第五章壓制成型tint

1、第五章第五章 壓制成型壓制成型歷史最久，最重要的方法之一。歷史最久，最重要的方法之一。廣泛用于廣泛用于熱固性塑料和橡膠制品熱固性塑料和橡膠制品的成型加工。的成型加工。壓制成型是指主要依靠外壓的作用，實(shí)現(xiàn)成型物料壓制成型是指主要依靠外壓的作用，實(shí)現(xiàn)成型物料造型的造型的一次成型一次成型技術(shù)。技術(shù)。可分為可分為模壓成型模壓成型和和層壓成型層壓成型兩大類，前者包括兩大類，前者包括熱固熱固性塑料性塑料的模壓成型的模壓成型(即即壓縮模塑壓縮模塑)、橡膠的模壓成型、橡膠的模壓成型(即即模型硫化模型硫化)和增強(qiáng)復(fù)合材料的模壓成型，后者包括和增強(qiáng)復(fù)合材料的模壓成型，后者包括復(fù)合材料復(fù)合材料的高壓和低壓壓制成型。

2、的高壓和低壓壓制成型。 壓制成型的主要特點(diǎn)是需要壓制成型的主要特點(diǎn)是需要較大的壓力較大的壓力，加速成型，加速成型時(shí)的物理化學(xué)變化，防止制品出現(xiàn)氣泡，保證制品時(shí)的物理化學(xué)變化，防止制品出現(xiàn)氣泡，保證制品的質(zhì)量。的質(zhì)量。 第一節(jié)第一節(jié) 熱固性塑料的模壓成型熱固性塑料的模壓成型通常稱壓縮模塑。其工藝過程是將通常稱壓縮模塑。其工藝過程是將模塑料在已加熱模塑料在已加熱到指定溫度的模具中加壓到指定溫度的模具中加壓，使物料熔融流動(dòng)并均勻，使物料熔融流動(dòng)并均勻地充滿模腔，在地充滿模腔，在加熱和加壓加熱和加壓的條件下經(jīng)過一定的時(shí)的條件下經(jīng)過一定的時(shí)間，使其發(fā)生間，使其發(fā)生化學(xué)交聯(lián)化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)而變成具有三維體型結(jié)

3、反應(yīng)而變成具有三維體型結(jié)構(gòu)的熱固性塑料制品。構(gòu)的熱固性塑料制品。 模壓成型是間歇操作，模壓成型是間歇操作，工藝成熟工藝成熟，生產(chǎn)，生產(chǎn)控制方便控制方便，成型成型設(shè)備和模具設(shè)備和模具較較簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單，所得制品的，所得制品的內(nèi)應(yīng)力小內(nèi)應(yīng)力小，取取向程度低向程度低，不易變形，穩(wěn)定性較好。但其，不易變形，穩(wěn)定性較好。但其缺點(diǎn)缺點(diǎn)是生是生產(chǎn)產(chǎn)周期長周期長，生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低效率低，較難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，因，較難實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，因而勞動(dòng)強(qiáng)度較大，不能成型而勞動(dòng)強(qiáng)度較大，不能成型形狀復(fù)雜和較厚制品形狀復(fù)雜和較厚制品。適用于模壓成型的熱固性塑料主要有適用于模壓成型的熱固性塑料主要有酚醛塑料酚醛塑料、氨氨基塑料、環(huán)氧樹

4、脂、有機(jī)硅樹脂、聚酯樹脂、聚?；芰?、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酯樹脂、聚酰亞胺亞胺等。制品類型很多，主要有電器制品、機(jī)器零等。制品類型很多，主要有電器制品、機(jī)器零部件以及日用制品等。部件以及日用制品等。 一、熱固性模塑料的成型工藝性能一、熱固性模塑料的成型工藝性能 模塑料的主要成型工藝性能有以下幾點(diǎn)：模塑料的主要成型工藝性能有以下幾點(diǎn)：1流動(dòng)性流動(dòng)性 熱固性模塑料的流動(dòng)性是指其在受熱和熱固性模塑料的流動(dòng)性是指其在受熱和受壓作用下受壓作用下充滿模具型腔的能力充滿模具型腔的能力。流動(dòng)性首先與模塑料流動(dòng)性首先與模塑料本身的性質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，其次與有關(guān)，其次與模具模具和成型工藝和成型工藝條件有關(guān)。條

5、件有關(guān)。 不同的模壓制品要求有不同的流動(dòng)性。不同的模壓制品要求有不同的流動(dòng)性。 2固化速率固化速率 熱固性塑料成型時(shí)熱固性塑料成型時(shí)特有的特有的也是也是最重要最重要的的工藝性能，它是衡量熱固性塑料成型時(shí)工藝性能，它是衡量熱固性塑料成型時(shí)化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的速度的速度。固化速率主要由熱固性塑料的固化速率主要由熱固性塑料的交聯(lián)反應(yīng)性質(zhì)交聯(lián)反應(yīng)性質(zhì)決定，決定，并受成型前的并受成型前的預(yù)壓預(yù)壓、預(yù)熱預(yù)熱條件以及條件以及成型工藝成型工藝條件如條件如溫度和壓力等多種因素的影響。溫度和壓力等多種因素的影響。固化速率應(yīng)當(dāng)固化速率應(yīng)當(dāng)適中適中。 3. 成型收縮率成型收縮率 成型收縮率成型收縮率SL定義為：在常溫常

6、壓下，模具定義為：在常溫常壓下，模具型腔的型腔的單向尺寸單向尺寸L0和和制品相應(yīng)的單向尺寸制品相應(yīng)的單向尺寸L之差之差與模具型與模具型腔的單向尺寸腔的單向尺寸L0之比之比：成型收縮率大的制品易發(fā)生成型收縮率大的制品易發(fā)生翹曲變形翹曲變形，甚至，甚至開裂開裂。 產(chǎn)生制品收縮的因素很多，產(chǎn)生制品收縮的因素很多，首先首先，發(fā)生了化學(xué)交聯(lián)，發(fā)生了化學(xué)交聯(lián)，密度變大，產(chǎn)生收縮；密度變大，產(chǎn)生收縮；其次其次是塑料和金屬的熱膨脹是塑料和金屬的熱膨脹系數(shù)相差很大，故冷卻后塑料的收縮比金屬模具大系數(shù)相差很大，故冷卻后塑料的收縮比金屬模具大得多；得多；第三第三是制品脫模后有彈性回復(fù)和塑性變形產(chǎn)是制品脫模后有彈性回

7、復(fù)和塑性變形產(chǎn)生使制品的生使制品的體積發(fā)生變化體積發(fā)生變化。%10000LLLSL 影響成型收縮率的因素主要有影響成型收縮率的因素主要有成型工藝條件成型工藝條件，制品的制品的形狀大小形狀大小以及塑料以及塑料本身固有的性質(zhì)本身固有的性質(zhì)。表表51為熱固性塑料的成型收縮率。為熱固性塑料的成型收縮率。模塑料模塑料密度密度/(g/cm3)壓縮率壓縮率成型收縮率成型收縮率/%PF木粉木粉PF石棉石棉PF布布UF - -纖維素纖維素MF - -纖維素纖維素MF石棉石棉EP玻璃纖維玻璃纖維PDAP玻璃纖維玻璃纖維UP玻璃纖維玻璃纖維1.321.451.522.01.36 1.431.47 1.521.47

8、1.521.7 2.01.8 2.01.55 1.882.14.42.0143.5 182.2 3.02.1 3.12.1 2.52.7 7.01.9 4.80.40.90.6 1.40.5 1.50.1 0.50.1 0.50.1 1.2表表 51 熱固性塑料的成型收縮率和壓縮率熱固性塑料的成型收縮率和壓縮率4壓縮率壓縮率熱固性模塑料的表觀相對(duì)密度熱固性模塑料的表觀相對(duì)密度d1與制品的相與制品的相對(duì)密度對(duì)密度d2相差很大，模塑料在模壓前后的體相差很大，模塑料在模壓前后的體積變化很大，可用壓縮率積變化很大，可用壓縮率Rp來表示：來表示：Rp總是大于總是大于1。通常降低壓縮率的方法是模。通常降低

9、壓縮率的方法是模壓成型前對(duì)物料進(jìn)行預(yù)壓。表壓成型前對(duì)物料進(jìn)行預(yù)壓。表51為熱固性為熱固性塑料的壓縮率。塑料的壓縮率。12ddRp二、模壓成型的設(shè)備和模具 1壓機(jī)壓機(jī)模壓成型的主要設(shè)備是模壓成型的主要設(shè)備是壓機(jī)壓機(jī)，壓機(jī)的種類很，壓機(jī)的種類很多，有多，有機(jī)械式和液壓式機(jī)械式和液壓式。目前常用的是液壓。目前常用的是液壓機(jī)，且多數(shù)是油壓機(jī)。液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很機(jī)，且多數(shù)是油壓機(jī)。液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，主要的是多，主要的是上壓式上壓式液壓機(jī)和液壓機(jī)和下壓式下壓式液壓機(jī)。液壓機(jī)。(1)上壓式液壓機(jī)上壓式液壓機(jī) 如圖如圖51所示，壓機(jī)的工作所示，壓機(jī)的工作油缸設(shè)在壓機(jī)的上方，柱塞由上往下壓，下油缸設(shè)在壓機(jī)的

10、上方，柱塞由上往下壓，下壓板是固定的。模具的壓板是固定的。模具的陽模和陰模陽模和陰?？梢苑謩e可以分別固定在上下壓板上，靠上壓板的升降來完成固定在上下壓板上，靠上壓板的升降來完成模具的啟閉和對(duì)塑料施加壓力。模具的啟閉和對(duì)塑料施加壓力。圖圖 51 上壓式液壓機(jī)上壓式液壓機(jī)1主油缸主油缸 2主油缸柱賽主油缸柱賽3上梁上梁 4支柱支柱 5活動(dòng)板活動(dòng)板6上模板上模板 7陽模陽模 8陰模陰模9下模板下模板 10機(jī)臺(tái)機(jī)臺(tái) 11頂出缸柱塞頂出缸柱塞 12頂出油缸頂出油缸 13機(jī)座機(jī)座 (2)下壓式液壓機(jī)下壓式液壓機(jī) 如圖如圖52所示，壓所示，壓機(jī)的工作機(jī)的工作油缸油缸設(shè)在設(shè)在壓機(jī)的壓機(jī)的下方下方，柱塞，柱塞由

11、由下往上壓下往上壓。壓機(jī)的主要參數(shù)是壓機(jī)的主要參數(shù)是公稱壓力公稱壓力、柱塞直柱塞直徑徑、壓板尺寸壓板尺寸和和工工作行程作行程。 圖圖 52 下壓式液壓機(jī)下壓式液壓機(jī)1固定墊板固定墊板 2絕熱層絕熱層 3上模板上模板4拉桿拉桿 5柱塞柱塞 6壓筒壓筒7行程調(diào)節(jié)套行程調(diào)節(jié)套 8下模板下模板 9活動(dòng)墊板活動(dòng)墊板10機(jī)座機(jī)座 11液壓管線液壓管線一般用公稱壓力來表示壓機(jī)的規(guī)格，可按下一般用公稱壓力來表示壓機(jī)的規(guī)格，可按下式計(jì)算：式計(jì)算： 式中式中 D油壓柱塞直徑，油壓柱塞直徑，cm pL壓機(jī)能承受的最高壓力，壓機(jī)能承受的最高壓力，MPa壓板壓板尺寸決定了壓機(jī)能模壓尺寸決定了壓機(jī)能模壓制品的面積大小制品

12、的面積大小，而工作而工作行程行程決定了模具的決定了模具的高度高度，也決定了能，也決定了能模壓模壓制品的厚度制品的厚度。 22104DppL2模具模具模壓成型用的模具按其模壓成型用的模具按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分主要有結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分主要有溢式、溢式、不溢式和半溢式不溢式和半溢式模具三模具三種。種。 (1)溢式模具溢式模具 結(jié)構(gòu)如圖結(jié)構(gòu)如圖53所示，是由所示，是由陰模陰模和和陽模陽模兩部分組成，陰陽兩部分組成，陰陽兩部分的準(zhǔn)確閉合由導(dǎo)兩部分的準(zhǔn)確閉合由導(dǎo)合釘來保證，制品的脫合釘來保證，制品的脫?？宽敵鰲U完成，但小?？宽敵鰲U完成，但小型的溢式模具不一定有型的溢式模具不一定有導(dǎo)合釘和頂出桿。導(dǎo)合釘和頂出桿。圖圖 53

13、 溢式模具示意圖溢式模具示意圖1上模板上模板 2組合式陽模組合式陽模3導(dǎo)合釘導(dǎo)合釘 4陰模陰模5氣口氣口 6下模板下模板7推頂桿推頂桿 8制品制品 9溢料縫溢料縫(2)不溢式模具不溢式模具 結(jié)構(gòu)如圖結(jié)構(gòu)如圖54所示，特點(diǎn)是不讓物所示，特點(diǎn)是不讓物料從模具型腔中溢出，料從模具型腔中溢出，模模壓壓力全部施加在物料上壓壓力全部施加在物料上，可得高密度制品。不但可可得高密度制品。不但可以以適用于流動(dòng)性較差和壓適用于流動(dòng)性較差和壓縮率縮率較大的塑料，而且可較大的塑料，而且可壓制壓制牽引度較長的制品牽引度較長的制品。模具模具結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)較為較為復(fù)雜復(fù)雜，成本成本高高，壓制時(shí)操作，壓制時(shí)操作技術(shù)要求技術(shù)要求較高

14、較高。必須用。必須用重量法加料重量法加料。此外，模壓時(shí)不易排氣，此外，模壓時(shí)不易排氣，固化時(shí)間較長。固化時(shí)間較長。圖圖 54 不溢式模具示意圖不溢式模具示意圖1陽模陽模 2陰模陰模3制品制品 4脫模桿脫模桿5定位下模板定位下模板(3)半溢式模具半溢式模具 結(jié)構(gòu)介于濫式和不濫式之間，結(jié)構(gòu)介于濫式和不濫式之間，分分有支承面有支承面和和無支承面無支承面兩種形式兩種形式5-5所示。所示。1)有支承面有支承面：除裝料室外，與溢式模具相似。：除裝料室外，與溢式模具相似。成本高，容易使壓力損失。成本高，容易使壓力損失。2)無支承面無支承面：與不溢式模具很相似，所不同：與不溢式模具很相似，所不同的是陰模在進(jìn)口

15、處開設(shè)向外傾斜的斜面，的是陰模在進(jìn)口處開設(shè)向外傾斜的斜面，制造成本及操作要求均較不溢式模具低。制造成本及操作要求均較不溢式模具低。 在上述模具基本結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，還有在上述模具基本結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，還有多槽模和瓣合模多槽模和瓣合模等。等。 圖圖 55 半溢式模具示意圖半溢式模具示意圖（a）有支承面）有支承面 （b）無支承面）無支承面1陽模陽模 2制品制品 3陰模陰模 4溢料刻槽溢料刻槽 5支承面支承面（A段為裝料室，段為裝料室，B段為平直段）段為平直段）三、模壓成型工藝熱固性塑料模壓成型工藝過程通常由成型物熱固性塑料模壓成型工藝過程通常由成型物料的料的準(zhǔn)備、成型和制品后處理準(zhǔn)備、成型和制品后

16、處理三個(gè)階段組成，三個(gè)階段組成，工藝過程見圖工藝過程見圖56所示。所示。壓塑料計(jì)量預(yù)壓或預(yù)熱加料模具清理和嵌件安放閉模排氣保壓固化脫模制品后處理熱固性塑料制品圖 56 熱固性塑料模壓成型工藝流程1. 計(jì)量計(jì)量計(jì)量主要有計(jì)量主要有重量法重量法和和容量法容量法。2. 預(yù)壓預(yù)壓預(yù)壓有如下作用和優(yōu)點(diǎn)：預(yù)壓有如下作用和優(yōu)點(diǎn)： 1)加料快、準(zhǔn)確、無粉塵加料快、準(zhǔn)確、無粉塵；2)降低壓縮率，可降低壓縮率，可減小模具裝料室和模具高度減小模具裝料室和模具高度；3)預(yù)壓料緊密，空氣含量少，傳熱快，又可提高預(yù)熱溫度：從而預(yù)壓料緊密，空氣含量少，傳熱快，又可提高預(yù)熱溫度：從而縮短了預(yù)熱和固化的時(shí)間縮短了預(yù)熱和固化的時(shí)

17、間，制品也，制品也不易出現(xiàn)氣泡不易出現(xiàn)氣泡；4)便于成型較大或帶有精細(xì)嵌件的制品便于成型較大或帶有精細(xì)嵌件的制品。影響預(yù)壓料質(zhì)量的因素主要有模塑料的影響預(yù)壓料質(zhì)量的因素主要有模塑料的水分水分，顆粒大小，壓顆粒大小，壓縮率，預(yù)壓溫度和壓力縮率，預(yù)壓溫度和壓力等。等。 一般預(yù)壓在一般預(yù)壓在室溫下室溫下進(jìn)行，如果在室溫下不易預(yù)壓也可將預(yù)壓進(jìn)行，如果在室溫下不易預(yù)壓也可將預(yù)壓溫度提高到溫度提高到50一一90；預(yù)壓物的密度一般要求達(dá)到制品密度；預(yù)壓物的密度一般要求達(dá)到制品密度的的80。預(yù)壓的主要設(shè)備是預(yù)壓的主要設(shè)備是預(yù)壓機(jī)和壓模預(yù)壓機(jī)和壓模。常用的預(yù)壓機(jī)有。常用的預(yù)壓機(jī)有偏心式和偏心式和旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式兩種

18、；壓模結(jié)構(gòu)由上陽模、下陽模和陰模三部分組成。兩種；壓模結(jié)構(gòu)由上陽模、下陽模和陰模三部分組成。 3預(yù)熱預(yù)熱模壓前對(duì)塑料進(jìn)行加熱具有模壓前對(duì)塑料進(jìn)行加熱具有預(yù)熱和干燥預(yù)熱和干燥兩個(gè)兩個(gè)作用。作用。熱固性塑料在模壓前進(jìn)行預(yù)熱有以下優(yōu)點(diǎn)：熱固性塑料在模壓前進(jìn)行預(yù)熱有以下優(yōu)點(diǎn)：1)能加快塑料成型時(shí)的固化速度，縮短成型時(shí)能加快塑料成型時(shí)的固化速度，縮短成型時(shí)間；間；2)提高塑料流動(dòng)性，增進(jìn)固化的均勻性，提高提高塑料流動(dòng)性，增進(jìn)固化的均勻性，提高制品質(zhì)量，降低廢品率；制品質(zhì)量，降低廢品率；3)可降低模壓壓力，可成型流動(dòng)性差的塑料或可降低模壓壓力，可成型流動(dòng)性差的塑料或較大的制品。較大的制品。預(yù)熱溫度和時(shí)間根

19、據(jù)塑料品種而定。表預(yù)熱溫度和時(shí)間根據(jù)塑料品種而定。表5-2為為各種熱固性塑料預(yù)熱溫度。各種熱固性塑料預(yù)熱溫度。PFUF MFPDAPEP預(yù)熱溫度/預(yù)熱時(shí)間/S9012060601004060100607011030609030表表 52 熱固性塑料的預(yù)熱溫度（高頻預(yù)熱）熱固性塑料的預(yù)熱溫度（高頻預(yù)熱）熱固性樹脂是有反應(yīng)熱固性樹脂是有反應(yīng)活性的，預(yù)熱溫度過活性的，預(yù)熱溫度過高或時(shí)間過長，會(huì)降高或時(shí)間過長，會(huì)降低流動(dòng)性低流動(dòng)性(圖圖57) 。常用預(yù)熱方法有常用預(yù)熱方法有電熱電熱板加熱、烘箱加熱、板加熱、烘箱加熱、紅外線加熱和高頻電紅外線加熱和高頻電熱熱等。等。圖圖 57 預(yù)熱時(shí)間對(duì)流動(dòng)性的影響預(yù)熱

20、時(shí)間對(duì)流動(dòng)性的影響 熱塑性酚醛壓塑料熱塑性酚醛壓塑料 ，（，（1801801010）4嵌件安放嵌件安放模壓帶嵌件的制品時(shí)，嵌件必須在模壓帶嵌件的制品時(shí)，嵌件必須在加料前放入模具加料前放入模具。嵌件安放要求嵌件安放要求平穩(wěn)準(zhǔn)確平穩(wěn)準(zhǔn)確。5加料加料把已計(jì)量的模塑料加入模具內(nèi)，加料關(guān)鍵是把已計(jì)量的模塑料加入模具內(nèi)，加料關(guān)鍵是準(zhǔn)確均準(zhǔn)確均勻勻。6閉模閉模加料完畢后閉合模具，操作時(shí)應(yīng)加料完畢后閉合模具，操作時(shí)應(yīng)先快后慢先快后慢。7排氣排氣在閉模后塑料受熱軟化、熔融，并開始交聯(lián)縮聚反在閉模后塑料受熱軟化、熔融，并開始交聯(lián)縮聚反應(yīng)，副產(chǎn)物有應(yīng)，副產(chǎn)物有水和低分子物水和低分子物，因而要，因而要排出排出氣體。氣

21、體。掌握排氣掌握排氣時(shí)間時(shí)間，排氣的，排氣的次數(shù)和時(shí)間次數(shù)和時(shí)間根據(jù)具體情況而根據(jù)具體情況而定。定。 8保壓固化保壓固化在在一定的模壓壓力和溫度下一定的模壓壓力和溫度下保持一段時(shí)間，保持一段時(shí)間，使熱固性樹脂的使熱固性樹脂的縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)推進(jìn)到所需的程度。推進(jìn)到所需的程度。保壓固化時(shí)間取決于保壓固化時(shí)間取決于塑料的類型塑料的類型、制品的厚制品的厚度、預(yù)熱情況、模壓溫度和壓力度、預(yù)熱情況、模壓溫度和壓力等，過長或等，過長或過短的固化時(shí)間對(duì)制品性能都不利。過短的固化時(shí)間對(duì)制品性能都不利。一般在模內(nèi)的保壓固化時(shí)間為一般在模內(nèi)的保壓固化時(shí)間為數(shù)分鐘數(shù)分鐘。9脫模冷卻脫模冷卻 固化完畢即可固化完畢即可

22、趁熱脫模趁熱脫模，以，以縮短縮短成型成型周期周期。脫模通常是靠脫模通常是靠頂出桿頂出桿來完成的，帶有嵌件和來完成的，帶有嵌件和成型桿的制品應(yīng)先用專門工具將成型桿的制品應(yīng)先用專門工具將成型桿等擰成型桿等擰脫再行脫模脫再行脫模。 10制品后處理制品后處理制品的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，脫模后需對(duì)制品進(jìn)制品的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，脫模后需對(duì)制品進(jìn)行行修整和熱處理修整和熱處理。修整主要是去掉修整主要是去掉毛邊毛邊；熱處理是使制品；熱處理是使制品固化固化更趨完全更趨完全，同時(shí)，同時(shí)減少減少或消除制品的或消除制品的內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力，提高制品的耐熱性、電性能和強(qiáng)度。提高制品的耐熱性、電性能和強(qiáng)度。熱處理的溫度一般熱處理的溫度一

23、般比成型溫度高比成型溫度高1050，而熱處理而熱處理時(shí)間時(shí)間則視塑料的品種、制品的結(jié)構(gòu)則視塑料的品種、制品的結(jié)構(gòu)和壁厚而定。和壁厚而定。 四、模壓成型工藝條件及控制圖圖58 熱固性塑料模壓成型熱固性塑料模壓成型 時(shí)的壓力溫度體積關(guān)系時(shí)的壓力溫度體積關(guān)系：無支承面：無支承面 ：有支承面：有支承面在在無支承面無支承面的模具中，當(dāng)模的模具中，當(dāng)模具完全閉合時(shí)，物料所承受具完全閉合時(shí)，物料所承受的壓力是不變。的壓力是不變。A點(diǎn)為模具點(diǎn)為模具處在處在開啟開啟狀態(tài)下加料時(shí)物料狀態(tài)下加料時(shí)物料的壓力、溫度和體積情況；的壓力、溫度和體積情況；B點(diǎn)為模具點(diǎn)為模具閉合閉合并施加壓力，并施加壓力，物料受壓而物料受壓

24、而體積減小體積減小，溫度溫度升高，壓力升高升高，壓力升高；B點(diǎn)之后點(diǎn)之后，當(dāng)模腔內(nèi)當(dāng)模腔內(nèi)壓力達(dá)最大時(shí)壓力達(dá)最大時(shí)，體體積積也壓縮到所也壓縮到所對(duì)應(yīng)的值對(duì)應(yīng)的值，物，物料料溫度溫度也達(dá)也達(dá)一定值一定值；隨后由于物料吸熱膨脹，在模腔壓力不變的情況下隨后由于物料吸熱膨脹，在模腔壓力不變的情況下體積脹大，到體積脹大，到C點(diǎn)物料溫度達(dá)到模具相同的溫度點(diǎn)物料溫度達(dá)到模具相同的溫度，體積體積也膨脹到一定值；隨著交聯(lián)固化反應(yīng)的進(jìn)行，也膨脹到一定值；隨著交聯(lián)固化反應(yīng)的進(jìn)行，因反應(yīng)放熱，因反應(yīng)放熱，物料溫度會(huì)升高物料溫度會(huì)升高，甚至高于模溫，到，甚至高于模溫，到D點(diǎn)達(dá)最高點(diǎn)達(dá)最高；同時(shí)由于交聯(lián)以及反應(yīng)過程中低分

25、子；同時(shí)由于交聯(lián)以及反應(yīng)過程中低分子物放出引起物料物放出引起物料體積收縮體積收縮，之后雖然，之后雖然壓力和溫度均壓力和溫度均保持不變保持不變，但交聯(lián)固化反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行使，但交聯(lián)固化反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行使物料體積物料體積不斷減小不斷減?。籈點(diǎn)模壓完成后點(diǎn)模壓完成后卸壓卸壓，模內(nèi)壓力迅速降模內(nèi)壓力迅速降至常壓至常壓，但開模后成型物的體積由于壓縮彈性形變，但開模后成型物的體積由于壓縮彈性形變的的回復(fù)而再次脹大回復(fù)而再次脹大，脫模后脫模后制品在常壓下逐漸冷卻，制品在常壓下逐漸冷卻，溫度下降溫度下降，體積體積也隨之也隨之減小減?。籉點(diǎn)點(diǎn)以后，制品逐漸以后，制品逐漸冷至冷至室溫室溫，由于體積收縮的滯后，制品體積

26、減小到，由于體積收縮的滯后，制品體積減小到與室溫相對(duì)應(yīng)的值需要與室溫相對(duì)應(yīng)的值需要相當(dāng)長的時(shí)間相當(dāng)長的時(shí)間。在在有支承面有支承面的模具中，物料的壓力的模具中，物料的壓力溫度溫度體積的體積的關(guān)系關(guān)系與無支承面與無支承面的模具情況的模具情況稍有不同稍有不同，這是因?yàn)橛?，這是因?yàn)橛兄С忻娴哪＞唛]合后模腔內(nèi)的支承面的模具閉合后模腔內(nèi)的容積容積保持保持不變不變，多余，多余的物料在高壓下可經(jīng)排氣槽和分型面少量溢出，所的物料在高壓下可經(jīng)排氣槽和分型面少量溢出，所以合模施壓之后以合模施壓之后(B點(diǎn)之后點(diǎn)之后)，模腔內(nèi)的，模腔內(nèi)的壓力壓力上升到上升到最最大值之后又很快下降大值之后又很快下降，后因物料吸熱但無法膨

27、脹，后因物料吸熱但無法膨脹，導(dǎo)致導(dǎo)致壓力有所回升壓力有所回升，隨后因交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，也由，隨后因交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行，也由于陽模不能下移，物料體積不能減小而使模腔內(nèi)的于陽模不能下移，物料體積不能減小而使模腔內(nèi)的壓力逐漸下降。壓力逐漸下降。對(duì)熱固性塑料的實(shí)際模壓成型過程來說，物料的對(duì)熱固性塑料的實(shí)際模壓成型過程來說，物料的壓壓力、溫度和體積力、溫度和體積隨時(shí)間變化的關(guān)系是隨時(shí)間變化的關(guān)系是介于上述兩種介于上述兩種典型情況之間典型情況之間。 影響模壓成型過程的影響模壓成型過程的主要因素主要因素是是壓力、溫度和時(shí)間壓力、溫度和時(shí)間。 1模壓壓力模壓壓力模壓壓力是指成型時(shí)壓機(jī)對(duì)塑料所施加的壓力，可模壓壓力是

28、指成型時(shí)壓機(jī)對(duì)塑料所施加的壓力，可用下式計(jì)算：用下式計(jì)算： 式中式中 pm 模壓壓力，模壓壓力，MPa； Pg 壓機(jī)實(shí)際使用的液壓，壓機(jī)實(shí)際使用的液壓，MPa； D 壓機(jī)主油缸活塞的直徑，壓機(jī)主油缸活塞的直徑，cm； Am塑料制件在受壓方向的投影面積，塑料制件在受壓方向的投影面積，cm2。gmmpADp42模壓壓力取決于塑模壓壓力取決于塑料的料的工藝性能和成工藝性能和成型工藝條件型工藝條件。實(shí)際上模壓壓力主實(shí)際上模壓壓力主要受物料在模腔內(nèi)要受物料在模腔內(nèi)的的流動(dòng)流動(dòng)情況制約。情況制約。從圖從圖5-9可以看出壓可以看出壓力對(duì)流動(dòng)性的影響。力對(duì)流動(dòng)性的影響。圖圖59 熱固性塑料模壓壓力熱固性塑料模

29、壓壓力 對(duì)流動(dòng)固化曲線的影響對(duì)流動(dòng)固化曲線的影響 a：pm=50MPa b：pm=20MPa c：pm=10MPa如果預(yù)熱溫度過高如果預(yù)熱溫度過高或預(yù)熱時(shí)間過長會(huì)或預(yù)熱時(shí)間過長會(huì)使塑料在預(yù)熱過程使塑料在預(yù)熱過程中有部分固化，會(huì)中有部分固化，會(huì)抵消預(yù)熱增大流動(dòng)抵消預(yù)熱增大流動(dòng)性效果，模壓時(shí)需性效果，模壓時(shí)需更高的壓力來保證更高的壓力來保證物料充滿型腔物料充滿型腔(見圖見圖5-10)。 圖圖510 熱固性塑料預(yù)熱溫?zé)峁绦运芰项A(yù)熱溫 度對(duì)模壓壓力的影響度對(duì)模壓壓力的影響2模壓溫度模壓溫度 模壓溫度是指成型時(shí)所規(guī)定的模壓溫度是指成型時(shí)所規(guī)定的模具模具溫度。溫度。在一定的溫度范圍內(nèi)，在一定的溫度范圍內(nèi)，

30、模溫升高模溫升高，物料，物料流動(dòng)性流動(dòng)性提高，提高，充模順利充模順利，交聯(lián)交聯(lián)固化速度固化速度增加增加，模壓，模壓周期縮短周期縮短，生，生產(chǎn)產(chǎn)效率高效率高。但過高的模壓溫度會(huì)使塑料的交聯(lián)反應(yīng)。但過高的模壓溫度會(huì)使塑料的交聯(lián)反應(yīng)過早過早開始和固化速度太快而使塑料的熔融開始和固化速度太快而使塑料的熔融粘度增加粘度增加，流動(dòng)性下降，造成充模不全，見圖流動(dòng)性下降，造成充模不全，見圖5-11。模壓形狀。模壓形狀復(fù)雜、壁薄、深度大復(fù)雜、壁薄、深度大的制品，的制品，-不宜選用高模溫不宜選用高模溫，但，但經(jīng)過經(jīng)過預(yù)熱預(yù)熱的塑料進(jìn)行模壓時(shí)，由于內(nèi)外層溫度較均的塑料進(jìn)行模壓時(shí)，由于內(nèi)外層溫度較均勻，流動(dòng)性好，勻，

31、流動(dòng)性好，可選用較高模溫可選用較高模溫。模壓溫度模壓溫度過低過低時(shí)，不僅物料時(shí)，不僅物料流動(dòng)性差流動(dòng)性差，而且固化，而且固化速速度慢度慢，交聯(lián)反應(yīng)難以充分進(jìn)行，會(huì)造成制品，交聯(lián)反應(yīng)難以充分進(jìn)行，會(huì)造成制品強(qiáng)度低強(qiáng)度低，無光澤，甚至制品表面出現(xiàn)腫脹。無光澤，甚至制品表面出現(xiàn)腫脹。幻燈片幻燈片 30圖圖511 熱固性塑料流量與溫度的關(guān)系熱固性塑料流量與溫度的關(guān)系apm=30MPabpm=10MPa3模壓時(shí)間模壓時(shí)間 模壓時(shí)間模壓時(shí)間是指塑料從充模加壓到完全固化為是指塑料從充模加壓到完全固化為止的這段時(shí)間。止的這段時(shí)間。模壓時(shí)間主要與模壓時(shí)間主要與塑料的固化速度有關(guān)塑料的固化速度有關(guān)，而固，而固化速

32、度決定于化速度決定于塑料的種類塑料的種類。此外此外，與制品的，與制品的形狀、厚度、模壓溫度和壓力，以及是否預(yù)形狀、厚度、模壓溫度和壓力，以及是否預(yù)熱和預(yù)壓等有關(guān)。熱和預(yù)壓等有關(guān)。模壓模壓溫度升高溫度升高，塑料的固化速度加快，模壓，塑料的固化速度加快，模壓時(shí)間減少時(shí)間減少。固化。固化時(shí)間時(shí)間與制品與制品厚度厚度成成正比正比(見圖見圖5-12所示所示)，合適的合適的預(yù)熱預(yù)熱條件可以加快物料在模腔內(nèi)充模條件可以加快物料在模腔內(nèi)充模和升溫過程，因而有利于和升溫過程，因而有利于縮短模壓時(shí)間縮短模壓時(shí)間。 第二節(jié)第二節(jié) 橡膠制品的模型硫化橡膠制品的模型硫化圖圖512 酚醛塑料制品厚度與模壓溫酚醛塑料制品厚

33、度與模壓溫 度和固化時(shí)間的關(guān)系度和固化時(shí)間的關(guān)系第二節(jié)第二節(jié) 橡膠制品的模型硫化橡膠制品的模型硫化通常把橡膠的模壓稱作通常把橡膠的模壓稱作模型硫化模型硫化，在橡膠制，在橡膠制品生產(chǎn)中，模型硫化在硫化工藝中應(yīng)用最為品生產(chǎn)中，模型硫化在硫化工藝中應(yīng)用最為廣泛。廣泛。 硫化是橡膠制品生產(chǎn)過程中硫化是橡膠制品生產(chǎn)過程中最重要的工藝最重要的工藝過過程，橡膠經(jīng)歷了一系列的程，橡膠經(jīng)歷了一系列的物理和化學(xué)變化物理和化學(xué)變化，其物理其物理機(jī)械機(jī)械性能和性能和化學(xué)性化學(xué)性能得到了能得到了改善改善 。硫化是橡膠硫化是橡膠大分子鏈大分子鏈發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)的過發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)的過程，這一過程是在一定程，這一過程是在一

34、定溫度、壓力和時(shí)間溫度、壓力和時(shí)間條條件下完成的。件下完成的。 一、橡膠制品及生產(chǎn)工藝一、橡膠制品及生產(chǎn)工藝橡膠制品通?？煞譃槿缦聨状箢悾合鹉z制品通?？煞譃槿缦聨状箢悾?)輪胎輪胎 輪胎是橡膠制品中主要的產(chǎn)品之一，在橡膠輪胎是橡膠制品中主要的產(chǎn)品之一，在橡膠中所占的中所占的比例最大比例最大，世界上有，世界上有50一一60的生膠用的生膠用于生產(chǎn)各種輪胎。于生產(chǎn)各種輪胎。2)膠帶膠帶 按其功能不同可以分為運(yùn)輸物料用的運(yùn)輸膠按其功能不同可以分為運(yùn)輸物料用的運(yùn)輸膠帶和傳遞動(dòng)力用的傳動(dòng)膠帶。帶和傳遞動(dòng)力用的傳動(dòng)膠帶。 3)膠管膠管 根據(jù)膠管的材料和結(jié)構(gòu)不同，有全膠膠管、根據(jù)膠管的材料和結(jié)構(gòu)不同，有全膠膠

35、管、夾布膠管、編織膠管、纏繞膠管、針織膠管和吸引夾布膠管、編織膠管、纏繞膠管、針織膠管和吸引膠管。膠管。 4)膠鞋膠鞋 在橡膠制品所占的比例也很大，膠鞋根據(jù)不在橡膠制品所占的比例也很大，膠鞋根據(jù)不同的生產(chǎn)方法有貼合鞋、模壓鞋和注壓鞋。同的生產(chǎn)方法有貼合鞋、模壓鞋和注壓鞋。 ，5)橡膠工業(yè)制品橡膠工業(yè)制品 如密封件、膠輥、膠布、膠板、減如密封件、膠輥、膠布、膠板、減震制品等，品種繁多。震制品等，品種繁多。 橡膠制品的基本工藝過程包括橡膠制品的基本工藝過程包括配合配合、生膠、生膠塑塑煉煉、膠料、膠料混煉混煉、成型、成型、硫化硫化五個(gè)基本過程，五個(gè)基本過程，如圖如圖513所示。所示。 生膠生膠塑煉塑

36、煉配合配合混煉混煉配合劑配合劑模壓模壓壓延壓延壓出壓出注壓注壓成型成型硫化硫化制品制品圖圖513 橡膠制品生產(chǎn)工藝過程示意圖橡膠制品生產(chǎn)工藝過程示意圖在各種橡膠制品生產(chǎn)工藝過程中，在各種橡膠制品生產(chǎn)工藝過程中，配合、塑配合、塑煉、混煉煉、混煉工序基本相同，工序基本相同，模壓和注壓模壓和注壓工序中工序中成型與硫化實(shí)際上是成型與硫化實(shí)際上是同時(shí)同時(shí)進(jìn)行的。進(jìn)行的。壓延和壓壓延和壓出出所得的可以是所得的可以是直接直接進(jìn)行硫化的半成品，也進(jìn)行硫化的半成品，也可以經(jīng)壓延、壓出后得一定形狀的可以經(jīng)壓延、壓出后得一定形狀的坯料坯料，制，制成各種成各種半成品半成品，再經(jīng)，再經(jīng)硫化得制品硫化得制品。 橡膠制品可

37、以分為橡膠制品可以分為模型模型制品和制品和非模型非模型制品兩制品兩大類。模型制品是指在大類。模型制品是指在模型中定型模型中定型并硫化的并硫化的制品。而不用模型制造的，如膠布、膠管以制品。而不用模型制造的，如膠布、膠管以及壓延制得的膠片、膠布、貼合制造的貼合及壓延制得的膠片、膠布、貼合制造的貼合鞋、氧氣袋、膠輥等都是非模型制品。模型鞋、氧氣袋、膠輥等都是非模型制品。模型制品的制造工藝主要有兩種，即模壓法和注制品的制造工藝主要有兩種，即模壓法和注壓法。壓法。二、橡膠制品的硫化二、橡膠制品的硫化硫化硫化是橡膠制品制造工藝的一個(gè)是橡膠制品制造工藝的一個(gè)必要過程，必要過程，也是橡也是橡膠加工所膠加工所特

38、有特有的工序。橡膠通過硫化獲得了必需的的工序。橡膠通過硫化獲得了必需的物理機(jī)械性能和化學(xué)性能。物理機(jī)械性能和化學(xué)性能。1橡膠在硫化過程中的結(jié)構(gòu)與性能的變化橡膠在硫化過程中的結(jié)構(gòu)與性能的變化硫化前，橡膠分子是呈卷曲狀的硫化前，橡膠分子是呈卷曲狀的線型線型結(jié)構(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)，其分子鏈具有運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，大分子之間是以范德華力相鏈具有運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，大分子之間是以范德華力相互作用的，當(dāng)受外力作用時(shí)，大分子鏈段易發(fā)生位互作用的，當(dāng)受外力作用時(shí)，大分子鏈段易發(fā)生位移，在性能上表現(xiàn)出較大的變形，可塑性大，強(qiáng)度移，在性能上表現(xiàn)出較大的變形，可塑性大，強(qiáng)度不大，具有不大，具有可溶性可溶性。硫化后，橡膠大分子被交聯(lián)成

39、。硫化后，橡膠大分子被交聯(lián)成網(wǎng)狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大分子鏈之間有主價(jià)鍵力的作用，使大結(jié)構(gòu)，大分子鏈之間有主價(jià)鍵力的作用，使大分子鏈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到一定的限制，在外力作用下，分子鏈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到一定的限制，在外力作用下，不易發(fā)生較大的位移，變形減小，強(qiáng)度增大，失去不易發(fā)生較大的位移，變形減小，強(qiáng)度增大，失去可溶性，只能有限可溶性，只能有限溶脹溶脹。(1)物理機(jī)械性能的變化物理機(jī)械性能的變化 橡膠在硫化過程中，隨橡膠在硫化過程中，隨著線型大分子逐漸變?yōu)橹€型大分子逐漸變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可塑性減小，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可塑性減小，拉伸強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度、硬度、彈性增加硬度、彈性增加，而，而伸伸長率、永久變形

40、、疲勞長率、永久變形、疲勞生熱生熱等相應(yīng)等相應(yīng)減小減小，但若，但若繼續(xù)繼續(xù)硫化，則硫化，則拉伸強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、彈性逐漸下降彈性逐漸下降，伸長率、伸長率、永久變形永久變形反而會(huì)反而會(huì)上升上升的的現(xiàn)象，如圖現(xiàn)象，如圖5-14。圖圖514 橡膠在硫化過程中橡膠在硫化過程中 物理機(jī)械性能的變化物理機(jī)械性能的變化1拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度 2定伸強(qiáng)度定伸強(qiáng)度3彈性彈性 4伸長率伸長率5硬度硬度 6永久變形永久變形(2)物理性質(zhì)的變化物理性質(zhì)的變化 橡膠在硫化過程中，橡膠在硫化過程中，交聯(lián)密度交聯(lián)密度發(fā)生了顯著的發(fā)生了顯著的變變化化。橡膠的。橡膠的密度增加密度增加，透氣性、透水性減少透氣性、透水性減少，相對(duì)分子質(zhì)

41、量增大，能使生膠溶解的溶劑只能相對(duì)分子質(zhì)量增大，能使生膠溶解的溶劑只能使硫化膠使硫化膠溶脹溶脹，而且交聯(lián)度越大，溶脹越少，而且交聯(lián)度越大，溶脹越少。硫化也硫化也提高提高了橡膠的了橡膠的熱穩(wěn)定性和使用溫度熱穩(wěn)定性和使用溫度范圍。范圍。(3)化學(xué)穩(wěn)定性的變化化學(xué)穩(wěn)定性的變化 硫化后，化學(xué)活性比較高的基團(tuán)或原子上發(fā)生硫化后，化學(xué)活性比較高的基團(tuán)或原子上發(fā)生了交聯(lián)，老化反應(yīng)難以進(jìn)行。橡膠形成網(wǎng)狀結(jié)了交聯(lián)，老化反應(yīng)難以進(jìn)行。橡膠形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，使低分子擴(kuò)散受到更大的阻礙，導(dǎo)致橡構(gòu)后，使低分子擴(kuò)散受到更大的阻礙，導(dǎo)致橡膠老化的自由基難以擴(kuò)散，膠老化的自由基難以擴(kuò)散，提高提高了橡膠的了橡膠的化學(xué)化學(xué)穩(wěn)定性穩(wěn)

42、定性。 2硫化歷程硫化歷程硫化歷程圖如圖硫化歷程圖如圖515所示，橡膠的硫化歷所示，橡膠的硫化歷程可分為四個(gè)階段：程可分為四個(gè)階段：焦燒階段、預(yù)硫階段、焦燒階段、預(yù)硫階段、正硫化階段和過硫階段正硫化階段和過硫階段。 圖圖515 橡膠硫化歷程圖橡膠硫化歷程圖A起硫快速的膠料起硫快速的膠料 B有遲延特性的膠料有遲延特性的膠料C過硫后定伸強(qiáng)度繼續(xù)上升的膠料過硫后定伸強(qiáng)度繼續(xù)上升的膠料D具有返原性的膠料具有返原性的膠料a1操作焦燒時(shí)間操作焦燒時(shí)間a2剩余焦燒時(shí)間剩余焦燒時(shí)間b模型硫化時(shí)間模型硫化時(shí)間(1)焦燒階段焦燒階段 又稱硫化又稱硫化誘導(dǎo)期誘導(dǎo)期，是指橡膠在硫，是指橡膠在硫化開始前的延遲作用時(shí)間，

43、在此階段膠料化開始前的延遲作用時(shí)間，在此階段膠料尚尚未開始交聯(lián)未開始交聯(lián)，膠料在模型內(nèi)有良好的流動(dòng)性。，膠料在模型內(nèi)有良好的流動(dòng)性。 膠料的實(shí)際焦燒時(shí)間包括操作焦燒時(shí)間膠料的實(shí)際焦燒時(shí)間包括操作焦燒時(shí)間(a1)和殘余焦燒時(shí)間和殘余焦燒時(shí)間(a2)兩部分。兩部分。(2)預(yù)硫階段，焦燒期以后橡膠預(yù)硫階段，焦燒期以后橡膠開始交聯(lián)開始交聯(lián)的階段。的階段。 預(yù)硫階段的長短反映了橡膠硫化反應(yīng)速度的預(yù)硫階段的長短反映了橡膠硫化反應(yīng)速度的快慢，主要快慢，主要取決于取決于膠料的膠料的配方配方。 (3)正硫化階段正硫化階段 橡膠的交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到一定的程度，此橡膠的交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到一定的程度，此時(shí)的各項(xiàng)物理機(jī)械性能均達(dá)到

44、或接近最佳值，其時(shí)的各項(xiàng)物理機(jī)械性能均達(dá)到或接近最佳值，其綜綜合性能最佳合性能最佳。也稱為。也稱為平坦平坦硫化階段。此階段所取的硫化階段。此階段所取的溫度和時(shí)間稱為正硫化溫度和正硫化時(shí)間。硫化平溫度和時(shí)間稱為正硫化溫度和正硫化時(shí)間。硫化平坦階段的長短取決于膠料的配方，主要是坦階段的長短取決于膠料的配方，主要是促進(jìn)劑和促進(jìn)劑和防老劑防老劑的種類。的種類。 (4)過硫階段過硫階段 正硫化以后正硫化以后繼續(xù)硫化繼續(xù)硫化便進(jìn)入過硫階段。便進(jìn)入過硫階段。在過硫階段斷鏈多于交聯(lián)而出現(xiàn)在過硫階段斷鏈多于交聯(lián)而出現(xiàn)硫化返原現(xiàn)象硫化返原現(xiàn)象；過；過硫階段膠料的性能變化情況反映了硫化平坦期的長硫階段膠料的性能變化

45、情況反映了硫化平坦期的長短，不僅表明了膠料熱穩(wěn)定性的高低，而且對(duì)硫化短，不僅表明了膠料熱穩(wěn)定性的高低，而且對(duì)硫化工藝的安全性及制品硫化質(zhì)量有直接影響。硫化平工藝的安全性及制品硫化質(zhì)量有直接影響。硫化平坦期的長短，除了橡膠本身分子結(jié)構(gòu)影響以外，在坦期的長短，除了橡膠本身分子結(jié)構(gòu)影響以外，在很大程度上取決于很大程度上取決于硫化體系硫化體系。如圖。如圖16所示。所示。 圖圖516 硫化曲線類型硫化曲線類型如硫磺硫化體系，且用超促進(jìn)劑如硫磺硫化體系，且用超促進(jìn)劑(如如TMTD)的膠料，易產(chǎn)生疏化返原現(xiàn)象的膠料，易產(chǎn)生疏化返原現(xiàn)象(如圖如圖516a線線)。非硫磺硫化體系，或者硫磺硫化體系，雖用超促進(jìn)劑但

46、硫磺用量。非硫磺硫化體系，或者硫磺硫化體系，雖用超促進(jìn)劑但硫磺用量較低較低(即低硫高促即低硫高促)，可獲得較長的平坦期，可獲得較長的平坦期(如圖如圖516b線線)，甚至對(duì)有些膠料，甚至對(duì)有些膠料(如如丁苯、丁腈橡膠丁苯、丁腈橡膠)，出現(xiàn)過疏期性能仍上升的現(xiàn)象，出現(xiàn)過疏期性能仍上升的現(xiàn)象(如圖如圖516c線線)。3正硫化及正硫化點(diǎn)的確定正硫化及正硫化點(diǎn)的確定測(cè)定正硫化點(diǎn)的方法很多，主要有測(cè)定正硫化點(diǎn)的方法很多，主要有物理機(jī)械性能法、物理機(jī)械性能法、化學(xué)法和專用儀器法化學(xué)法和專用儀器法。 (1)物理機(jī)械性能法物理機(jī)械性能法 通常測(cè)定在一定硫化溫度下，不同硫化時(shí)間的硫化通常測(cè)定在一定硫化溫度下，不同

47、硫化時(shí)間的硫化膠物理機(jī)械性能，作出性能與硫化時(shí)間的曲線，再膠物理機(jī)械性能，作出性能與硫化時(shí)間的曲線，再根據(jù)產(chǎn)品的要求進(jìn)行綜合分析，找出適當(dāng)?shù)恼蚧鶕?jù)產(chǎn)品的要求進(jìn)行綜合分析，找出適當(dāng)?shù)恼蚧c(diǎn)。此法的缺點(diǎn)是麻煩，不經(jīng)濟(jì)。點(diǎn)。此法的缺點(diǎn)是麻煩，不經(jīng)濟(jì)。 (2)化學(xué)法化學(xué)法 測(cè)定橡膠在硫化過程中游離硫的含量，以及用溶脹測(cè)定橡膠在硫化過程中游離硫的含量，以及用溶脹法測(cè)定硫化膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的變化來確定正硫化點(diǎn)。法測(cè)定硫化膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的變化來確定正硫化點(diǎn)。此法誤差較大，適應(yīng)性不廣，有一定限制。此法誤差較大，適應(yīng)性不廣，有一定限制。 (3)專用儀器法專用儀器法 用專門的測(cè)試儀器來測(cè)定橡膠硫用專門的測(cè)試儀器來

48、測(cè)定橡膠硫化特性并確定正硫化點(diǎn)。目前主化特性并確定正硫化點(diǎn)。目前主要有門尼粘度計(jì)和各類硫化儀，要有門尼粘度計(jì)和各類硫化儀，其中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振蕩式硫化儀用得其中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)振蕩式硫化儀用得最為廣泛。最為廣泛。圖圖5-17為由硫化儀測(cè)得膠料的硫?yàn)橛闪蚧瘍x測(cè)得膠料的硫化曲線。化曲線。最小轉(zhuǎn)矩最小轉(zhuǎn)矩ML反映膠料在一定溫反映膠料在一定溫度下的可塑性，最大轉(zhuǎn)矩度下的可塑性，最大轉(zhuǎn)矩MH反反映硫化膠的模量，一般取值是：映硫化膠的模量，一般取值是：轉(zhuǎn)矩達(dá)到轉(zhuǎn)矩達(dá)到(MHML)10ML時(shí)所需的時(shí)間時(shí)所需的時(shí)間t10為焦燒時(shí)間；為焦燒時(shí)間；轉(zhuǎn)矩達(dá)到轉(zhuǎn)矩達(dá)到(MHML)90ML時(shí)所需的時(shí)間時(shí)所需的時(shí)間t90為正硫化時(shí)間；

49、為正硫化時(shí)間；t90t10為硫化反應(yīng)速度。其值為硫化反應(yīng)速度。其值越小，硫化速度越快。越小，硫化速度越快。 圖圖517 硫化曲線硫化曲線ML最小轉(zhuǎn)矩最小轉(zhuǎn)矩 MH最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩tL達(dá)到最低粘度對(duì)應(yīng)的時(shí)間達(dá)到最低粘度對(duì)應(yīng)的時(shí)間tH達(dá)到最大粘度對(duì)應(yīng)的時(shí)間達(dá)到最大粘度對(duì)應(yīng)的時(shí)間t10焦燒時(shí)間焦燒時(shí)間 t90正硫化時(shí)間正硫化時(shí)間4硫化方法和硫化介質(zhì)硫化方法和硫化介質(zhì)(1)室溫硫化法室溫硫化法 此法是讓橡膠半成品在室溫及此法是讓橡膠半成品在室溫及不加壓的條件下進(jìn)行硫化。不加壓的條件下進(jìn)行硫化。(2)冷硫化法冷硫化法 此法多用于薄層浸漬制品的硫化，此法多用于薄層浸漬制品的硫化，制品在含有制品在含有2一一

50、5的一氯化硫溶液中的一氯化硫溶液中(溶劑溶劑為二硫化碳、苯或四氯化碳等為二硫化碳、苯或四氯化碳等)浸漬幾秒至幾浸漬幾秒至幾分鐘即可完成硫化；也可把制品置于有氯化分鐘即可完成硫化；也可把制品置于有氯化硫蒸汽的襯鉛室中進(jìn)行硫化。硫蒸汽的襯鉛室中進(jìn)行硫化。(3)高能輻射硫化法高能輻射硫化法 將半成品置于高能射線將半成品置于高能射線(如：如：射線、射線、x射線射線)或高能質(zhì)點(diǎn)（如或高能質(zhì)點(diǎn)（如射線、高速射線、高速運(yùn)動(dòng)的電子、質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的電子、質(zhì)子)作用下，使橡膠分子受引作用下，使橡膠分子受引發(fā)產(chǎn)生自由基而交聯(lián)起來。發(fā)產(chǎn)生自由基而交聯(lián)起來。 (4)熱硫化法熱硫化法 橡膠加工中應(yīng)用最廣泛的硫化方橡膠加工中應(yīng)

51、用最廣泛的硫化方法，熱硫化法是分別使用水蒸汽、熱空氣、法，熱硫化法是分別使用水蒸汽、熱空氣、熱水、電熱來加熱硫化橡膠制品。熱水、電熱來加熱硫化橡膠制品。 a直接硫化直接硫化 水中加入超促進(jìn)劑，加熱到水中加入超促進(jìn)劑，加熱到100附近，將半成品放入，受熱硫化。附近，將半成品放入，受熱硫化。 b直接蒸汽硫化直接蒸汽硫化 半成品放人硫化罐內(nèi)，硫化半成品放人硫化罐內(nèi)，硫化時(shí)罐內(nèi)通蒸汽，利用蒸汽的熱量和壓力來硫時(shí)罐內(nèi)通蒸汽，利用蒸汽的熱量和壓力來硫化制品。化制品。c熱空氣硫化熱空氣硫化(或間接蒸汽硫化或間接蒸汽硫化) d. 模型加壓硫化模型加壓硫化 膠料或半成品放在金屬模具膠料或半成品放在金屬模具的模腔

52、內(nèi)，從模外加熱、加壓一段時(shí)間，制的模腔內(nèi)，從模外加熱、加壓一段時(shí)間，制得與模腔形狀相同的模型制品得與模腔形狀相同的模型制品 (5)連續(xù)硫化法連續(xù)硫化法 a鼓式硫化機(jī)硫化鼓式硫化機(jī)硫化 主要用于硫化膠板、平型膠帶主要用于硫化膠板、平型膠帶和三角帶等。硫化工藝過程如圖和三角帶等。硫化工藝過程如圖518所示。所示。b蒸汽管道硫化蒸汽管道硫化 橡膠壓出制品連續(xù)通過密封的通橡膠壓出制品連續(xù)通過密封的通有高壓蒸氣的管道進(jìn)行硫化，主要用于膠管、電線有高壓蒸氣的管道進(jìn)行硫化，主要用于膠管、電線電纜等制品。電纜等制品。c熱空氣連續(xù)硫化熱空氣連續(xù)硫化 主要用于膠布等。主要用于膠布等。 d液體介質(zhì)硫化液體介質(zhì)硫化

53、液體介質(zhì)通常為低熔點(diǎn)共熔鹽。液體介質(zhì)通常為低熔點(diǎn)共熔鹽。e紅外線硫化紅外線硫化 適用于膠布等薄壁制品。適用于膠布等薄壁制品。 f高頻和微波硫化高頻和微波硫化 特別適用于厚制品的硫化。特別適用于厚制品的硫化。g沸騰床硫化沸騰床硫化 沸騰床的結(jié)構(gòu)和工藝如圖沸騰床的結(jié)構(gòu)和工藝如圖5-19所示。所示。 圖圖518 鼓式硫化機(jī)連續(xù)硫化示意圖鼓式硫化機(jī)連續(xù)硫化示意圖1導(dǎo)開架導(dǎo)開架 2預(yù)熱臺(tái)預(yù)熱臺(tái) 3氈滾氈滾 4上輥上輥 5硫化鼓硫化鼓 6加熱鋼帶加熱鋼帶7液壓缸液壓缸 8硫化制品硫化制品 9卷曲裝置卷曲裝置 10拉緊輥拉緊輥 11電加熱器電加熱器 12下輥下輥圖圖519 臥式沸騰床結(jié)構(gòu)示意圖臥式沸騰床結(jié)構(gòu)

54、示意圖1通風(fēng)罩通風(fēng)罩 2牽引裝置牽引裝置 3床體床體 4玻璃珠粒層玻璃珠粒層 5電熱器電熱器6隔離板隔離板 7旋塞旋塞 8進(jìn)氣管進(jìn)氣管 9T型三通閥型三通閥 10壓出機(jī)頭壓出機(jī)頭三、模型硫化工藝及硫化條件三、模型硫化工藝及硫化條件模型硫化是將模型硫化是將混煉膠混煉膠或經(jīng)成型后制得的橡膠或經(jīng)成型后制得的橡膠半成品半成品(坯料坯料)置于閉合的金屬模具內(nèi)加熱加置于閉合的金屬模具內(nèi)加熱加壓，使橡膠壓，使橡膠硫化硫化交聯(lián)而交聯(lián)而定型定型為制品，其工藝為制品，其工藝過程與熱固性塑料的模壓較類似，見圖過程與熱固性塑料的模壓較類似，見圖520。混煉膠混煉膠橡膠半成品橡膠半成品計(jì)量計(jì)量加熱加熱閉模閉模排氣排氣保

55、壓硫化保壓硫化脫模脫模橡膠制品橡膠制品圖圖 520 橡膠制品模型硫化工藝流程橡膠制品模型硫化工藝流程在硫化過程中主要控制的工藝條件是硫化的在硫化過程中主要控制的工藝條件是硫化的壓力、溫度和時(shí)間壓力、溫度和時(shí)間。 1. 硫化壓力硫化壓力模型硫化時(shí)必須模型硫化時(shí)必須施以壓力施以壓力。硫化壓力有助于。硫化壓力有助于提高膠料的流動(dòng)性，利于充滿模腔。提高膠料的流動(dòng)性，利于充滿模腔。 硫化壓力的選取主要根據(jù)膠料的硫化壓力的選取主要根據(jù)膠料的性質(zhì)、產(chǎn)品性質(zhì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和其他工藝條件結(jié)構(gòu)和其他工藝條件等等決定決定。對(duì)流動(dòng)性較差。對(duì)流動(dòng)性較差的，產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，或者產(chǎn)品較厚、的，產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，或者產(chǎn)品較

56、厚、層數(shù)多的宜選用較大的硫化壓力。硫化溫度層數(shù)多的宜選用較大的硫化壓力。硫化溫度提高，硫化壓力也應(yīng)高一些。但過高壓力對(duì)提高，硫化壓力也應(yīng)高一些。但過高壓力對(duì)橡膠的性能也不利，高壓會(huì)橡膠的性能也不利，高壓會(huì)加速加速橡膠分子鏈橡膠分子鏈的的熱降解熱降解。 2. 硫化溫度硫化溫度 硫化溫度是促進(jìn)硫化反應(yīng)的主要因素，提高硫化溫硫化溫度是促進(jìn)硫化反應(yīng)的主要因素，提高硫化溫度可以加快硫化速度，縮短硫化時(shí)間，提高生產(chǎn)效度可以加快硫化速度，縮短硫化時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。硫化溫度與硫化時(shí)間是相互制約的，可用范特率。硫化溫度與硫化時(shí)間是相互制約的，可用范特霍夫方程式表示：霍夫方程式表示： 式中式中 t1溫度為溫度為

57、T1時(shí)所需的硫化時(shí)間，時(shí)所需的硫化時(shí)間，min； t2溫度為溫度為T2時(shí)所需的硫化時(shí)間，時(shí)所需的硫化時(shí)間，min； K硫化溫度系數(shù)，大多數(shù)橡膠在硫化溫硫化溫度系數(shù)，大多數(shù)橡膠在硫化溫度度 為為120180范圍內(nèi)范圍內(nèi)K1.52.5之之 間，通常取間，通常取K2。102112TTKtt從公式說明，要達(dá)到相從公式說明，要達(dá)到相同的硫化效果，硫化溫同的硫化效果，硫化溫度每升高或降低度每升高或降低10，則硫化時(shí)間則硫化時(shí)間縮短或延長縮短或延長一倍。一倍。 提高硫化溫度，在提高硫化溫度，在加速加速硫化交聯(lián)硫化交聯(lián)反應(yīng)反應(yīng)的同時(shí)也的同時(shí)也加速了分子加速了分子斷鏈斷鏈反應(yīng)，反應(yīng)，結(jié)果使硫化曲線的正硫結(jié)果使硫

58、化曲線的正硫化階段化階段(平坦區(qū)平坦區(qū))縮短，易縮短，易進(jìn)入過硫階段，難以得進(jìn)入過硫階段，難以得到性能優(yōu)良的硫化膠，到性能優(yōu)良的硫化膠，見圖見圖5-21所示。所示。硫化溫度的高低取決于硫化溫度的高低取決于橡膠的種類和硫化體系。橡膠的種類和硫化體系。 圖圖521 不同硫化溫度的硫不同硫化溫度的硫 化特性曲線（化特性曲線（T1T2）3. 硫化時(shí)間硫化時(shí)間在一定的硫化溫度和壓力下，橡膠有一最宜在一定的硫化溫度和壓力下，橡膠有一最宜的硫化時(shí)間，時(shí)間太長則過硫，時(shí)間太短則的硫化時(shí)間，時(shí)間太長則過硫，時(shí)間太短則欠硫，對(duì)產(chǎn)品性能都不利。欠硫，對(duì)產(chǎn)品性能都不利。 硫化效應(yīng)硫化效應(yīng)E等于硫化強(qiáng)度等于硫化強(qiáng)度I與

59、硫化時(shí)間與硫化時(shí)間t的乘積，的乘積，即：即： E=It 式中式中 E硫化效應(yīng)；硫化效應(yīng)； I硫化強(qiáng)度；硫化強(qiáng)度； t硫化時(shí)間，硫化時(shí)間，min。硫化強(qiáng)度硫化強(qiáng)度I是膠料在一定溫度下，單位時(shí)間所是膠料在一定溫度下，單位時(shí)間所達(dá)到的硫化程度，也反映了膠料在一定溫度達(dá)到的硫化程度，也反映了膠料在一定溫度下的硫化速度，它與硫化溫度下的硫化速度，它與硫化溫度T和溫度系數(shù)和溫度系數(shù)K有關(guān)：有關(guān)： 式中式中 K硫化溫度系數(shù)；硫化溫度系數(shù)； T硫化溫度，硫化溫度，。硫化膠的性能取決于硫化程度，因此同一種硫化膠的性能取決于硫化程度，因此同一種膠料要在不同硫化條件下制得具有相同性能膠料要在不同硫化條件下制得具有相

60、同性能的硫化膠，就應(yīng)使它們的硫化程度相同，即的硫化膠，就應(yīng)使它們的硫化程度相同，即硫化效應(yīng)相同。硫化效應(yīng)相同。 10100TKI第三節(jié)第三節(jié) 復(fù)合材料壓制成型復(fù)合材料壓制成型高分子復(fù)合材料是指由高分子復(fù)合材料是指由高聚物高聚物和各種和各種填充材填充材料料或或增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料所組成的所組成的多相多相復(fù)合體。復(fù)合體。復(fù)合材料制品：復(fù)合材料制品：熱固性熱固性增強(qiáng)塑料制品，纖維增強(qiáng)塑料制品，纖維增強(qiáng)增強(qiáng)熱塑性熱塑性樹脂復(fù)合材料成型制品。常用的樹脂復(fù)合材料成型制品。常用的熱固性樹脂主要有酚醛、氨基、環(huán)氧、不飽熱固性樹脂主要有酚醛、氨基、環(huán)氧、不飽和聚酯、有機(jī)硅等樹脂。和聚酯、有機(jī)硅等樹脂。常用的增強(qiáng)材料