高分子加工工程 课件 第二章 模压成型.pptVIP

模压成型 模压成型 又称压缩模塑，简称模塑。 将聚合物放入成型温度下的模具型腔内，闭模加压而使其成型并固化。 模压成型的发展 20 世纪的前50 年由于酚醛树脂的出现并被大量采用，模压成型是加工塑料的主要方法。 模压成型初期加工的塑料约占塑料总量的70%，但至50 年代该比例降至25%以下，目前约为3%。 不过模压成型仍是一种重要的塑料成型方法，尤其是成型某些低成本耐热等制品。 随着新的树脂基热塑性和热固性模压料的出现以及汽车工业等的发展，模压成型正焕发出新的活力。 模压成型 可用于热固性和部分热塑性聚合物。 主要优点是可模压较大平面的制品和利用多槽模进行大量生产。 主要缺点是生产周期长效率低，不能模压要求尺寸准确性较高的制品。 常用于模压的聚合物：酚醛树脂、氨基塑料、聚酰亚胺、不饱和聚酯等。 模压成型原料 热固性塑料 酚醛树脂，不饱和聚酯与氨基树脂，而环氧树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯、有机硅塑料等的用量则较少。 热塑性塑料 聚烯烃类，聚氯乙烯类，聚苯乙烯类，氟塑料以及多种工程塑料(如聚砜类、聚醚酮类、聚甲基丙烯酸甲酯等)。 模压成型原料 预压（热固性） 将松散的粉状或纤维状的热固性聚合物预先用冷压法（模具不加热）压成质量一定、形样规整的密实体的过程。 所压的物体称为预压物或压片、形坯。 预压物的形状无严格限制，以能用整数且十分紧凑配入模具为最好。 预热（热塑性、热固性） 去除水分和其他挥发物 提供热料以便于模压 模压成型过程（一） 原材料准备 制备模压料或预浸料坯，包括使树脂混合，使树脂与填料或纤维混合在一起，或使增强织物或纤维与树脂浸渍。 原材料准备阶段通常要控制模压料的流变性能，对增强塑料还要控制纤维与树脂之间的粘结。 模压成型过程（二） 预热 对某些热固性塑料预热是在模具外采用高频加热完成的。 对SMC 预热可在模压料置于模腔内后但在合模与流动开始之前进行。 热固性塑料经预热后进行模压成型，可降低模压压力，缩短成型周期，提高生产效率，改善模压料固化的均匀性，从而提高制品的性能。 模压成型过程（三） 熔体充模 从塑料开始流动至模腔被完全充满时为止。 模压成型中物料流动的量是较少的，在某些模压成型过程中，初始的模压料就已充满模腔，基本上没有流动。 流动控制着短纤维增强塑料中增强纤维的取向，从而对制品的机械性能有着直接的影响。 模压成型过程（四） 模内固化 制品在模具内固化，通常模内固化要把模压料由粘流态转变成固态。 对热固性模压料，有些固化在充模过程中就开始发生了，而固化的最后阶段也可以在制品脱模后的后固化加热过程中完成。 根据模压料类型、预热温度以及制品厚度的不同，热固性塑料的固化时间由数秒至数分钟不等。 模压成型过程（五） 制品脱模与冷却 模压成型的最后一个阶段，对制品是否发生变形以及残余应力的形成会有影响。 产生残余应力的一个原因是制品不同部位之间的热膨胀存在差异，因此即使制品在模压成型的温度下是无应力的，在冷却至室温的过程中，也会形成残余应力从而使制品变形。 对粘弹性聚合物，在确定这些应力将如何松弛方面，温度分布与冷却速率是重要的参数。 模压成型过程 高速合模 慢速合模 高速完全合模 加压 开模排气 合模 固化 脱模 模压成型的原理 模压成型热固性塑料时，置于模具型腔内的塑料被加热到一定温度后，熔融成为粘流态并在压力作用下粘裹着纤维一起流动，直至充满整个模腔而取得模腔所赋予的形状。 热量与压力的作用加速了热固性塑料的聚合(或称交联)，随着交联反应程度的增加，塑料熔体逐渐失去流动性变成不熔的体型结构而成为致密的固体。 热固性塑料的模压成型是利用树脂固化反应中各阶段的特性来成型制品的。 模压成型的原理 热塑性塑料模压成型中的充模阶段与热固性塑料的类似，但由于不发生化学反应，故在熔体充满模腔后要冷却模具，使制品固化，才能开模取出制品。 热塑性塑料模压成型时模具需要交替地加热和冷却，成型周期长，生产效率低，因此一般不采用模压方法成型热塑性塑料制品。 只有在成型大型厚壁平板状制品和一些流动性很差的热塑性塑料时才采用模压成型方法。 模压成型的优点 没有浇注系统，原料损失小。 制品的内应力很低，制品的翘曲变形也很小，机械性能较稳定。 模压料的流动距离短，模腔的磨损小，模具的维护费用较低。 成型设备的造价较低，模具结构简单、制造费用低，适于多品种小批量制品的生产。 特别适于成型不得翘曲的薄壁制品和壁厚相差较大的制品。 模压成型的优点 可成型较大型平板状制品，模压所能成型的制品的尺寸仅由已有的模压机的合模力与模板尺寸所决定。 制品的收缩率小且重复性较好。 可在给定的模板上放置模腔数量较多的模具以提高生产率。 可以适应自动加料与自动取出制品，自动模压成型广泛用于生产小制品。 模压成型的缺点 成型周期较长，效率低，劳动强度大。