压缩模塑定义及其学习思维导图

压缩模塑定义及其学习思维导图，讲述了模压压力、冷压烧结成型(PTFE为例）、常用塑料的模压工艺、模压温度、不正常现象分析等。

压缩模塑

• 模压成型的控制因素 工艺之三要素 一、模压压力 二、模压温度 三、模压时间
• 模压压力
  • 定义：使模塑料完全充满型腔所施加的必要压力，用塑件在垂直方向上单位面积所受的力表示 P1为压机表压，R为主柱塞半径，A为阳模与塑件接触部分的投影面积
  • 作用
    • a.使塑料在塑模中加速流动；
    • b.增加塑料的密实度；
    • c.克服树脂在交联反应之中放出的低分子物以及其他挥发物所产生的压力，避免出现肿胀和脱层缺陷；
    • d.紧密闭合模具，使制品具有固定的尺寸、形状和最小毛边；
    • e.纺织制品在冷却时发生形变。
  • 确定因素
    • 塑料种类
    • 模温
    • 制品形状和尺寸
    • 其他工艺条件
  • 模压压力的确定
    • a.塑料的流动性越小，硬化速率越快，压缩率越大，需施加的压力越大；
    • b.制品形状越复杂，深度越大，面积越大时，需施加的压力越大；
    • c.预热的塑料比未经预热的需施加的压力小，因前者流动性大；
    • d.一定范围内，提高模具温度可有利于模压压力的降低，但模温过高，靠近膜壁的塑料就过早固化而是它对降低模压压力没有作用。
  • 模压与（物料）预热温度关系
    • Tp<Tc:预热温度越高，流动速度越大，模压压力越小；
    • Tp=Tc，临界预热温度，流动速度最大；
    • Tp>Tc，导致交联发生，流动性降低，所需模压压力升高。
  • 压机吨位与压表
    • G有：压机有效吨位；A：制品的最大压制面积；Pm：模压压力；n：模具内加料室的个数
  • 变化规律【与采用的模具类型有关】
    • 1、溢式模具：阳模触及物料（模压逐渐增大）→溢料开始（压力逐渐降低）→粘度高到不再溢料（保压）→开模/泄压取制品 交联固化是在不等压下进行的
    • 2、不溢式模具
      • ①压力急剧上升到规定模压压力（体积减小）；
      • ②（图中②、③）压力不变（先受热膨胀，体积增大，然后由于交联反应，③处体积开始减小直至完全固化）
      • ③开模卸压（由于弹性回复，图中④处体积增大）
      • ④制品恢复到常压（由于冷却，体积下降）
      • 固化是在等压下进行的
    • 3、有支承面半溢式模具
      • ①施压
      • ②塑料受热：塑料受热发生膨胀，但由于有支承面，型腔体积不变，物料的热膨胀只能反应为压力的增加。
      • ③固化：由于物料发生交联固化反应，物料发生收缩，压力又开始下降，下降的大小取决于收缩的程度，甚至压力完全消失（虚线表示）
      • ④卸压：压力下降后，制品的体积因弹性恢复而有所增加，如果收缩过大，体积发生变化
      • ⑤制品冷却：制品体积因冷却而下降
• 冷压烧结成型(PTFE为例）
  • 冷压烧结成型属于一种特殊的模压成型。大多数氟塑料虽为直链状热塑性聚合物，但把它加热到结晶转化点(327℃)以上,只是形成无晶质的凝胶态，极高熔体粘度而不能流动。
  • 冷压烧结成型塑料品种有：聚四氟乙烯（PTFE)，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，聚酰亚胺(PI)等难熔塑料。
  • 工艺过程• 冷压制坯• 坯件烧结• 烧结物冷却
    • 冷压制坯（1）过筛：20目～40目（粒径约04～0.8mm)，称量；（2）加料（3）加压：(30～50)MPa。压力过高，颗粒滑移，产生裂缝；压力过低，内部不紧密，制品性能下降。
    • 烧结（1）升温：升温速率：大型制品（30～40）℃／h； 小型及薄板制品（80～120）℃／h；在300 -340℃保温一段时间。烧结温度380～400℃，对热稳定性差的（360～375）℃（2）保温： 大型制品 5～10h；小型制品 1h（3）冷却：降温速率： 大型制品（15～24）℃／h小型制品（60～70）℃／h
• 聚四氟乙烯（PTFE）
  • 聚四氟乙烯是最重要的氟塑料。总产量占氟塑料的60%-80%.

  • 性能特点
    • 最为突出的优点：具有极低的摩擦因数和极好的自润滑性。
    • 能耐各种强酸、浓碱、强氧化剂以及盐类，对沸腾的王水也很稳定；良好的热稳定性，且不受氧、臭氧、紫外光作用，不易老化。也不受潮湿、霉菌、虫、鼠等的影响
    • 耐候性能：优良，在10年以上，0.1mm薄膜在室外暴露6年，外观和力学性能均无明显变化。分子中无光敏基团，对光和臭氧作用很稳定，具有很好的耐大气老化的性能。具有自熄性，不能燃烧，极限氧指数 95，是所有塑料中最好的。
• 不正常现象分析
  • 原材料（水分、挥发分、填料、分子量及分布、流动性、热敏性等）。
  • 加工设备（能力满足情况）
  • 模具（型式、顶出、排气）
  • 工艺（温度、时间、压力、速度等）
• 模压时间熔融体充满型腔到固化定型所需时间
• 常用塑料的模压工艺
• 模压温度
  • 定义：模压时规定的模具温度
  • 作用：使物料熔融流动充满型腔；提供固化所需热量
  • 调节和控制Tm的原则：保证充膜固化定性并尽可能缩短模塑周期
  • 温度对流动性的影响
  • • ①一般模压温度越高，模塑周期越短
    • ②对于厚壁制品，应适当降低模压温度，以防表面过热，而内部得不到应有的固化
    • ③与物料是否预热有关，预热料内外温度均匀，塑料流动性好，模压温度可比不预热的高些.
    • ④应确保各部位物料的温度均匀，一般温差控制在±5 ℃内）
  • 压制温度（成型温度或者模温）与时间。
    • 熔体充满型腔到固化定型所需时间随模温增加而减小（时温等效）；另一方面模温不变，随制品壁厚的增加，时间随之增加。
    • 通常，模压压力、温度和时间三者并不是独立的，实际生产中一般是凭经验确定三个参数中的一个，再由试验调整其它两个，若效果不好，再对已确定的参数进行调整。