片在拉幅机内经过预热、横拉 伸、热定型和冷却作用后离开拉幅机，再 经切边和卷绕机得到双向拉伸膜• 2、管膜双向拉伸薄膜的成型 • 成型工艺包括管坯成型、双向拉伸和热定 型三个阶段 • 平模法和管膜法成型双向拉伸膜的工艺， 都可用于制造热收缩膜，但绝大多数热收 缩膜是用管膜法生产第四节 热成型• 热成型是利用热塑性塑料的片材作为原料 来制造塑料制品的一种方法，是塑料的二 次成型。

• 热成型的特点是成型压力较低，因此对模 具要求低，工艺较简单，生产率高，设备 投资少，能制造面积较大的制品；但所用 材料需经过一次成型，故成本较高，而且 制品的后加工较多• 一、热成型的基本方法 • 1、差压成型制品的特点是： • 制品结构比较鲜明，精细部位是与模具面 贴合的一面，而且光洁度也较高； • 成型时，凡片材与模具面在贴合时间上愈 合的部位，其厚度越小；制品表面光泽好 ，并不带任何瑕疵，材料原来的透明性在 成型后不发生变化• 2、覆盖成型： • 与差压成型一样，与模面贴合的一面表面 质量较高，在结构上也比较鲜明和细致 • 壁厚的最大部分在模具的顶部，而最薄的 部位则在模具侧面与底面的交界区 • 制品侧面上常会出现牵伸和冷却的条纹 • 3、柱塞助圧成型 • 差压成型的凹形制品底部偏薄，而覆压成• 型的凹形制品侧壁偏薄，为了克服这些缺 陷，产生了柱塞助压成型的方法分为真 空成型和助压气压成型 • 回吸成型 • 分为真空回吸成型、气胀回吸成型、和推 气真空回吸成型 • 对模成型 • 双片热成型• 2、热成型设备和模具 • 按供料方式有分批进料和连续进料两种类 型工业上的分批进料设备是三段轮转机 ，这种设备按装卸、加热和成型的工序分 为三段。

• 热成型系统分为：加热系统、夹持系统、 真空系统、压缩空气系统、模具 • 工艺条件：准备、夹持、加热、成型、冷 却、脱模和制品的后处理等第五节 合成纤维的拉伸• 合成纤维的成型普遍采用熔融纺丝法和溶 液纺丝法，其生产流程包括纺丝熔体和溶 液的制备、纺丝以及初生纤维的后加工过 程 • 不同制法的初生纤维物理机械性能还是不 够需要进一步加工处理，后加工中拉伸和 后处理最大影响的是拉伸和热定型两个阶 段• 按拉伸纤维的介质来分，一般有干拉伸、 蒸气预拉伸和湿拉伸三种 • 短纤维的后加工包括集束、拉伸、水洗、 上油、干燥、卷曲、热定型、切断和打包 等一系列工序第六节 合成纤维网络丝和空气变形 丝的加工• 网络丝和空气变形丝均是合成纤维长丝经 喷嘴在压缩空气的作用下加工而成的 • 空气变形丝利用压缩空气处理长丝以获得 蓬松性以及其使用具有类似短纤纱某些特 性的加工方法 • 空气变性技术分为以下三种：没有加热过 程、设置带热辊的拉伸区和带加热器的定 性区、丝条在常规空气变形后再经特殊装 置处理可制的各种规格的绒毛丝、花式丝 。