七塑料的次成型.PPTVIP

第七章 塑料的二次成型 1、什么是二次成型 在一定条件下，将板、片、棒等塑料型材通过再次 加工成型为制品的方法。 二次成型是相对于一次成型而言的。 有些高分子材料制品由于技术上和经济上的原因，不能够或不适于经过一次成型即取得制品的最终形状，因而需要以一次成型技术的产物为对象，经过再次成型来获得最终制品。 2、二次成型与一次成型的区别 一次成型主要是通过塑料的流动或塑性形变实现造型， 成型过程中总伴随有聚合物的状态或相态转变。 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，一般是通过粘弹形变来 实现材料型材或坯件的再成型。 在高分子材料中，橡胶和热固性塑料经一次成型以 后，发生了交联反应，其分子结构变成网状或体型结构， 遇热不再熔融，也不溶于溶剂。如果加热温度过高，只能 炭化。因此，橡胶和热固性塑料是不适于二次成型的。 热塑性塑料在一定温度下可以软化、熔融流动，冷却 后获得一定的形状，再加热又可再软化乃至熔融流动，所以 二次成型仅适用于热塑性塑料。 目前二次成型技术主要包括： 中空吹塑成型、薄膜的双向拉伸、热成型以及 合成纤维的拉伸。 第一节 二次成型的粘弹性原理 一、聚合物的物理状态 聚合物在不同的温度下分别表现为玻璃态(或结晶态)、 高弹态和粘流态三种物理状态。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 合物物理状态转变的关系如图所示 。 非晶型聚合物在玻璃化温度Tg以上呈类橡胶状，显示 出橡胶的高弹性，在粘流温度Tf以上呈粘性液体状； 部分结晶型聚合物在Tg以下呈硬性结晶状，在Tg以上 呈韧性结晶状，在接近熔点Tm转变为具有高弹性的类 橡胶状，高于Tm则呈粘性液体状。 聚合物在Tg~Tf（m）间，既表现液体的性质又显示 固体的性质。塑料的二次成型加工就是在材料的类橡胶 态下进行的，因此在成型过程中塑料既具有粘性又具有 弹性，在类橡胶态下，聚合物的模量要比玻璃态时低，形 变值大，但由于有弹性性质，聚合物仍具有抵抗形变和恢 复形变的能力，要产生不可逆形变必须有较大外力作用。 1、一次成型的温度区 粘流温度Tf或熔融温度Tm以上。 2、二次成型的温度区 无定形高聚物，熔融温度以下，玻璃化温度以上； 部分结晶的高聚物，熔点附近。 3、适合二次成型的塑料 适合于Tg比室温高得多的聚合物。 因为它们成型的制品要在室温下长期使用，这样才能 具有良好的尺寸稳定性。 二、聚合物的粘弹性形变 根据经典的粘弹性理论，聚合物在加工过程中的总形变 是由普弹形变、推迟高弹形变和粘性形变三部分组成的。 对于玻璃化温度Tg比室温高得多的无定形聚合物，二 次成型加工是在Tg以上，粘流温度Tf以下，受热软化，并受 外力作用而产生形变，忽略瞬时普弹形变，而塑性形变又很 小，此时发生的形变主要是推迟高弹形变。 对于Tg (或Tm)比室温高得多的无定形(或结晶程度低的) 聚合物，二次成型通常按下述方式进行： ①将该类聚合物在Tg (或Tm)以上的温度下加热，使之产生 形变并成型为一定的形状； ②形变完成后将其置于接近室温下冷却，使形变冻结并固定 其形状(定型)。 对结晶聚合物形变过程则在接近熔点Tm的温度 下进行。 冷却定型过程中产生结晶，不可能再产生热弹性的 回复，从而达到定型的目的。 聚合物在高弹态下表现出弹性和粘性，在加工过程中 的形变是在外力和温度共同作用下，大分子形变和进行重 排的结果。 聚合物大分子在外力作用时与应力相适应的任何形变都 不可能在瞬间完成。 把大分子的形变经过一系列的中间状态过渡到与外力 相适应的平衡态的过程看成是一个松弛过程，这过程所 需的时间称为松弛时间。 聚合物的二次成型加工正是利用松弛过程对温度的这 种依赖性，辅以适当外力，使聚合物在较高的温度下能 以较快的速度、在较短的时间内经过形变形成所需形状 的制品。 第二节 中空吹塑成型 一、 概 述 中空吹塑是制造空心塑料制品的一种成型方法，它借鉴 于历史悠久的玻璃容器吹制工艺，至20世纪30年代开发出塑 料吹塑技术。1950年吹塑塑料瓶开始工业化应用，1954年高 密度聚乙烯问世以后，大大促进了吹塑成型中空薄壁容器和 其它制品的开发应用。 中空吹塑成型： 借助于气体的压力，把在闭合模具中呈热融状态的塑料 型坯吹胀形成空心制品的工艺技术。 根据型坯的生产特征不同，可以分为： 挤出——吹塑 注射——吹塑 挤出——吹塑 用挤出机制造管状型坯，并把它置于开启的两瓣模具 之间，然后闭合模具，封闭型