实验五 缩模塑实验.docVIP

实验三 压缩模塑实验 一、实验目的 1．了解热固性塑料加工成型的基本原理； 2．掌握酚醛压塑粉的配合工艺； 3．掌握酚醛塑料和模压成型方法。 二、实验原理 热固性塑料是由热固性树脂为主要原料加上各种配合剂所组成的可塑性物料。常见的有酚醛、脲醛、密胺、环氧和不饱和聚酯等几大类。这些树脂的共同特点都是含有活性官能团的聚合物，在加工成型过程中能够继续发生化学反应，最终固化为制品。 热固性塑料也可以通过多种的成型方法和工艺，加工成型为各式各样的塑料制品。不同类型的热固性塑料的成型工艺有所不同，其中以酚醛塑料的压制成型最为重要。压制成型又分为模压和层压，模压又叫压缩模塑。本节仅就酚醛压塑粉模压实验为例，讨论热固性塑料的加工成型。 酚醛树脂是酚类化合物和甲醛缩聚反应的聚合物，其聚合方法又分为酸法和碱法，碱法树脂多为层压用料，酸法多为模压料。纯粹的酚醛树脂通常是不直接加工和应用的，大多数情况下，酚醛树脂都是与填料和其它配合剂通过一定的加工程序而成为热固性物料。用得最多的是酚醛压塑粉，其加工方法主要是压制，其次是注塑和挤出等成型。酚醛塑料制品有良好的物理机械性能和电性能。其制品种类繁多，应用广泛，特别是电工、电器和电子工业等部门。 酚醛压塑粉是多组分塑料，一般由酸法酚醛树脂、固化剂、添加剂等组成。酸法酚醛树脂是线型分子低聚物，分子量通常是几百到几千。它是塑料的主体，六次甲基四胺是树脂的固化剂，它是碱性的，在受热或潮湿条件下分解出甲醛和氨气。 酸法酚醛树脂与甲醛在碱性条件下，将进一步的缩合并且交联。 木粉是一种有机填料，实质是纤维素高分子化合物，使它分散于酚醛树脂的网状结构中，有增容、增韧及降低成本的作用。此外，纤维素中的羟基也可能参与树脂的交联，有利于改善制品的力学性能。 石灰和氧化镁都是碱性物质，对树脂的固化起到促进作用，也可以中和酚醛树脂中可能残存的酸，使交联固化完善，有利于提高制品的耐热性和机械强度。 硬酯酸盐类作为润滑剂，不但能增加物料混合和成型时的流动性，也利于成型时的脱模。 着色剂，酚醛树脂色深，其制品多为黑色或棕色，常用苯胺黑作着色剂。 酚醛压塑粉是酚醛树脂和上述各种配合剂通过一定的加工程序而制成的，首先是树脂粉碎后和配合剂的捏合混合，然后再在130℃左右的温度下进行辊压塑炼，再经冷却、磨碎而成。压塑粉中的树脂已从原来的甲阶段到达乙阶段，具有适宜的流动性，也有一定的细度、均匀度及挥发物的含量，可以满足制品成型及使用的要求。 酚醛压塑粉的模压成型是一个物理－化学变化过程，压塑粉中的树脂在一定的温度和压力下，熔融、流动、充模而成型。树脂上的活性官能团发生了反应，分子间继续缩聚以至交联起来；在经过适宜的时间后，树脂从乙阶段推进到丙阶段，即从较难熔难溶的状态逐步发展到不熔不溶的三维网状结构，最终固化完全，保证了制品的性能。 模压成型工艺参数是温度、压力和时间。温度决定着压塑粉在模具中的流动状况和固化的速度。高温有利于缩短模压成型的周期，而且又能提高制品的表面光洁度等物理机械性能。但若过高的温度，树脂会因硬化太快而充模不完整，制品中的水分和挥发物排除不及，存在于制品中使制品性能不良。反之，若温度过低，物料流程短，流量小，交联固化不完善，生产周期延长，也是不宜的。通用型酚醛压塑粉的模压成型温度，一般控制在145～185℃为宜。不同种类和不同的制品的模压温度须通过实验方法来确定。 模压压力是指完全闭模到脱模前这段时间的维持压力。压力的高低主要取决压塑粉的性能，模压温度高低与压制品的结构和压塑粉是否经过预热预压等都有关，过高过低都不宜。酚醛压塑粉模压成型压强通常是10～40MPa，压机的油缸表压可考虑压制面积等参数通过换算来确定。 模压的时间即保压时间，主要决定于塑粉在乙阶段时的硬化速度，和压制品的厚度、压制温度等也有关。模具温度达到模压温度时，通用型压塑粉的固化速度约 45～60 s／mm。模压时间＝固化速度×制品厚度。 三、设备仪器和原料 1．设备仪器 （1）100吨电热油压机； （2）平板模具2付 （3）电子控温装置 （4）万能制样机 （5）高阻计 2．原料与配方 （1）原料：酚醛树脂PF2A2－141；PF2C3－431（浙江嘉民塑胶公司） （2）酚醛压塑粉的配方（通用型）： 酸法酚醛树脂 100（Wt） 木粉 100 六次甲基四胺 12.5 石灰或氧化镁 3.0 硬酯酸钙 2.0 苯胺黑 1.0 四、实验步骤 （一）模压 （1）实验前的准备 模具预热是通过压机加热，严格控制上、下模板的温度一致，模压温度为175℃ （2）加料闭模压制 ①按照塑件重量180g用天平称取一定量的酚醛压塑粉迅速加入到压机