單元十塑料成型加工方法

單元十塑料成型加工方法一、注射成型法二、擠出成型法三、壓延成型法四、其它成型法2023/1/311一、注射成型法（一）注射機(jī)2023/1/312（二）模具2023/1/3132023/1/314成型前的準(zhǔn)備注塑過程制件的后處理（三）注射成型過程2023/1/315鎖緊前移注射保壓冷卻后移開模閉模2023/1/316閉模前移注射保壓冷卻后移開模鎖緊2023/1/317閉模鎖緊注射保壓冷卻后移開模前移2023/1/318閉模鎖緊前移保壓冷卻后移開模注射2023/1/319閉模鎖緊前移注射冷卻后移開模保壓2023/1/3110閉模鎖緊前移注射保壓后移開模冷卻2023/1/3111閉模鎖緊前移注射保壓冷卻開模后移2023/1/3112閉模鎖緊前移注射保壓冷卻后移開模2023/1/3113閉模鎖緊前移注射保壓冷卻后移開模頂出2023/1/3114注射成型機(jī)工作循環(huán)周期圖合模高壓低速鎖緊座臺(tái)前移注射開模冷卻保壓固定塑化塑化退回退回塑化制品頂出試合模發(fā)信息注射動(dòng)作選擇制品落下檢測發(fā)信2023/1/3115（四）其它注射成型方法熱固性塑料的注射成型熱固性塑料在受熱過程中不僅有物理狀態(tài)變化，還伴隨著不可逆的化學(xué)變化。注射時(shí)，加入注塑機(jī)的熱固性塑料粒(粉)料是分子量不大的線型結(jié)構(gòu)，通過在料筒內(nèi)加熱，固體粒(粉)料變成低黏度的熔體，但同時(shí)也開始進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，分子量逐漸增大，黏度急劇上升，甚至完全失去流動(dòng)性。因此，應(yīng)在交聯(lián)反應(yīng)前或剛開始時(shí)將熔體快速注入型腔，使其在加熱的型腔內(nèi)繼續(xù)交聯(lián)反應(yīng)至物理力學(xué)性能達(dá)到最佳時(shí)即可脫模。2023/1/3116圖10-10熱固性塑料注射成型過程中溫度和黏度的變化2023/1/31172、反應(yīng)注射成型圖10-11反應(yīng)注射成型的生產(chǎn)原理

2023/1/31183、流體輔助注射成型圖10-12氣體輔助成型原理圖(a)熔體注射；(b)注入氣體；(c)氣體保壓2023/1/31194、剪切控制取向注射成型圖10-17剪切控制取向注射成型裝置示意圖1-噴嘴；2-澆口3-活塞4-流道5-連接器；6-模腔2023/1/31205、雙色注射成型圖10-19平行注射、模具旋轉(zhuǎn)180°的雙色注射機(jī)1-鎖模活塞；2-動(dòng)盤；3-模具旋轉(zhuǎn)板；4-定盤2023/1/31216、夾芯注射成型圖10-25單流道的夾芯注射成型工藝過程(a)殼層材料注射；(b)芯層材料注射；(c)殼層材料再次注射封閉澆口；(d)開模取出制品2023/1/3122擠出成套設(shè)備：擠出機(jī)（主機(jī)）機(jī)頭和口模、定型輔助機(jī)等幾部分組成。二、擠出成型法（一）擠出機(jī)及擠出機(jī)螺桿2023/1/3123

單螺桿擠出機(jī)

基本結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)動(dòng)裝置加料裝置料筒螺桿機(jī)頭和口模公稱尺寸:

螺桿直徑(mm)2023/1/31241．傳動(dòng)裝置包括：電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和軸承等所組成。

要求：無級(jí)調(diào)速，良好的潤滑系統(tǒng)，迅速制動(dòng)的裝置。常用體系：①整流子電動(dòng)機(jī)或直流電動(dòng)機(jī)，它既是驅(qū)動(dòng)裝置，又是變速裝置；②常速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械摩擦傳動(dòng)，如用皮帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的無級(jí)變速裝置；③用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵，將油送至液壓馬達(dá)，改變泵的排油量從而改變擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速。

2023/1/31252．加料裝置供料的形式有粒狀、粉狀和帶狀等幾種。加料裝置一般都采用加料斗，料斗的容量至少應(yīng)能容納一小時(shí)的用料。加料斗內(nèi)應(yīng)有切斷料流、標(biāo)定料量和卸除余料等。上料裝置。3．料筒料筒是擠出機(jī)主要部件之一，塑料的塑化和加壓過程都在其中進(jìn)行。擠壓時(shí)料簡內(nèi)的壓力可達(dá)55兆帕，工作溫度一般為180~250℃，因此料筒可看作是受壓和受熱的容器。2023/1/3126另外，一般擠出機(jī)在料筒和機(jī)頭之間還設(shè)有粗濾器，它是由帶孔的合金鋼板制成的，主要作用是使塑料由旋轉(zhuǎn)流動(dòng)變?yōu)槠街绷鲃?dòng)，且沿螺桿方向形成壓力，增大塑化的均勻性，過濾塑料中可能混入的雜質(zhì)(這在擠壓回料時(shí)可能性更大)和阻止未塑化的物料進(jìn)入機(jī)頭．2023/1/3127螺桿

螺桿是擠出機(jī)的關(guān)鍵性部件。通過它的轉(zhuǎn)動(dòng)，料簡內(nèi)的塑料才能發(fā)生移動(dòng)，得到增壓和部分的熱量(摩擦熱)。螺桿的幾何參數(shù)，諸如直徑、長徑比、各段長度比例以及螺槽深度等，對螺桿的工作特性均有重大的影響。一般螺桿的結(jié)構(gòu)如圖所示。

2023/1/3128(1)螺桿的直徑(D)和長徑比(L／D)螺桿直徑是螺扦基本參數(shù)之一。使用時(shí)，它是根據(jù)所制制品的形狀大小及需要的生產(chǎn)率來決定的。表征螺桿特性的另一重要參數(shù)是螺桿的有效長度(L)與其直徑之比，即長徑比(L／D)。(2)螺桿各段的作用按塑料在螺桿上運(yùn)轉(zhuǎn)的情況可分為送料、熔化和計(jì)量三個(gè)區(qū)域。2023/1/3129①送料段自塑料入口向前延伸一段的距離(視擠出機(jī)的情況不同可有2～10D的變化)為送料段②熔化段(壓縮段)螺桿中部的一段為熔化段。③計(jì)量段(均化段)螺桿的最后一段為計(jì)量段。很明顯，為了取得最好的效果，擠壓不同塑料，三段長短與結(jié)構(gòu)都應(yīng)結(jié)合塑料的特性和所擠制品的類型來考慮。

2023/1/3130(3)螺桿上的螺旋角θ和螺翅寬度(e)，螺旋角的大小與物料的形狀有關(guān)。物料的形狀不同，對送料段的螺旋角要求也不一樣。(4)螺桿頭部的形狀，螺桿頭部一般呈鈍尖的錐形，借以避免物料在螺桿頭部停滯過久而引起分解。2023/1/3131機(jī)頭和口模機(jī)頭是口模與料筒之間的過渡部分，其長度和形狀隨所用塑料的種類、制品的形狀、加熱方法及擠出機(jī)的大小和型式而定。口模是制品橫截面的成型部件，它是用螺栓或其它方法固定在機(jī)頭上的。如果口模和機(jī)頭是一個(gè)整體，一般就統(tǒng)稱為機(jī)頭。（二）機(jī)頭與輔機(jī)2023/1/3132機(jī)頭和口模結(jié)構(gòu)的好壞，對制品的產(chǎn)量和質(zhì)量影響很大。其尺寸都根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或流變學(xué)知識(shí)來確定。從工藝角度考慮：(1)口模定型部分是決定制品橫截面的重要部件。(2)過渡部分的流道應(yīng)盡量平滑，使其呈流線型，以免物料在流道中停滯而發(fā)生分解。(3)機(jī)頭和口模應(yīng)有足夠的剛度，以免在工作壓力下使流道變形。

2023/1/3133口模：擠出機(jī)末端的有孔部件，使得擠出物形成規(guī)定的橫截面形狀。多孔板（篩板）：旋轉(zhuǎn)變直線，增壓，支撐濾網(wǎng)，濾去雜質(zhì)。口模組成：分配腔，引流道，口模成型段2023/1/3134口模設(shè)計(jì)的主要因素：流道設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、溫度控制設(shè)計(jì)方法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主，理論分析輔助設(shè)計(jì)程序：首先分析流量分布、壓力降、停留時(shí)間，穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)，其次，制品形狀尺寸、聚合物的穩(wěn)定性、模具的安裝、結(jié)構(gòu)形式。2023/1/3135圓孔形口模類別：圓棒、單絲、造粒流動(dòng)特點(diǎn)：一維流動(dòng)，沿半徑變化，軸向不變設(shè)計(jì)平直部分與直徑的比小于102023/1/3136扁平口模制品：平膜小于0.25mm片材（大于0.25mm）流道結(jié)構(gòu)：圓形狹縫型，三種形式2023/1/3137環(huán)型口模制品：管子、管狀薄膜、吹塑型坯、電線（纜）流道結(jié)構(gòu)：支架、直角、螺旋芯模、儲(chǔ)料缸2023/1/3138異型口模異型制品：從任一口模擠出而得到的具有不規(guī)則截面的半成品，開放式、中空式。設(shè)計(jì)特點(diǎn)：流變指導(dǎo)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、反復(fù)修模2023/1/3139擠出機(jī)的輔助設(shè)備輔助設(shè)備三類：1．?dāng)D壓前處理物料的設(shè)備2．處理擠出物的設(shè)備3．控制生產(chǎn)條件的設(shè)備三類設(shè)備不僅隨制品的種類、對制品質(zhì)量的要求以及自動(dòng)化程度等的不同面有差別，而且每一種設(shè)備的類型也有不同的形式。

2023/1/3140（三）擠出成型過程原料準(zhǔn)備擠出型坯冷卻定型冷卻牽引卷取/切割后處理擠出制品2023/1/3141（四）擠出成型實(shí)例圖10-39聚烯烴盤管生產(chǎn)線示意圖1-單螺桿擠出機(jī)2-機(jī)頭3-定徑套4-真空定徑裝置5-冷卻裝置6-牽引機(jī)7-切割裝置8-印字臺(tái)9-管材卷繞裝置圖10-40硬聚氯乙烯管材生產(chǎn)線示意圖1-錐形雙螺桿擠出機(jī)2-冷卻水槽3-牽引裝置4-切割裝置5-收集架2023/1/3142三、壓延成型法（一）壓延機(jī)及壓延生產(chǎn)線圖10-61塑料壓延生產(chǎn)線示意圖1-樹脂料倉；2-計(jì)量斗；3-高速混合機(jī)；4-塑化擠出機(jī)；5-開煉輥；6-四輥壓延機(jī)；7-冷卻輥組；8-切邊刀；9-卷繞裝置2023/1/3143圖10-58壓延機(jī)外型結(jié)構(gòu)1-機(jī)座；2-傳動(dòng)裝置；3-輥筒；4-輥距調(diào)節(jié)裝置；5-軸交叉調(diào)節(jié)裝置；6-機(jī)架2023/1/3144（二）壓延成型過程圖10-62壓延成型過程示意圖2023/1/3145（三）塑料壓延成型實(shí)例圖10-67聚氯乙烯薄膜壓延成型工藝流程圖1-樹脂料倉；2-電磁振動(dòng)加料斗；3-自動(dòng)磅稱；4-稱量計(jì)；5-大混合器；6-齒輪泵；7-大混合器中間貯槽；8-傳感器；9-電子稱料斗；10-熱混合器；11-冷混合器；12-集塵器；13-擠出機(jī)；14、16、18-運(yùn)輸帶；15、17-開煉機(jī)；19-金屬檢測器；20-擺斗；21-四輥壓延機(jī)22-冷卻導(dǎo)輥；23-冷卻輥；24-運(yùn)輸帶；25-運(yùn)輸輥；26-張力裝置；27-切割裝置；28-卷取裝置；29-壓力輥2023/1/3146壓縮成型壓縮成型又稱模壓成型和壓制成型。其原理如圖2-3所示。成型時(shí)，把由上、下模（或凹、凸模）組成的壓縮模具安裝在壓力機(jī)的上、下模板之間，將塑料原料直接加入到成型溫度下的模具型腔內(nèi)，然后將模具閉合，塑料粒料、粉料或預(yù)制坯料在受壓和受熱的作用下逐漸塑化并充滿閉合的模具型腔，最終經(jīng)固化定型后轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰现萍Ｖ饕糜跓峁绦运芰铣尚?。用模壓成型生產(chǎn)的塑料制品種類很多，主要用于機(jī)械器，儀表工業(yè)，交通運(yùn)輸和日常生活等部門。四、其它成型法（一）模壓與層壓成型模壓成型2023/1/3147將塑料直接加入高溫的的壓模型腔和加料室，然后以一定的速度將模具閉合，塑料在熱和壓力的作用下熔融流動(dòng)，并且很快地充滿整個(gè)型腔，樹脂與固化劑作用發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，生成不熔不溶的體型化合物，塑料因而固化，成為具有一定形狀的制品，當(dāng)制品完全定型并且具有最佳具性能時(shí)，即開啟模具取出制品。

2023/1/31482023/1/3149塑料層壓機(jī)結(jié)構(gòu)1-工作油缸；2-工作柱塞；3-下壓板；4-工作墊板；5-支柱；6-上壓板；7-輔助油缸；8-輔助柱塞；9-條板2023/1/3150質(zhì)量最輕的材料――泡沫塑料泡沫塑料是由大量氣體微孔分散在固體塑料中形成的一類高分子材料，具有質(zhì)量輕、隔熱、吸音、減震等特性，用途很廣。最早開發(fā)的泡沫塑料是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的結(jié)構(gòu)泡沫塑料，內(nèi)部芯層發(fā)泡，外部皮層不發(fā)泡，特點(diǎn)是外硬內(nèi)韌、強(qiáng)度高、消耗原料少，廣泛地代替木材，用于建筑和家具工業(yè)以及包裝材料?，F(xiàn)在，幾乎各種塑料都可以制成泡沫塑料。（二）泡沫塑料的成型2023/1/3151發(fā)泡方法分類1.機(jī)械發(fā)泡法是借助強(qiáng)烈攪拌，把大量空氣或其他氣體引入液態(tài)塑料中，工業(yè)上主要用此法生產(chǎn)脲醛樹脂泡沫塑料，它可用做影劇布景中的人造雪花。2.物理發(fā)泡法依據(jù)所用發(fā)泡劑可細(xì)分為：惰性氣體發(fā)泡法；低沸點(diǎn)液體蒸發(fā)汽化發(fā)泡法；液體介質(zhì)浸出物發(fā)泡法；加入中空微球后固化發(fā)泡法。3.化學(xué)發(fā)泡法可分兩類：采用化學(xué)發(fā)泡劑，它們在受熱時(shí)分解放出氣體。常用的發(fā)泡劑有偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、N，N′--二亞硝基五亞甲基四胺、碳酸氫鈉；利用聚合過程中的副產(chǎn)物氣體進(jìn)行發(fā)泡。但無論采用什么方法發(fā)泡，其基本過程都是：①在液態(tài)或熔融態(tài)塑料中引入氣體，產(chǎn)生微孔。②使微孔增長到一定的體積。③通過物理或化學(xué)方法固定微孔結(jié)構(gòu)。2023/1/3152泡沫塑料的分種1.泡沫塑料有開孔和閉孔之分泡沫塑料的微孔之間互相連通的稱為開孔型泡沫塑料，微孔之間互相封閉的稱為閉孔型泡沫塑料。2.泡沫塑料又有硬質(zhì)和軟質(zhì)之分按照美國試驗(yàn)和材料學(xué)會(huì)頒布的標(biāo)準(zhǔn)：在18～29℃下，在時(shí)間5秒內(nèi)，泡沫塑料繞直徑為2.5厘米的圓棒一周，如果不斷裂，屬于軟質(zhì)泡沫塑料；如果斷裂，則屬于硬質(zhì)泡沫塑料。3.泡沫塑料還分為低發(fā)泡和高發(fā)泡兩類通常將發(fā)泡倍率（發(fā)泡后比發(fā)泡前體積增大的倍數(shù)）小于5者為低發(fā)泡產(chǎn)品，大于5者為高發(fā)泡產(chǎn)品。

2023/1/3153應(yīng)用特性

1.質(zhì)輕2.彈性好3.隔熱4.強(qiáng)度高5.其他2023/1/31541、機(jī)械發(fā)泡法機(jī)械發(fā)泡法(又稱氣體混入法)是用強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌將空氣卷入樹脂的乳液、懸浮液或溶液中使其成為均勻的泡沫物，而后再經(jīng)過物理或化學(xué)變化使之穩(wěn)定成為泡沫塑料。機(jī)械發(fā)泡法中常用的樹脂有脲甲醛、聚乙烯醇縮甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯溶膠等，這里即以脲甲醛開孔硬質(zhì)泡沫塑料為例說明。2023/1/3155（1）樹脂的制備（脲甲醛，甘油）制造時(shí)，技配方先將甲醛水液加至反應(yīng)釜中，并用l0％燒堿水液調(diào)其PH值使達(dá)到6.4～6.5。而后在攪拌和回流的情況下加入脲和甘油，并于l小時(shí)左右的時(shí)間內(nèi)將反應(yīng)混合物加熱到它的沸點(diǎn)。沸騰15分鐘后，用10％甲酸水溶液使混合物的pH值降至5.0～5.5。繼續(xù)在沸騰溫度下使反應(yīng)進(jìn)展到混合物的粘度達(dá)到25～30厘泊時(shí)為止。用燒堿水液中和反應(yīng)混合物使pH值上另到6.8～7.0。冷至20～30℃后，用水稀釋使反應(yīng)混合物中的樹脂含量達(dá)到27％～32％。最后將樹脂溶液放在鋁制的貯槽中備用。2023/1/3156（2）鼓泡（攪拌，加入發(fā)泡液）鼓泡時(shí)，在攪拌情況下，向鼓泡設(shè)備先加入一定量的發(fā)泡液，2、3分鐘后便會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫。隨后，在1～2分鐘內(nèi)加入定量的樹脂溶液。繼續(xù)攪拌15～20秒后，即可出料。2023/1/3157（3）泡沫物的硬化裝有泡沫物的塑模應(yīng)先在室溫下放置4～6小時(shí)，以便從模底瀝除一部分的水(約為總料量的l4％)并使泡沫物得到一定程度的硬化。而后從塑模中脫出泡沫物并將它放在漏孔的托架上。由托架承托的泡沫物應(yīng)在嚴(yán)格控制溫度的供室內(nèi)進(jìn)行熱處理，處理的溫度和時(shí)間隨具體情況而定。處理時(shí)，泡沫物既有化學(xué)變化的交聯(lián)作用，又有物理變化的干燥作用，水分由80％降至12％)，所以溫度必須嚴(yán)格控制，否則不易得到質(zhì)量較好的制品。2023/1/31582、物理發(fā)泡法優(yōu)點(diǎn)：操作的毒性較小，用作發(fā)泡的原料成本低；發(fā)泡劑無殘余體。缺點(diǎn)：生產(chǎn)過程設(shè)備投資大。前述幾種物理方法中，以在塑料中溶入氣體和液體而后使其氣化發(fā)泡的兩種方法在生產(chǎn)中占有主要位置，適應(yīng)的塑料品種較多?，F(xiàn)分別以聚苯乙烯和聚氯乙烯為例介紹這兩種方法。2023/1/3159PS泡沫塑料制造過程預(yù)發(fā)泡（PS、引發(fā)劑、發(fā)泡劑）→軟化（發(fā)泡劑產(chǎn)生壓力，膨脹）→（平衡）發(fā)泡氣體滲出，水蒸汽滲入氣泡中→熟化→預(yù)膨脹物冷卻→（平衡）泡孔內(nèi)發(fā)泡劑、水蒸氣冷凝，氣體滲入氣泡→模塑→膨脹→（平衡）受熱加壓氣泡滲出；外部加壓氣泡滲入2023/1/3160物理發(fā)泡法常將低沸點(diǎn)的烴類或鹵代烴溶解在塑料中，當(dāng)塑料受熱而軟化時(shí)，溶解在塑料中的烴類或鹵代烴液體就會(huì)揮發(fā)，同時(shí)膨脹發(fā)泡。例如制造聚苯乙烯泡沫塑料，可在苯乙烯聚合成聚本乙烯時(shí)，事先把戊烷溶解在苯乙烯單體中，聚合時(shí)就會(huì)發(fā)泡。也可以在加熱和加壓下用戊烷處理聚苯乙烯塑料，制得可發(fā)泡性聚苯乙烯塑料，然后使它在熱水或水蒸氣中預(yù)發(fā)泡，再放到模具中通入水蒸氣，使預(yù)發(fā)泡后的聚苯乙烯塑料二次膨脹，并互相熔結(jié)在一起，冷卻后即得到與模具形狀相同的制品。擠出成型的物理發(fā)泡法可用于聚苯乙烯塑料，使其熔融，再加入鹵代烴混合均勻，當(dāng)物料離開機(jī)頭時(shí)即膨脹發(fā)泡。物理發(fā)泡法還有中空微球法，是將熔化溫度很高的空心玻璃微珠與塑料熔融體相混合，然后在玻璃微珠不會(huì)破碎的條件下塑料成型，可制得特殊的閉孔型泡沫塑料。2023/1/3161聚氯乙烯泡沫塑料

由于聚氯乙烯本身并不能溶解惰性氣體，能夠溶解這種氣體的只是它的增塑劑或溶劑，所以采用溶解惰性氣體為發(fā)泡劑來生產(chǎn)聚氯乙烯泡沫塑料時(shí)須選用增塑劑含量大的聚氯乙烯糊或溶液為原料，以這種方法生產(chǎn)硬質(zhì)泡沫體而只用少量溶劑，就須施加很高的壓力(300、40大氣壓)。顯然，施加高壓對設(shè)備的要求就高。如采用大量溶劑，則以后的溶劑脫除與回收都比較麻煩，不僅成本提高，還要采取嚴(yán)格的防火和防爆措施。所以用溶解惰性氣體發(fā)泡的方法大多用來生產(chǎn)軟質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料。生產(chǎn)軟質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料有間歇法和連續(xù)法兩種。間歇法比較簡單，生產(chǎn)時(shí)，適當(dāng)?shù)木勐纫蚁┖湃爰訅焊?，然后在攪拌下?0～30大氣壓的二氧化碳通入釜內(nèi)，壓力穩(wěn)定到規(guī)定數(shù)值時(shí)。即將充氣的聚氯乙烯糊由釜底噴嘴放至塑模中，并在較短的時(shí)間內(nèi)送至110～135℃的烘室中烘熔，而后經(jīng)過冷卻和脫模，獲得泡沫塑料制品。2023/1/31623、化學(xué)發(fā)泡制造泡沫塑料時(shí)，如果發(fā)泡的氣體是由混合原料的某些組分在過程中的化學(xué)作用產(chǎn)生的，則這種方法即稱為化學(xué)發(fā)泡法。按照發(fā)泡的原理不同，工業(yè)上常用的化學(xué)法有兩種：(1)發(fā)泡氣體是特意加入的熱分解物質(zhì)(常稱為化學(xué)發(fā)泡劑或發(fā)泡劑)在受熱時(shí)產(chǎn)生的；(2)發(fā)泡氣體是由形成聚合物的組分相互作用所產(chǎn)生的副產(chǎn)物，或者是這類組分與其它物質(zhì)作用的生成物。2023/1/3163化學(xué)發(fā)泡劑1.化學(xué)發(fā)泡劑的性能采用化學(xué)發(fā)泡劑，它們在受熱時(shí)分解放出氣體。化學(xué)發(fā)泡劑分為無機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑和有機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑兩類。（1）無機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑（簡稱無機(jī)發(fā)泡劑）無機(jī)發(fā)泡劑的主要特性是：價(jià)廉，不影響塑料的熱性能，分解時(shí)是吸熱反應(yīng)：但分解氣體的速率受壓力的影響較大，分解反應(yīng)進(jìn)行緩慢，難于均勻分布在塑料中?？稍谒芰现惺褂玫臒o機(jī)發(fā)泡劑有：①碳酸鹽類用做發(fā)泡劑的碳酸鹽主要有碳酸銨［（NH4）2CO3］、碳酸氫銨（NH4HCO3）和碳酸氫鈉（NaHCO3）。前兩種雖然價(jià)格低，但由于分解產(chǎn)物碳酸鈉（Na2CO3）具有強(qiáng)堿性，主要用于橡膠制品，有時(shí)也可作為PF、醇酸樹脂等塑料制品的發(fā)泡劑。②亞硝酸鹽類亞硝酸銨是極不穩(wěn)定的化合物，作為發(fā)泡劑使用的亞硝酸銨實(shí)質(zhì)上是氯化銨（NH4CL）和等摩爾的亞硝酸鈉（NaNO2）的混合物。該混合物配入橡膠后經(jīng)加熱放出氮?dú)猓∟2）。2023/1/3164（2）有機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑（簡稱有機(jī)發(fā)泡劑）有機(jī)化學(xué)發(fā)泡劑是目前工業(yè)上最廣泛使用的發(fā)泡劑。在它們的分子中幾乎都含有═N—N═或—N═N—結(jié)構(gòu)，這些化學(xué)鍵和發(fā)泡劑分子中其它化學(xué)鍵相比是不穩(wěn)定的，因此，在熱的作用下很容易斷裂而放出氮?dú)猓ㄍ瑫r(shí)也可能有少量的NH3、CO、CO2、H2O以及其它氣體的生成），從而起到發(fā)泡作用。有機(jī)發(fā)泡劑的主要優(yōu)點(diǎn)是：在聚合物中分散性好；分解溫度狹窄且能控制，分解產(chǎn)生的氣體以N2為主，因此不會(huì)燃燒、爆炸，也不易液化，并且擴(kuò)散速度小，不容易從發(fā)泡的物料中逸出，因而發(fā)泡效率高。有機(jī)發(fā)泡劑存在的主要問題是：2023/1/3165①有機(jī)發(fā)泡劑分子內(nèi)不穩(wěn)定═N—N═或—N═N—的鍵發(fā)生熱分解后，其余部分是比較穩(wěn)定的。這些比較穩(wěn)定的部分就成為殘?jiān)ㄆ渲幸灿兴蛽]發(fā)性等物質(zhì)）而留在塑料中。這些殘?jiān)袝r(shí)會(huì)引起異臭或表面噴霜等現(xiàn)象。②有機(jī)發(fā)泡劑在熱分解時(shí)必然會(huì)放出一定的分解熱。如果使用分解熱大的發(fā)泡劑，發(fā)泡物料內(nèi)部的溫度就會(huì)比外部的溫度高的多。若內(nèi)部溫度過高，就會(huì)損害聚合物的性能，有時(shí)甚至使制品中心完全炭化。因此在生產(chǎn)較厚的泡沫塑料時(shí)要特別注意。③有機(jī)發(fā)泡劑幾乎都易燃的，分解溫度比較低，所以在貯存和使用時(shí)都應(yīng)注意防火。2023/1/31662.化學(xué)發(fā)泡劑的特征與選擇沒有一種發(fā)泡劑是可以用于制造各種泡沫塑料而皆合適的，這是因?yàn)楦鞣N樹脂的固有性能不可能相同，加工條件也不一樣。此外，為了求得性能各異的同一種泡沫塑料，加入的助劑也往往不同。毫無疑義，這些不同都是選擇發(fā)泡劑的根據(jù)。選擇時(shí)就是在這些根據(jù)和發(fā)泡劑特性之間求得平衡。下面是對遠(yuǎn)擇中所用的幾項(xiàng)主要特性進(jìn)行討論。2023/1/3167（1）分解溫度①發(fā)泡劑的分解溫度就是它開始產(chǎn)生氣體的溫度，所選發(fā)泡劑的分解溫度要與塑料的熔融溫度接近，②發(fā)泡劑應(yīng)能在一狹窄的溫度范圍內(nèi)迅速分解，即當(dāng)熱塑性樹脂達(dá)到適宜的粘度或熱固性樹脂達(dá)到所需的交聯(lián)度時(shí)的溫度范圍內(nèi)均勻放氣，否則是很難取得密度均勻的制品的，③發(fā)泡劑的分解作用必須要在較短的時(shí)間全部完成，以便迎合工藝上對發(fā)泡體的快速冷卻定型，否則就不能提高生產(chǎn)效率或不能有效地利用發(fā)泡劑。2023/1/3168（2）分解速率發(fā)泡劑的分解速率是隨溫度變化的。用實(shí)驗(yàn)方法求得。有機(jī)發(fā)泡劑受熱后，一般能住很短時(shí)間內(nèi)分解完。但是無機(jī)發(fā)泡劑受熱后的分解反應(yīng)卻進(jìn)行得較慢，需要較長的時(shí)間才能完成，（3）反應(yīng)熱量有機(jī)發(fā)泡劑分解時(shí)是放熱反應(yīng)，而無機(jī)發(fā)泡劑分解則是吸熱反應(yīng)。放熱可以提高發(fā)泡時(shí)原料的溫度，而吸熱則正相反。為此，工業(yè)上‘必須作出相應(yīng)的措施，否則即會(huì)影響制品質(zhì)量，除非吸收或放出的熱量很小，才可以不計(jì)。2023/1/3169（4）發(fā)泡劑分解的抑制和促進(jìn)任何化學(xué)發(fā)泡劑都是在一定的溫度下進(jìn)行熱分解而產(chǎn)生氣體的。但是，可以借助于某些助劑來調(diào)節(jié)產(chǎn)氣量，并控制它的分解溫度和分解速率。例如磺酰肼系發(fā)泡劑，可借助于磷酸酯系、苯二甲酸酯系增強(qiáng)劑來控制其分解速率；又如偶氮甲酰胺的分解溫度較高，?？捎谄渲屑尤脬U、鋅等鹽類來降低其分解溫度。（5）發(fā)泡效率有機(jī)發(fā)泡劑分解出的氮?dú)獗葻o機(jī)發(fā)泡劑分解出的二氧化碳?xì)怏w發(fā)泡效率高，這是因?yàn)槎趸紝λ芰吓荼诘臄U(kuò)散速度比氮?dú)飧撸远趸細(xì)怏w的發(fā)泡效率低，制造低比重的泡沫塑料是比較困難的。（6）發(fā)泡劑的并用當(dāng)有機(jī)與無機(jī)發(fā)泡劑并用時(shí)較單獨(dú)使用有機(jī)或無機(jī)發(fā)泡劑能顯示較好的效果。2023/1/3170聚氯乙烯泡沫塑料的生產(chǎn)1.軟質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料2023/1/3171（1）擠出法一種是將原料在低于發(fā)泡劑分解溫度的料筒內(nèi)塑化并擠出一定形狀的中間產(chǎn)品，再在擠出機(jī)外生溫發(fā)泡，低密度制品。L/D=15，?=1:3，料溫<140℃，料筒溫度125～140℃，烘室溫度175～205℃，時(shí)間5～10min。另一種采用含有低溫發(fā)泡劑的原料，發(fā)泡在料筒內(nèi)進(jìn)行，脫離口模的擠出物在冷卻后進(jìn)行冷卻成制品。密度高。L/D=16，?=1.5～3，料溫180～190℃，料筒溫度145～190℃，烘室溫度175～205℃，時(shí)間5～10min?？谀?yīng)比料溫低25～30℃。2023/1/3172（2）注射法只限于高密度的低發(fā)泡物。與一般注射不同的是：每次注射量要相等，每次注射的料的體積要比型腔小，在型腔充滿后，模內(nèi)壓力只有尋常注射模塑的10%～20%。一般用較高的注射速率。（3）壓延法壓延制品主要是人造革。2023/1/3173（4）壓制法包括配料制糊、裝料入模并使模內(nèi)的糊料在加壓和加熱的情況下發(fā)泡和塑化、冷卻。脫出泡沫物、在適當(dāng)溫度下使泡沫構(gòu)進(jìn)一步膨脹成為制品。按照上列積序制造的成品都是閉孔型的。如果要制品成為開孔型的，則可將模具改為敞開式的，也就是發(fā)泡和烘熔均在烘室中不加壓的情況下進(jìn)行。生產(chǎn)中，各種條件的確定都是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，其大致范圍是：發(fā)泡和烘熔的溫度是120～180℃，時(shí)間是10～30分鐘，施加壓力時(shí)所用的壓力約為300公斤／厘米2。后烘的溫度為100～175℃，時(shí)間約為20分鐘。2023/1/31742.硬質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料2023/1/3175聚烯烴交聯(lián)泡沫塑料的生產(chǎn)

用化學(xué)發(fā)泡法生產(chǎn)聚烯烴泡沫塑料制品都采用模壓法，具體實(shí)行時(shí)又有一步法和二步法兩種。生產(chǎn)密度高的用一步法，低的用二步法?，F(xiàn)以高壓聚乙烯的制品生產(chǎn)為例說明如下。模壓發(fā)泡一步法的簡單生產(chǎn)流程如下：2023/1/3176高壓聚乙烯常用過氧化二異丙苯作交聯(lián)劑，偶氮二甲酰胺為發(fā)泡劑。生產(chǎn)時(shí)，先按配方配齊原料，而后在二相機(jī)上進(jìn)行混煉，混煉溫度應(yīng)在樹脂熔點(diǎn)以上，但卻須保持在交聯(lián)劑和發(fā)泡劑分解溫度以下，以防過早交聯(lián)和發(fā)泡致使以后發(fā)泡不足或降低制品的質(zhì)量。經(jīng)過充分混煉的料片裁切后即加入模具并放進(jìn)壓機(jī)，在加熱加壓下，交聯(lián)劑分解使樹脂交聯(lián)，隨之再進(jìn)一步提高溫度使發(fā)泡劑分解而發(fā)泡。一般控制壓力為50～10公斤／厘米2。發(fā)泡劑分解完畢后，卸壓使熱的熔融物料膨脹彈出而完成發(fā)泡。

2023/1/3177聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)

聚氨酯泡沫塑料可以做成軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)的，這主要由反應(yīng)后生成的聚氨酯大分子的結(jié)構(gòu)來決定的。1.原料（1）二異氰酸酯類采用最多的是TDI（甲苯二異氰酸酯），有2、4和2、6兩種同分異構(gòu)體，前者活性大，常用兩種異構(gòu)體的混合物。80/20。異構(gòu)比愈高，化學(xué)反應(yīng)愈快。易形成閉孔泡沫結(jié)構(gòu)；異構(gòu)比愈低，化學(xué)反應(yīng)愈慢。易形成開孔泡沫結(jié)構(gòu)。（2）聚酯或聚醚一般有二元羧酸和多元醇制成。制造軟泡沫塑料的都是線型或帶支鏈的結(jié)構(gòu)，相對分子量為2000～4000；制造硬的相對分子量為270～1200。2023/1/3178（3）催化劑叔胺類化合物和有機(jī)錫化合物。（4）發(fā)泡劑是異氰酸酯與水作用生成的二氧化碳。（5）表面活性劑為降低發(fā)泡劑的表面張力使成泡容易和泡沫均勻，使水能與聚酯或聚醚均勻混合。有水溶性硅油、磺化脂肪醇等。（6）其它助劑抗氧劑、鋁粉、無機(jī)填料。2023/1/31792.發(fā)泡工藝聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)方法有一步法和二步法(預(yù)聚法)兩種。（1）一步法2023/1/3180（2）二步法二步法又分為預(yù)聚法和半預(yù)聚法兩種；預(yù)聚法是使異氰酸酪先與聚酯或聚醚反應(yīng)生成預(yù)聚體，而后再加入其它組分而生成泡沫塑料；半預(yù)聚法是使部分聚酯或聚醚先與所有的異氰酸酯作用，而后再加入剩余的聚酯或聚醚與其它組分的混合物使其成為泡沫塑料。2023/1/31812023/1/31823.生產(chǎn)控制因素（1）原料用量比實(shí)踐證明，異氰酸酯的用量最好為理淪值的1.0～1.05倍。過多時(shí)會(huì)使泡沫硬脆；過少時(shí)泡沫容易發(fā)生老化。（2）溫度熔融溫度200～300℃，復(fù)合加熱溫度不高于熔融溫度40℃。2023/1/3183（3）攪拌速率和時(shí)間當(dāng)對泡沫的氣孔大小有要求時(shí)，攪拌速率和時(shí)間就要有范圍限度。攪拌速率和時(shí)間反映混合時(shí)加入能量的大小，加入能量過低，泡孔粗燥；加入能量過高，泡孔會(huì)開裂。（4）熟化聚氨酯泡沫的最后熟化是指隨著聚合物分子量的增加和剩余異氰酸酯基的消失而達(dá)到最終機(jī)械性能的過程。高溫熟化有良好的效果，可提高胺類化合物與異氰酸酯的反應(yīng)速度常數(shù)，加速異氰酸酯的消失及多余催化劑的揮發(fā)，熟化溫度一般控制在45～60℃。2023/1/3184(三)搪塑與蘸塑成型1、搪塑成型搪塑工藝過程2023/1/31852、蘸塑成型圖10-71蘸塑成型方法示意圖2023/1/3186（四）旋轉(zhuǎn)模塑成型旋轉(zhuǎn)模塑又稱滾塑成型、回轉(zhuǎn)成型或旋轉(zhuǎn)澆鑄成型。它是將一定量的粉狀或糊狀塑料加入到模具中，然后加熱模具并使之沿著相互垂直的兩根軸交互連續(xù)旋轉(zhuǎn)，模具內(nèi)樹脂在重力和熱量的作用下逐漸均勻地涂布、熔融并黏附于模具內(nèi)表面上，從而形成所需要的形狀，經(jīng)冷卻固化后開模取出制品，經(jīng)整修即得到無縫的中空塑料制品。旋轉(zhuǎn)模塑制品2023/1/3187

圖10-72旋轉(zhuǎn)模塑示意圖1-旋轉(zhuǎn)機(jī)；2-模具；3-副軸；4-主軸2023/1/3188

旋轉(zhuǎn)模塑現(xiàn)場2023/1/3189樹脂選擇→搗碎過篩→加料冷成型→燒結(jié)→冷卻1．模壓（冷壓）燒結(jié)成型

將粉狀的PTFE冷壓成所需形狀的密實(shí)予制品，然后將予制品加熱至熔點(diǎn)（327oC）以上溫度，使樹脂顆粒相互熔結(jié)擴(kuò)散而形成密實(shí)的連續(xù)整體，冷至室溫后即得到制品。2．工藝過程：（模壓燒結(jié)）（1）樹脂選擇常用懸浮法聚四氟乙烯。原因：PTFE流動(dòng)性差，若顆粒太大，則加料不均，密度不等→開裂。（五）冷壓燒結(jié)成型2023/1/3190否則加料不均，冷壓困難，密度不等。（2）搗碎過篩（3）加料冷壓成型：?。畱?yīng)一次加足物料。原因：否則易分層，很難熔結(jié)為一體。ⅱ．加壓速度A．直徑大的長制品：慢：5-10mm/分鐘；B．直徑小的短制品：快