高分子材料成型

(3) 成型 把混炼胶通过成型加工成各种橡胶制品或半成品。 常用成形方法有注射成形、压延过程、挤出成形等。 ① 压延 将混炼胶料通过辊压制成一定厚度、宽度或各种 断面形状的胶片，或者在所用的纺织物上挂上一层 薄的胶层，这种工艺过程称为压延。用作压延的机 器叫做压延机，根据压辊的数量，压延机有双辊、 三辊、四辊和五辊之分。压延可以完成压片、压型、 贴胶、擦胶、贴合等作业。
2 橡胶制品的成型加工过程 橡胶制品的生产主要包括塑炼、混炼、成形、硫 化等加工过程。 (1) 塑炼 橡胶具有高弹性，但可塑性极差。塑炼使橡胶 分子链断裂，减少分子的长度，提高其可塑性。 增加橡胶可塑性的工艺过程。分为低温塑炼和 高温塑炼。 (2) 混炼 通过机械作用使塑炼后的生橡胶与各种配合剂 均匀混合的工艺过程。其目的是生产出符合品质要 求的混炼胶。
压制成型(compression molding process)
——热固性塑料通常采用的成形方法。
压制成型又叫模压成型，与粉末冶金的压制成 型相似。将塑料原料（粉末、颗粒或片）放入金属 模具内，加热加压，使其在模具内成形、硬化。 压制过程的三个相互关联的基本参数： 压制温度、压力、时间对压制品的质量影响 很大，应严格控制。
第六章
高分子材料成型
高分子材料：塑料，橡胶
一、塑料制品的成型
塑料是以合成树脂为主要成分的有机高分子材料。 1 塑料分类 塑料的种类很多，分类方法也很多。常用的二种为： 按塑料的受热行为分类：热固性塑料，热塑性塑料 按塑料的使用特点来分：通用塑料、工程塑料 和特种塑料
热固性塑料是一种化学不溶解的高分子材料。它是热 固性聚合物加热到一定温度发生化学反应，引起分子 间粘结或交联、硬化或聚合而固化的。固化以后即使 再加热也不能回复到原始状态。
热固性塑料一般以缩聚树脂为基础制成，如：酚 醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、聚氨酯塑料等。 热塑性塑料则相反，在室温下是固态，受热软化， 达到熔点变成粘性液体；冷却到熔点以下的粘性液 体重新凝固。循环地加热和冷却，熔融和凝固重复 出现。 热塑性塑料一般由聚合树脂制成，如：聚乙烯、 聚氯乙烯、聚丙烯、ABS、有机玻璃、尼龙等。
硫化是橡胶制品生产工艺中最重要的工序之一， 各种橡胶制品都必须通过硫化来获得满足使用要求的 性能。硫化是在硫化机上进行的，温度、压力和硫化 时间是必须严格控制的工艺参数。
加热是为了能够发生和加快硫化的化学反应；
加压可以使橡胶更好地成形，增大密度，并能与提高 橡胶制品强度的纺织物很好地结合； 保持一定的硫化时间是为了使橡胶制品具有合适的性 能。硫化温度和时间的相互影响很大：温度越高，胶 料的硫化速度越快，需要的硫化时间就越短。一般硫 化温度平均每增加10℃，硫化时间几乎可以缩短一半 左右。
浇注成型
适于热固性塑料，具体操作同于铸造。
吹塑成型
பைடு நூலகம்
——适于热固性塑料
是把熔融状态的塑料型环放置于模具型腔内， 借助于压缩空气吹胀冷却而得到一定形状的中空塑 料制品的成型加工方法。如: 瓶、罐、筒类件的生 产。 注射吹塑成型过程及挤出吹塑成型过程如下 图所示。
注射吹塑成型过程
压缩空气
(a)
(b)
(c)
真空成型示意图
二.橡胶制品的成型过程
1 概述 橡胶是以有机高分子聚合物为基础的材料。 橡胶分类：按来源分，分为天然橡胶和合成橡胶； 按应用范围分，分为通用橡胶和特种橡胶。
橡胶的特点：高弹性、良好的耐磨性、隔音性、 阻尼特性及电绝缘性等。
橡胶的用途：密封件、轮胎、减振件、传动胶带等。 生产橡胶制品的原材料：生橡胶
2 塑料制品成型方法
塑料的原料一般为粉末状、颗粒状或液体，根据要 求有时需要加入适当的添加剂（如：增塑剂、填料、 防老化剂、阻燃剂、增强材料等）。 无论是热塑性还是热固性塑料，一般都需要在一定 的温度和压力下才能塑压成形。
塑料成形的方法很多，常用的有： 注射成形、挤出成形、浇注成形、压制成形、 吹塑成形等。
挤出成形(extrusion process)
塑料挤出成形示意图 1—料筒，2—加热器，3—冷却水或气
更换不同的模嘴则可以生产不同截面的型材。
适用范围： 挤出成型适合于热塑性塑料的管材、棒材、 板材等塑料型材的生产。 优点：可以自动连续生产，效率高。
缺点：制品尺寸精度较差， 不能用于热固性塑料制品的生产。
通用塑料是指那些常用的塑料品种，主要包括聚氯 乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛和氨基塑 料等；它们的产量大，用途广，价廉。 工程塑料是指具有优良力学性能的塑料，它们可以用 来制造承受一定载荷的工程结构塑料件，能部分代替 金属材料制造各种塑料机械零件和配件。工程塑料通 常是指ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、尼龙等。 特种塑料都具有某一方面的特殊性能，如高的耐热性、 电绝缘性、耐腐蚀性、导电性、导磁性等。有些特种 塑料是塑料基复合材料。
③模压 模压（也叫热压）成形往往和硫化同时进行，模 压后就得到橡胶制品。它的加工原理和过程与塑料的 模压成形类似。可以生产橡胶垫片、密封圈、复杂形 状的橡胶制品等。在橡胶工业中应用十分广泛。 对于一些流动性好的橡胶（包括粉末胶料）， 也可以注射成形。它的原理和过程与塑料的注射成 形相似。
橡胶制品实物照片
(4) 硫化 将塑性橡胶转化为弹性橡胶的工艺过程。是橡胶 成形的最重要工序之一。一般用硫磺在硫化机中进行 硫化过程，使橡胶由链状结构转化为网状结构。 随着橡胶工业技术的发展，已有很多不用硫磺硫 化而可以使橡胶（尤其是合成橡胶）分子发生交联 的方法。然而，凡是能使塑性橡胶转变为空间网状 结构的弹性橡胶的工艺，不管用不用硫磺，均称为 硫化。工业生产中，很多橡胶制品的硫化和成形是 同时进行的。
②压出
橡胶的压出成形与塑料的挤出成形相似。很多橡 胶制品是采用螺杆压出成形机进行生产的。通过压出 机螺杆的旋转，使胶料在螺杆和筒壁之间受到强大的 挤压力，胶料被加热塑化，并不断向前推送，最后通 过模嘴压出具有一定断面形状的半成品。更换不同的 模嘴，可以压出各种断面形状的橡胶坯件。 压出成形在橡胶工业中应用很广，如轮胎胎面、 内胎、胶管、电线以及各种断面形状的制品。压出成 形的橡胶坯件经过硫化，就成为产品了。
注射成形(injection-molding process)
注射成形示意图 1—顶出杆，2—制品，3—加热器，4—颗粒塑料，5—柱 塞，6—分流梳
适用范围： 注射成型是热塑性塑料的一种主要成型方法。可以 生产各种形状的塑料制品。 某些流动性好的热固性塑料也可采用注射成型工艺。 优点：机械化、自动化生产，生产效率高，制品尺 寸精度高，可压制形状复杂、薄壁（如电视机外壳） 或有金属嵌件的塑料制品。 缺点：设备和模具成本高。
(d)
注射吹塑成型过程
1—注射机；2—注射型坯；3—空心凸模； 4—加热器；5—吹塑模；6—制品
挤出吹塑成型过程
压缩空气
(a) (b) (c) (d)
挤出吹塑成型过程 1—挤出机头；2—吹塑模；3—管状型坯；4—压缩空气吹嘴；5—制品
真空成型(vacuum forming)
将热塑性塑料片放在模具中，周边压紧，加热 器把塑料片加热至软化温度，然后将模具内腔抽成真 空，软化的塑料片在大气的压力作用下与模具内表面 贴合，冷却硬化后即得到所需的塑料制品。