塑料的一次成型.ppt

塑料的一次成型
★<一次成型>:塑料原材→粘流态→流动→成型→定型(冷却<热塑>、交联固化<热固>)→后处理
 
★<二次成型>:一次成型产品(片、管等)→高弹
态→→成型→→定型、后处理
★   一次成型工艺: ①挤出(extrusion);②注射(injection);③模压(molding);④压延(calendering);⑤铸塑(casting);⑥传递模(transfer molding);⑦模压烧结(molded sintering);⑧泡沫塑料(foam plastic)
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外力
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1 挤出成型(挤塑、挤压、模塑)
★定义:借助螺杆或柱塞的挤压作用,使受热融化的塑料在压力推动下,强行通过口模而成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。
★种类: 连续—螺杆挤出;
间歇—柱塞挤出。

★   适用范围: 原材料:热塑性、热固性(较少)
产品:管材、片材、线缆包覆等。
连续法挤塑的工艺过程及主要设备
★挤出过程:挤压→→熔化→→强行通过口模→得到一定形状的制品。
 
(1)工艺及设备
* 工艺过程:原材料准备和干燥→→挤出成型→→定型→→牵引→→后处理
* 主要设备:挤出机定径套牵引机切割机
冷却系统卷取装置等
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挤压
(2)挤出机
* 基本结构:传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头与口模。
A. 螺杆:
→→经过滤网到机头
加料段(75%固态)、压缩段(固/液共存区)、均化段
* 选择螺杆应注意几个特征参数:直径(D)、长径比(L/D)、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺杆与料筒的间隙等。
①直径(D):D↑,加工能力↑。挤出机生产率∝D2,D通常为45~150mm;
但L/D过大,物料可能发生热降解,螺杆也可能因自重而弯曲,功耗增大;L过小则塑化不良。L/D通常为18~25;
②长径比(L<工作部分有效长度>/D):L/D↑,改善物料温度分布,有利于混合及塑化,生产能力↑;
④螺旋角(φ,螺纹与螺杆横断面的夹角):
φ↑,生产能力↑,对塑料的剪切作用和挤压力↓。通常φ=10~30o,若用等距螺杆,螺距=直径,则φ=17o41’;
⑤螺槽深度(h):h↓,剪切速率↑,传热效率↑,混合及塑化效率↑,生产率↓。故热敏性塑料(如PVC)宜用深螺槽,而熔体粘度低且热稳定性好的塑料(如聚酰胺等)宜用浅螺槽。
③压缩比(螺杆加料段第一个螺槽与均化段最后一个螺槽的容积比):压缩比↑,塑料受到的挤压作用↑;
B. 机头与口模:
滤网、多孔板、分流器、模芯、口模和机颈等。
★作用:机头将处于旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动,使塑料进一步塑化均匀,并导入口模。口模给予塑料熔体所需的形状。
★组成:
挤出成型原理
(1)固体输送(主要发生在加料段)
* 依靠力: 压力流动
拖曳流动
* W. H. Darnell 等认为,料筒与螺杆间的固体离子连续整齐地排列着,并塞满了螺槽,形成“弹性固体”。
受力情况: Fs —螺杆对固体塞的摩擦力,推力;Fb —料筒对固体塞的摩擦力,阻力。
Fbz — Fb 在Z轴方向上的分力。