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塑料的成型加工

录入日期:2015-06-02  阅读: 416

塑料的成型加工是指由合成树脂制造厂制造的聚合物制成最终塑料制品的过程。加工方法(通常称为塑料的一次加工)包括压塑(模压成型)、挤塑(挤出成型)、注塑(注射成型)、吹塑(中空成型)、压延等。
压塑 
压塑也称模压成型或压制成型,压塑主要用于酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂等热固性塑料的成型。
挤塑 
挤塑又称挤出成型,是使用挤塑机(挤出机)将加热的树脂连续通过模具,挤出所需形状的制品的方法。挤塑有时也有于热固性塑料的成型,并可用于泡沫塑料的成型。挤塑的优点是可挤出各种形状的制品,生产效率高,可自动化、连续化生产;缺点是热固性塑料不能广泛采用此法加工,制品尺寸容易产生偏差。 
注塑
注塑又称注射成型。注塑是使用注塑机(或称注射机)将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却、固化获得产品的方法。注塑也能用于热固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的优点是生产速度快、效率高,操作可自动化,能成型形状复杂的零件,特别适合大量生产。缺点是设备及模具成本高,注塑机清理较困难等。
吹塑
吹塑又称中空吹塑或中空成型。吹塑是借助压缩空气的压力使闭合在模具中的热的树脂型坯吹胀为空心制品的一种方法,吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品两种方法。用吹塑法可生产薄膜制品、各种瓶、桶、壶类容器及儿童玩具等。 
压延 
压延是将树脂合各种添加剂经预期处理(捏合、过滤等)后通过压延机的两个或多个转向相反的压延辊的间隙加工成薄膜或片材,随后从压延机辊筒上剥离下来, 再经冷却定型的一种成型方法。压延是主要用于聚氯乙稀树脂的成型方法,能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板砖等制品。 
通用塑料 
通用塑料有五大品种,即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯及ABS。它们都是热塑性塑料。
聚乙烯(PE)
聚乙烯是塑料工业中产量最高的品种。聚乙烯是不透明或半透明、质轻的结晶性塑料,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70 ~ -100℃),电绝缘性、化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,但不耐热。聚乙烯适宜采用注塑、吹塑、挤塑等方法加工。
聚丙烯(PP) 
聚丙烯是由丙烯聚合而得的热塑性塑料,通常为无色、半透明固体,无臭无毒,密度为0.90 ~ 0.919 克/厘米3,是最轻的通用塑料,其突出优点是具有在水中耐蒸煮的特性,耐腐蚀,强度、刚性和透明性都比聚乙烯好,缺点是耐低温冲击性差,易老化,但可分别通过改性和添加助剂来加以改进。聚丙烯的生产方法有淤浆法、液相本体法和气相法3种。 
聚氯乙稀(PVC)
聚氯乙稀是由氯乙烯聚合而得的塑料,通过加入增塑剂,其硬度可大幅度改变。它制成的硬制品以至软制品都有广泛的用途。聚氯乙稀的生产方法有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法,以悬浮聚合法为主。
聚苯乙烯(PS)
通用的聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物,外观透明,但有发脆的缺点,因此,通过加入聚丁二烯可制成耐冲击性聚苯乙烯(HTPS)。聚苯乙烯的主要生产方法有本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。 
ABS 
ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三种单体共同聚合的产物,简称ABS三元共聚物。这种塑料由于其组分A(丙烯腈)、B(丁二烯)和S( 苯乙烯)在组成中比例不同,以及制造方法的差异,其性质也有很大的差别。 ABS是合用注塑和挤压加工,故其用途也主要是生产这两类制品。 
常用工程塑料 

常用的工程塑料品种,如聚铣胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯、聚苯醚、聚砜,它们都是热塑性
塑料。
聚铣氨(PA)
聚铣氨又称尼龙,包括尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、芳香族尼龙等品种,常用的是尼龙6和尼龙66。它们都是尼龙纤维的原料,但也是重要的塑料。尼龙6和尼龙66都是乳白色、半透明的结晶性塑料,具有耐热性、耐磨性,同时耐油性优良。但有吸水性是其缺点,其机械性质随吸湿的程度有很大变化,而且制品的尺寸也改变。 
聚碳酸酯(PC)
聚碳酸酯是透明、强度高,具有耐热性的塑料。尤其是冲击强度大,在塑料中属于佼佼者,而且抗蠕变性能好,甚至在120℃下仍保持其强度。因此,作为工业用塑料而被广泛应用。但是, 耐化学药品性稍低, 不耐碱、强酸和芳香烃。聚碳酸酯适于注塑、挤塑、吹塑等加工。
聚甲醛(POM)
聚甲醛是乳白色不透明的塑料,抗磨性、回弹性及耐热性等性能优良。通过注塑法广泛用于制造机械部件, 还可以做弹簧,是典型的工程塑料。聚酯 常用的聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯(PET),它是由对苯二甲酸与乙二醇进行缩聚反应制得的,也是生产涤纶纤维的原料。这种聚酯具有耐热性和良好的耐磨性,而且有一定强度和优良的不透气性。聚对苯二甲酸乙二酯制成的双向拉伸薄膜广泛用于录音带、电影及照相软片等。双向拉伸吹塑制品的瓶子,由于透明及二氧化碳不易透明,常用作碳酸饮料的容器。
聚苯醚 (PPO)
聚苯醚是本世纪60年代发展起来的高强度工程塑料,它有很高的机械强度和抗蠕变性能;电性能优异,耐高温于120℃,且在很宽的温度范围内,尺寸稳定,机械性能和电性能变化很小;吸湿很小,耐水蒸汽蒸煮。广泛用在电子、电器部件、医疗器具、照相机和办公器具等方面。 
聚砜(PSF) 
聚砜是60年代中期出现的一种热塑性高强度工程塑料。聚砜的特点是耐温性好,介电性能优良,在水和湿气或190℃的环境下,仍保持高的介电性能。此外,耐辐照也是它的优点。由于这些独特的性能,它可以用来制作汽车、飞机等要求耐热而有刚性的机械零件,也被用来作尺寸精密的耐热和电器性能稳定的电器零件, 如线圈骨架、电位器部件等。 
常用热固性塑料 
常用的热固性塑料品种有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯等。
酚醛树脂(PF)
酚醛树脂是历史上最长的塑料品种之一,俗称胶木或电木,外观呈黄褐色或黑色,是热固性塑料的典型代表。酚醛树脂成型时常使用各种填充材料,根据所用填充材料的不同,成品性能也有所不同,酚醛树脂作为成型材料,主要用在需要耐热性的领域,但也作为粘接剂用于胶合板、砂轮和刹车片。 
脲醛树脂(UF)
脲醛树脂是可用作模压料、粘接剂等的无色塑料,由尿素和甲醛制备。脲醛树脂模压料填加有纤维素。而且硬度、机械强度优良。另一方面,有发脆、具有吸水性、尺寸稳定性不良的缺点,甚至静置也往往产生裂纹。脲醛树脂可制造餐具、瓶盖等日用品和机械零部件,还可做粘接剂。
三聚氰胺-甲醛树脂 (MF)
三聚氰胺-甲醛树脂又称蜜胺-甲醛树脂这种塑料弥补了脲醛树脂不耐水的缺点,但价格比脲醛树脂高。 由于三聚氰胺-甲醛树脂与脲醛树脂一样无色透明,成型色彩鲜艳,又由于具有耐热性、表面硬度大、机械特性、电学性能良好、耐水性、耐溶剂性和耐化学药剂性优越,所以可用于餐具、各种日用品(包括家具)、工业用品的领域。
不饱和聚酯树脂(UF)
不饱和聚酯树脂是具有不同粘度的淡黄或琥珀色的透明液体。因为不饱和聚酯树脂强度不高,故常加入玻璃纤维等增强材料使用,产品俗称"玻璃钢"。不饱和聚酯树脂固化前呈液体状,而且不加压也可成型,甚至可在常温下固化,因而可用各种加工方法加工成制品。 
环氧树脂(EP)
环氧树脂是用固化剂固化的热固性塑料。它的粘接性极好,电学性质优良,机械性质也良好。环氧树脂的主要用途是作金属防蚀涂料和粘接剂,常用于印刷线路板和电子元件的封铸。
有机硅树脂(SI)
与前述的各树脂不同,主要成分不是碳,而是硅,因此价格高。但是有机硅树脂耐热180℃,经特殊处理可耐500℃,耐寒性良好,物理性质不随温度变化,是一种耐化学药品性、耐水性和耐候性优良的热固性塑料, 它的耐热制品是生产电子工业元器件的材料。 
聚氨酯(PU)
聚氨酯品种很多,可制成从轻质热塑性弹性体至硬质泡沫塑料。聚氨酯软质泡沫塑料的密度为0.015 ~ 0. 15克/厘米3,软质泡沫塑料成型为块状,便于切割作家具和包装材料。硬质泡沫塑料可制成各种型式, 主要用途是在温度低,要求绝缘性能好,如低温运输车辆作保冷层,还可用于建材,家具等。聚氨酯弹性体是一种合成橡胶,具有优异的性能。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
聚甲基丙烯酸甲酯俗称有机玻璃,是无色透明(透光率大于92%)具有耐光性的塑料。容易着色,表面硬度大,机械强度也高,长时间暴露于室外,也不会像其他塑料那样变成黄色,但冲击强度不足。聚甲基丙烯酸甲酯的加工以注塑及挤塑为主,但还能用单体铸塑法制造制品。主要用于光学仪器、灯具,可以代替普通玻璃使用。
氟树脂
氟树脂是分子结构中含氟原子塑料的总称。代表性的氟树脂为聚四氟乙烯。它具有优异的耐热性(260℃)、 耐冷性(-260℃)、摩擦系数低、自润滑性很好,且具有极好的耐化学药品性,能在"王水"(硝酸与盐酸混合物)中煮沸,有"塑料王"之美称。但不能用通常的加工方法加工,价格高。氟塑料主要用作防腐、耐热、绝缘、耐磨、自润滑材料, 还可用作医用材料。
合成橡胶

橡胶 
橡胶分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶主要来源于三叶橡胶树,当这种橡胶树的表皮被割开时,就会流出乳白色的汁液,称为胶乳,胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。合成橡胶是由人工合成方法而制得的,采用不同的原料(单体)可以合成出不同种类的橡胶。 
通用橡胶
是指部分或全部代替天然橡胶使用的胶种,如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等,主要用于制造轮胎和一般工业橡胶制品。通用橡胶的需求量大,是合成橡胶的主要品种。
丁苯橡胶 
丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯共聚制得的,是产量最大的通用合成橡胶,有乳聚丁苯橡胶 、溶聚丁苯橡胶 和热塑性橡胶(SBS)。
顺丁橡胶
是丁二烯经溶液聚合制得的,顺丁橡胶具有特别优异的耐寒性、耐磨性和弹性,还具有较好的耐老化性能。顺丁橡胶绝大部分用于生产轮胎,少部分用于制造耐寒制品、缓冲材料以及胶带、胶鞋等。顺丁橡胶的缺点是抗撕裂性能交差,抗湿滑性能不好。 
异戊橡胶 
异戊橡胶是聚异戊二烯橡胶的简称,采用溶液聚合法生产。异戊橡胶与天然橡胶一样,具有良好的弹性和耐磨性,优良的耐热性和较好的化学稳定性。异戊橡胶生胶(未加工前)强度显著低于天然橡胶,但质量均一性、加工性能等优于天然橡胶。异戊橡胶可以代替天然橡胶制造载重轮胎和越野轮胎还可以用于生产各种橡胶制品。
异丙橡胶
乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原料合成,耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出。乙丙橡胶可大量充油和填充碳黑,制品价格较低,乙丙橡胶化学稳定性好,耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。乙丙橡胶的用途十分广泛,可以作为轮胎胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件,还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料。还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。
氯丁橡胶
它是以氯丁二烯为主要原料,通过均聚或少量其它单体共聚而成的。如抗张强度高,耐热、耐光、耐老化性能优良,耐油性能均优于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。具有较强的耐燃性和优异的抗延燃性,其化学稳定性较高,耐水性良好。氯丁橡胶的缺点是电绝缘性能,耐寒性能较差,生胶在贮存时不稳定。氯丁橡胶用途广泛,如用来制作运输皮带和传动带, 电线、电缆的包皮材料,制造耐油胶管、垫圈以及耐化学腐蚀的设备衬里。
特种橡胶 
是指具有特殊性能(如耐高温、耐油、耐臭氧、耐老化和高气密性等),并应用于特殊场合的橡胶,例如丁腈橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。特种橡胶用量虽小,但在特殊应用的场合是不可缺少的。
丁腈橡胶 
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的,丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产,耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差,电性能低劣,弹性稍低。丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品。 
丁基橡胶 
丁基橡胶是由异丁烯和少量异戊二烯共聚而成的,主要采用淤浆法生产。透气率低,气密性优异,耐热、耐臭氧、耐老化性能良好,其化学稳定性、电绝缘性也很好。 丁基橡胶的缺点是硫化速度慢, 弹性、强度、粘着性较差。丁基橡胶的主要用途是制造各种车辆内胎, 用于制造电线和电缆包皮、耐热传送带、蒸汽胶管等。
氟橡胶 
氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶,具有优异的耐热性、耐氧化性、耐油性和耐药品性,它主要用于航空、化工、石油、汽车等工业部门,作为密封材料、耐介质材料以及绝缘材料。
硅橡胶
硅橡胶由硅、氧原子形成主链,侧链为含碳基团,用量最大的是侧链为乙烯基的硅橡胶。既耐热,又耐寒,使用温度在-100~300℃之间,它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以及良好的绝缘性。缺点是强度低,抗撕裂性能差,耐磨性能也差。硅橡胶主要用于航空工业、电气工业、食品工业及医疗工业等方面。 
聚氨酯橡胶
聚氨酯橡胶是由聚酯(或聚醚)与二异睛酸酯类化合物聚合而成的。耐磨性能好、其次是弹性好、硬度高、耐油、耐溶剂。缺点是耐热老化性能差。聚氨酯橡胶在汽车、制鞋、机械工业中的应用最多。 
合成橡胶生产工艺 
合成橡胶的生产工艺大致可分为单体的合成和精制、聚合过程以及橡胶后处理三部分 
单体的生产和精制
合成橡胶的基本原料是单体,精制常用的方法有精馏、洗涤、干燥等。

聚合过程
聚合过程是单体在引发剂和催化剂作用下进行聚合反应生成聚合物的过程。有时用一个聚合设备,有时多个串联使用。合成橡胶的聚合工艺主要应用乳液聚合法和溶液聚合法两种。目前,采用乳液聚合的有丁苯橡胶、异戊橡胶、丁丙橡胶、丁基橡胶等。 
后处理 
后处理是使聚合反应后的物料(胶乳或胶液),经脱除未反应单体、凝聚、脱水、干燥和包装等步骤,最后制得成品橡胶的过程。乳液聚合的凝聚工艺主要采用加电解质或高分子凝聚剂,破坏乳液使胶粒析出。溶液聚合的凝聚工艺以热水凝析为主。凝聚后析出的胶粒,含有大量的水,需脱水、干燥。 

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