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        塑料的成分和加工方法

        放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-03-18 17:36:31    作者:百里國(guó)軍    瀏覽次數(shù):138
        導(dǎo)讀

        我們通常所用的塑料并不是一種單一成分,它是由許多材料配制而成的。為了改進(jìn)塑料的性能,要在高分子化合物中添加各種輔助材料,如填料、增塑劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、抗靜電劑等,才能成為性能良好的塑料。例如

        我們通常所用的塑料并不是一種單一成分,它是由許多材料配制而成的。為了改進(jìn)塑料的性能,要在高分子化合物中添加各種輔助材料,如填料、增塑劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、抗靜電劑等,才能成為性能良好的塑料。

        例如,為了降低聚氯乙烯樹(shù)脂的成型溫度,使制品柔軟而添加的增塑劑;為了制備質(zhì)量輕、抗振、隔熱、隔音的泡沫塑料而要添加發(fā)泡劑;有些塑料的熱分解溫度與成型加工溫度非常接近,不加入熱穩(wěn)定劑就無(wú)法成型。因而,塑料助劑在塑料成型加工中占有特別重要的地位。

        一、塑料的成分

        合成樹(shù)脂

        合成樹(shù)脂是塑料的最主要成分,其在塑料中的含量一般在40%~100%。由于含量大,而且樹(shù)脂的性質(zhì)常常決定了塑料的性質(zhì),所以人們常把樹(shù)脂看成是塑料的同義詞。例如把聚氯乙烯樹(shù)脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹(shù)脂與酚醛塑料混為一談。其實(shí)樹(shù)脂與塑料是兩個(gè)不同的概念。樹(shù)脂是一種未加工的原始高分子化合物,它不僅用于制造塑料,而且還是涂料、膠粘劑以及合成纖維的原料。而塑料除了極少一部分含100%的樹(shù)脂外,絕大多數(shù)的塑料,除了主要組分樹(shù)脂外,還需要加入其他物質(zhì)。

        填料

        填料又叫填充劑,它可以提高塑料的強(qiáng)度和耐熱性能,并降低成本。例如酚醛樹(shù)脂中加入木粉后可大大降低成本,使酚醛塑料成為最廉價(jià)的塑料之一,同時(shí)還能顯著提高機(jī)械強(qiáng)度。填料可分為有機(jī)填料和無(wú)機(jī)填料兩類(lèi),前者如木粉、碎布、紙張和各種織物纖維等,后者如玻璃纖維、硅藻土、石棉、炭黑等。填充劑在塑料中的含量一般控制在40%以下。

        增塑劑

        增塑劑,或稱塑化劑可增加塑料的可塑性和柔軟性,降低脆性,使塑料易于加工成型。增塑劑(塑化劑) 一般是能與樹(shù)脂混溶,無(wú)毒、無(wú)臭,對(duì)光、熱穩(wěn)定的高沸點(diǎn)有機(jī)化合物,最常用的是鄰苯二甲酸酯類(lèi)。例如生產(chǎn)聚氯乙烯塑料時(shí),若加入較多的增塑劑,可以降低其成型加工溫度,使聚合物制品具有柔軟性、彈性及耐低溫性能,得到軟質(zhì)聚氯乙烯塑料。

        穩(wěn)定劑

        穩(wěn)定劑主要是指保持高聚物塑料穩(wěn)定,防止其分解、老化的試劑。為了防止合成樹(shù)脂在加工和使用過(guò)程中受光和熱的作用分解和破壞,延長(zhǎng)使用壽命,要在塑料中加入穩(wěn)定劑。常用的有硬脂酸鹽、環(huán)氧樹(shù)脂等。穩(wěn)定劑的用量一般為塑料的0.3~0.5%。

        著色劑

        著色劑可使塑料具有各種鮮艷、美觀的顏色。常用有機(jī)染料和無(wú)機(jī)顏料作為著色劑。合成樹(shù)脂的本色大都是白色半透明或無(wú)色透明的。在工業(yè)生產(chǎn)中常利用著色劑來(lái)增加塑料制品的色彩。

        潤(rùn)滑劑

        潤(rùn)滑劑的作用是防止塑料在成型時(shí)粘在金屬模具上,同時(shí)可使塑料的表面光滑美觀。常用的潤(rùn)滑劑有硬脂酸及其鈣鎂鹽等。

        抗氧劑

        防止塑料在加熱成型或在高溫使用過(guò)程中受熱氧化,而使塑料變黃,發(fā)裂等。

        抗靜電劑

        塑料是電的不良導(dǎo)體,所以很容易帶靜電,而抗靜電劑可以賦予塑料以輕度至中等的電導(dǎo)性,從而可防止制品上靜電荷的積聚。

        除了上述助劑外,塑料中還可加入阻燃劑、發(fā)泡劑、導(dǎo)電劑、導(dǎo)磁劑、相容劑等。以滿足不同的使用要求。

        二、常見(jiàn)的加工方法

        ⒈ 塑料的成型方法

        根據(jù)各種塑料不同的成型方法,可以分為膜壓、層壓、注射、擠出、吹塑、澆鑄塑料和反應(yīng)注射塑料等多種類(lèi)型。

        膜壓塑料多為物性的加工性能與一般固性塑料相類(lèi)似的塑料;

        層壓塑料是指浸有樹(shù)脂的纖維織物,經(jīng)疊合、熱壓而結(jié)合成為整體的材料;

        注射、擠出和吹塑多為物性和加工性能與一般熱塑性塑料相類(lèi)似的塑料;

        澆鑄塑料是指能在無(wú)壓或稍加壓力的情況下,傾注于模具中能硬化成一定形狀制品的液態(tài)樹(shù)脂混合料,如MC尼龍等;

        反應(yīng)注射塑料是用液態(tài)原材料,加壓注入膜腔內(nèi),使其反應(yīng)固化成一定形狀制品的塑料,如聚氨酯等。

        ⒉塑料的成型加工

        塑料的成型加工指由合成樹(shù)脂制造廠制造的聚合物制成最終塑料制品的過(guò)程。

        加工方法(通常稱為塑料的一次加工)包括壓塑(模壓成型)、擠塑(擠出成型)、注塑(注射成型)、吹塑(中空成型)、壓延等。

        ⑴ 吸塑

        用吸塑機(jī)將片材加熱到一定溫度后,通過(guò)真空泵產(chǎn)生負(fù)壓將塑料片材吸附到模型表面上,經(jīng)冷卻定型而轉(zhuǎn)變成不同形狀的泡罩或泡殼。

        ⑵ 壓塑

        壓塑也稱模壓成型或壓制成型,壓塑主要用于酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂等熱固性塑料的成型。

        ⑶ 擠塑

        擠塑又稱擠出成型,是使用擠塑機(jī)(擠出機(jī))將加熱的樹(shù)脂連續(xù)通過(guò)模具,擠出所需形狀的制品的方法。擠塑有時(shí)也有于熱固性塑料的成型,并可用于泡沫塑料的成型。

        擠塑的優(yōu)點(diǎn)是可擠出各種形狀的制品,生產(chǎn)效率高,可自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)。

        缺點(diǎn)是熱固性塑料不能廣泛采用此法加工,制品尺寸容易產(chǎn)生偏差。

        ⑷ 注塑

        注塑又稱注射成型。注塑是使用注塑機(jī)(或稱注射機(jī))將熱塑性塑料熔體在高壓下注入到模具內(nèi)經(jīng)冷卻、固化獲得產(chǎn)品的方法。注塑也能用于熱固性塑料及泡沫塑料的成型。

        注塑的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快、效率高,操作可自動(dòng)化,能成型形狀復(fù)雜的零件,特別適合大量生產(chǎn)。

        缺點(diǎn)是設(shè)備及模具成本高,注塑機(jī)清理較困難等。

        ⑸ 吹塑

        吹塑又稱中空吹塑或中空成型。吹塑是借助壓縮空氣的壓力使閉合在模具中的熱的樹(shù)脂型坯吹脹為空心制品的一種方法,吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品兩種方法。用吹塑法可生產(chǎn)薄膜制品、各種瓶、、壺類(lèi)容器及兒童玩具等。

        ⑹ 壓延

        壓延是將樹(shù)脂和各種添加劑經(jīng)預(yù)期處理(捏合、過(guò)濾等)后通過(guò)壓延機(jī)的兩個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)向相反的壓延輥的間隙加工成薄膜或片材,隨后從壓延機(jī)輥筒上剝離下來(lái), 再經(jīng)冷卻定型的一種成型方法。壓延是主要用于聚氯乙烯樹(shù)脂的成型方法,能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板磚等制品。

        ⑺ 發(fā)泡成型

        發(fā)泡材料(PVC,PE和PS等)中加入適當(dāng)?shù)陌l(fā)泡劑,使塑料產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)的過(guò)程。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料。按泡孔結(jié)構(gòu)分為開(kāi)孔泡沫塑料(絕大多數(shù)氣孔互相連通)和閉孔泡沫塑料(絕大多數(shù)氣孔是互相分隔的),這主要是由制造方法(分為化學(xué)發(fā)泡,物理發(fā)泡和機(jī)械發(fā)泡)決定的。

         
        (文/百里國(guó)軍)
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