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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。减少粉尘。提高传
2、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，预热）、预热的优点缩短周
3、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，分子取向不断改变，分子之间发生强烈摩擦
4、，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不同酚醛塑料高频电热的温度与时间关系线中
5、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k=1，比塑料小，表观密度大，同样条件得到的温度高。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，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
6、。,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
7、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：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。,不溢式塑模压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,阳模触料，压力升，溢料下降。密实，缩小。体积不
8、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：指规定的模具温度塑料温度：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
9、膨胀区。,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：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：厚制品适当降低模具温度，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
10、：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，减少内应力，裂纹等。大厚制品度小时，小薄制品：度小时。烧结温度：热稳定性好：；热稳定性差：度；保温：不同制品大小，稳定性等小时。分解温度：度开始，度加剧。分解物毒性大，全氟异丁烯，四氟乙烯，全氟丙烯，通风保护。冷却：非晶相晶相，快冷（液体），晶度小，慢冷（空气）晶度大。厚度大于4mm，度小时，大于25mm，度小时,
