各类塑料及加工工艺

各类塑料及加工工艺


塑料是以单体为材料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物,抗形变能力中等,介于纤维和橡胶之间,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。在受外力作用时,发生形变,外力取消后,仍能保持受力时的状态。

塑料的主要成分是树脂。树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名,如松香、虫胶等。树脂约占塑料总重量的40%~100%。塑料的基本性能主要取决于树脂的本性,但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成,不含或少含添加剂,如有机玻璃、聚苯乙烯等。

塑料选材

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塑料是现代材料的代表,优势劣势很明显。但是随着科技进步,塑料的性能越来越容易掌控,在几乎所有行业中,塑料的应用越发广泛(以塑代钢、以塑代木),这种趋势也提醒着设计师塑料的地位。

设计师在使用材料的时候,第一应当考虑材料的性能是否符合要求,而不是从视觉出发。如何使材料的性能与美感配合服务于产品,正是工业设计师设计的关键所在。

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通用塑料

生产量大、货源广、价格低、适用于大量应用的塑料。具有良好的成型工艺,可选用多种成型工艺制成用途多样的产品,包括塑料袋、保鲜膜、饭盒、家具、电器等。

聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物(ABS)


 聚乙烯(PE)

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聚丙烯(PP)

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聚氯乙烯(PVC)

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聚苯乙烯(PS)

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丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物(ABS)

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工程塑料

可用作工程材料和代替金属制造及其零部件等的塑料。与通用塑料相比,工程塑料能够接受更强的外力作用,且具有良好的机械性能,耐高温,耐低温,尺寸稳定性好,能够满足更高的使用要求。

工程塑料又可以细分为两类,通用工程塑料和特种工程塑料。通用工程塑料有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和热塑性聚酯五大通用工程塑料。特种工程塑料指的是耐热性高达150摄氏度以上的工程塑料。上面提到的以塑代钢、以塑代木,多指工程塑料类,常应用于电子电器、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等领域。

 

特种塑料

一般指具有特种功能,可用于航空、航天等特殊领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用,增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能,这些塑料都属于特种塑料的范畴。

 

 

加工工艺

注塑成型

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注塑成形又称注射成形,是加工热塑性塑料成形制品的一种重要方法。

将热塑性或热固性模塑料在可控温度的料筒内加热塑化,在压力作用下通过喷嘴进入浇口、流道在进入模腔,快速固化后,开模,顶出制品。

在改进型工艺——无流道模塑中,流道是模腔的一部分。

注塑制品品种多,如日用塑料制品、机械设备和电器的塑料配件等。除氟塑料外,几乎所有的热塑性塑料都可采用注塑加工,另外注塑还可用于某些热固性塑料的成形。

 

 

 

挤出成型

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挤塑成形又称挤出成形,是利用挤出机把热塑性塑料连续加工成各种断面形状制品的方法。

将热塑性或热固性模塑料装入料斗,然后进入料筒中,在料筒中加热、塑化,并通过螺杆放置将物料前推,并通过具有所需截面构成的喷嘴。

这种方法主要用于生产塑料板材、片材、棒材、异型材、电缆护层等。目前,挤塑制品约占热塑性塑料制品的40%50%

 

 

 

吸塑成型

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吸塑成型也称热成型。成形时将热塑性塑料板材或片材夹持起来,固定在模具上,用辐射加热器加热,当加热到软化温度时,用真空泵抽去板材和模具之间的空气,在大气压力作用下,板材拉伸变形贴合到模具表面,冷却后定型成为制品。

    吸塑成形可用于成形包装制品,如药品包装、一次性餐盒、电子产品如纽扣电池包装等,较厚的板材还可成形壳罩类制品如冰箱内胆、浴室镜盒等。

真空成形常用的材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS、聚碳酸酯等材料。

 

 

 

吹塑成型

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吹塑成形也称中空成形,源于古老的玻璃吹瓶工艺。依塑料管状形坯制取的方法不同,吹塑成形还分为两大类:挤出吹塑成形和注射吹塑成形。

将加热的热塑性塑料挤出管放到开口模具的两半模之间,施加气体压力,使其靠住封闭的模具侧壁膨胀,开模,顶出制品。

吹塑成形在日用工业中常用来成形轿车油箱、轿车暖风通道、化学品包装容器、便携式工具提箱等。

 

 

 

压制成型

 

通常用热塑性树脂或部分聚合的热固性树脂进行预成型后,将物料放入加热的型腔中,合模,并加热加压,使物料流动并充满型腔,加热使其完全聚合,打开模具,取出制品。

 

压延成型

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压延成型经串联式加热或冷却辊滚压将面团式热塑性塑料熔体制成厚度均匀的板。还可以用于将塑料覆盖层压到其他材料背侧。

压延是生产高分子材料薄膜和片材的成形方法,既可用于塑料,也可用于橡胶。如在最后一对辊间同时通过已经处理的纸张或织物,使热的塑料或橡胶膜仅在辊筒压力下与这些基材贴合在一起,可制造出复合制品。这种方法称为压延贴合,对橡胶而言,又称贴胶。大家熟悉的人造革、地板革、壁纸等均是塑料与基材的复合制品。

 

 

 

发泡成型

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在发泡成型过程或发泡聚合物材料中,通过物理发泡剂或化学发泡剂的添加与反应,形成了蜂窝状或多孔状结构。

(1) 化学发泡。由特意加入的化学发泡剂,受热分解或原料组分间发生化学反应而产生的气体,使塑料熔体充满泡孔。化学发泡剂在加热时释放出的气体有二氧化碳、氮气、氨气等。化学发泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生产。 
(2) 物理发泡。物理发泡是在塑料中溶入气体或液体,而后使其膨胀或气化发泡的方法。物理发泡适应的塑料品种较多。 
(3) 机械发泡。借机械搅拌方法使气体混入液体混合料中,然后经定型过程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用于脲眠甲醛树脂,其它如聚乙烯醇缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等也适用。

几乎所有的热固性和热塑性塑料都能产生微孔结构,制成泡沫塑料,常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。 

 

 

层压成型

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层压成型需先将热塑性或热固性树脂预浸渍或喷涂增强布、纸、箔等增强材料,在压力下模塑成板材、棒材、管材或其他简单形状的型材。

 

 

浇注成型

 

将液体塑料(除丙烯酸塑料外,通常为热固性塑料)浇注到模具内,固化成型(无压力),成型后从模具中脱落。热塑性塑料则以溶体形式或热熔体形式沉积到抛光度极高的支撑表面上,制成热塑性塑料薄膜。

浇注成型能生产厚截面的大型制品,制品表面质量好,适用于大批量生产。

 

传递模塑成型

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将热固性塑料从料斗中进入传递箱中,进行加热塑化,然后利用柱塞通过封闭的磨具浇口和流道进入型腔中,固化成型,再开模,顶出制品。

该项技术近年来发展很快,在飞机工业、汽车工业、舰船工业等领域应用日广,并发展出多种分支,满足了不同领域的应用需求。

 

 

手糊成型

 

手糊成型又称手工裱糊成型、接触成型,指在涂好脱模剂的模具上,采用手工作业,即一边铺设增强材料,一边涂刷树脂直到所需塑料制品的厚度为止,然后通过固化和脱模而取得塑料制品的这一成工艺。

 

熔融沉积成型

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这种工艺是通过将丝状材料如热塑性塑料、蜡或金属的熔丝从加热的喷嘴挤出,按照零件每一层的预定轨迹,以固定的速率进行熔体沉积。

 

 

数控成型

 

CNC计算机数字控制机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。 

该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作并加工零件。

 


注:素材均来源于网络。