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塑料的基本知识
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塑 料 的 基 本 知 识 已经搜索,无重复 转 一、塑料的定义 塑料是以树脂为主要成分，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。 树脂是指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。广义地讲，在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。 二、塑料的分类 塑料目前尚无确切的分类，一般分类如下： 1．按塑料的物理化学性能分 热塑性塑料： 在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。 热固性塑料： 因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。 2．按塑料用选分 通用塑料： -般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。 工程塑料： -般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。 特种塑料： -般指具有特种功能（如耐热、自润滑等），应用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有机硅等。 3．按塑料成型方法分 模压塑料： 供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。 层压塑料： 指浸有树脂的纤维织物，可经叠合、热压结合而成为整体材料。 注射、挤出和吹塑塑料： -般指能在料筒温度下熔融、流动，在模具中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性塑料。 浇铸塑料： 能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙。 反应注射模塑料： 一般指液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固化制得成品。如聚氨脂类。 4．按塑料半制品和制品分 模塑粉： 又称塑料粉，主要由热固性树脂（如酚醛）和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如酚醛塑料粉。 增强塑料： 加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。 泡沫塑料： 整体内合有无数微孔的塑料。 薄膜： 一般指厚度在O.25毫米以下的平整而柔软的塑料制品。 此外，工程塑料、增强塑料和泡沫塑料又有其不同的类别，见下表： 工程塑料的分类 类 别 聚 合 物 通用工程塑料 尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、 超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等 特种工程塑料 非交联型 聚矾、聚醚矾、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、氟树脂等 交联型 聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树脂等 增强塑料的分类 按增强材料 的外形分类 粒状增强塑料 如钙塑塑料 纤维增强塑料 如玻璃纤维或玻璃布增强塑料 片状增强塑料 如云母增强塑料 按增强材料 的材质分类 布基、石棉增强塑料 如碎布增强塑料 无机矿物填充塑料 如石英、云母填充塑料 玻纤增强塑料 如预浸渍料，SMC、BMC等 特种纤维增强塑料 如碳纤维、凯芙拉纤维增强塑料 金属纤维增强塑料 如钢丝增强塑料 泡沫塑料的分类 类 别 定 义 硬质泡沫塑料 无柔韧性，压缩硬度大，应力达到一定值方产生变形，解除应力后本能恢复原状的泡沫塑料 半硬质泡沫塑料 柔韧性介于硬质和软质泡沫塑料之间的泡沫塑料 软质泡沫塑料 富有柔韧性，压缩硬度很小，应力解除后能恢复原状，残余变形较小的泡抹塑料 三、塑料的基本性能 1．质轻、比强度高。塑料质轻，一般塑料的密度都在0.9 ~ 2.3克／厘米3之间，只有钢铁的1／8 ~1／4、铝的1／2左右，而各种泡沫塑料的密度更低，约在0.01 ~ O.5克／厘米3之间。按单位质量计算的强度称为比强度，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用玻璃纤维增强的塑料可达到170 ~ 400兆帕。 2．优异的电绝缘性能。几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小的介电损耗和优良的耐电弧特性，这些性能可与陶瓷媲美。 3．优良的化学稳定性能。一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力，特别是聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好，甚至能耐"王水"等强腐蚀性电解质的腐蚀，被称为"塑料王"。 4．减摩、耐磨性能好。大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。许多工程塑料制造的耐摩擦零件就是利用塑料的这些特性，在耐磨塑料中加入某些固体润滑剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。 5．透光及防护性能。多数塑料都可以作为透明或半透明制品，其中聚苯乙烯和丙烯酸酯类塑料象玻璃一样透明。有机玻璃化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能，大量用作农用薄膜。塑料具有多种防护性能，因此常用作防护保装用品，如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。 6．减震、消音性能优良。某些塑料柔韧而富于弹性，当它受到外界频繁的机械冲击和振动时，内部产生粘性内耗，将机械能转变成热能，因此，工程上用作减震消音材料。例如，用工程塑料制作的轴承和齿可减小噪音，各种泡沫塑料更是广泛使用的优良减震消音材料。 上述塑料的优良性能，使它在工农业生产和人们的日常生活中具有广泛用途；它已从过去作为金属、玻璃、陶瓷、木材和纤维等材料的代用品，而一跃成为现代生活和尖端工业不可缺少的材料。 然而，塑料也有不足之处。例如，耐热性比金属等材料差，一般塑料仅能在100℃以下温度使用，少数200℃左右使用；塑料的热膨胀系数要比金属大3 ~ 10倍，容易受温度变化而影响尺寸的稳定性；在载荷作用下，塑料会缓慢地产生粘性流动或变形，即蠕变现象；此外，塑料在大气、阳光、长期的压力或某些质作用下会发生老化，使性能变坏等。塑料的这些缺点或多或少地影响或限制了它的应用。但是，随着塑料工业的发展和塑料材料研究工作的深入，这些缺点正被逐渐克服，性能优异的新颖塑料和各种塑料复合材料正不断涌现。 四、塑料的制造和树脂的合成方法 (一) 塑料的制造 塑料的基础原料，最初是以农副产品为主，从本世纪20年代起转向以煤和煤焦油产品为主，从50年代起逐渐转向以石油和天然气为主。 塑料工业包括三个生产系统：塑料原料(树脂或半成品及助剂)的生产，塑料制品的生产，塑料成型机械(包括模具)的制造。前两者的关系可示意如下： 从示意图中可看出三个生产系统就是塑料工业的三个组成部分，三者互相依存，缺一不可。 (二) 树脂的合成方法 1．缩聚反应。单体分子间脱掉水或其它简单分子键合成聚合物的化学反应。可分为均缩聚反应和共缩聚反应。 (1) 均缩聚反应： 带有两个官能团的一种单体进行的缩聚反应。 (2) 共缩聚反应： 两种或两种以上的双官能团单体进行的缩聚反应。 2．加聚反应。由不饱和或环状单体分子加成聚合生成聚合物的一种化学反应。反应中没有水或其它低分子副产物的释出，而且所生成的聚合物元素成分与原用单体的成分相同。按参加反应的单体种类和聚合物本身的构型，可分为均聚合反应、共聚合反应和定向聚合反应。 (1) 均聚合反应： 一种不饱和或环状单体分子间进行的聚合反应。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。 (2) 共聚合反应： 两种或两种以上不饱和或环状的单体键合的聚合反应。如丙烯脂一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)。由两种单体制得的共聚物，在聚合物链中可以有以下四种排列方式： 交替共聚物 …… -A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A一…… 无规共聚物 …… -A-A-B-A-B-B-B-A-A-B-A一…… 嵌段共聚物 …… -A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A一…… 接枝共聚物 …… -A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A一…… └-B-B-B └-B-B-B (3) 定向聚合反应： 在聚合过程中，控制反应条件，使单体聚合成具有定向有规则结构产物的反应，即全同立构型或间同立构型的聚合反应。其聚合产物叫做定向聚合物。 第 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 页 五、塑料的成型和加工方法 塑料成型加工是一门工程技术，所涉及的内容是将塑料转变为塑料制品的各种工艺。在转变过程中常会发生以下一种或几种情况，如聚合物的流变以及物理、化学性能的变化等。塑料成型的方法很多，详细见表 塑料成型方法 成 型 方 法 成 型 方 法 压制成型 压缩模塑 层压 冷压模塑 传递模塑 低压成型 浇 铸 静态浇铸 嵌 铸 离心浇铸 搪 塑 旋转铸塑 滚 塑 流延铸塑 挤出成型 手糊成型 挤拉成型 纤维缠绕成型 注射成型 排气式注射成型 流动式注射成型 共注射注射成型 无流道注射成型 反应注射成型 热固注射成型 压延成型 吹塑成型 注射吹塑成型 挤出吹塑成型 拉伸吹塑薄膜 涂 覆 热熔敷 流化喷涂 火焰喷涂 静电喷涂 等离子喷涂 发泡成型 化学发泡 物理发泡 机械发泡 二次成型 热成型 双轴拉伸 固相成型 |
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1．压缩模塑。压缩模塑又称模压，是模塑料在闭合模腔内借助加压(一般尚须加热)的成型方法。通常，压缩模塑适用于热固性塑料，如酚醛塑料、氨基塑料、不饱和聚酯塑料等。 压缩模塑由预压、预热和模压三个过程组成： 预压 为改善制品质量和提高模塑效率等，将粉料或纤维状模塑料预先压成一定形状的操作。 预热 为改善模塑料的加工性能和缩短成型周期等，把模塑料在成型前先行加热的操作。 模压 在模具内加入所需量的塑料，闭模、排气，在模塑温度和压力下保持一段时间，然后脱模清模的操作。 压缩模塑用的主要设备是压机和塑模。压机用得最多的是自给式液压机，吨位从几十吨至几百吨不等。有下压式压机和上压式压机。用于压缩模塑的模具称为压制模具，分为三类；溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。 压缩模塑的主要优点是可模压较大平面的制品和能大量生产，其缺点是生产周期长，效率低。 2． 层压成型。用或不用粘结剂，借加热、加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法。 层压成型常用层压机操作，这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压板。 层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布、纸张、石棉布等，树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性树脂。 3． 冷压模塑。冷压模塑又叫冷压烧结成型，和普通压缩模塑的不同点是在常温下使物料加压模塑。脱模后的模塑品可再行加热或借助化学作用使其固化。该法多用于聚四氟乙烯的成型，也用于某些耐高温塑料(如聚酰亚胺等)。一般工艺过程为制坯-烧结-冷却三个步骤。 4． 传递模塑。传递模塑是热固性塑料的一种成型方式，模塑时先将模塑料在加热室加热软化，然后压入巳被加热的模腔内固化成型。传递模塑按设备不同有工种形式：① 活板式；② 罐式；③ 柱塞式。 传递模塑对塑料的要求是：在未达到固化温度前，塑料应具有较大的流动性，达到固化温度后，又须具有较快的固化速率。能符合这种要求的有酚醛、三聚氰胺甲醛和环氧树脂等。 传递模塑具有以下优点：① 制品废边少，可减少后加工量；② 能模塑带有精细或易碎嵌件和穿孔的制品，并且能保持嵌件和孔眼位置的正确；③ 制品性能均匀，尺寸准确，质量高；④ 模具的磨损较小。缺点是：⑤ 模具的制造成本较压缩模高；⑥ 塑料损耗大；⑦ 纤维增强塑料因纤维定向而产生各向异性；⑧ 围绕在嵌件四周的塑料，有时会因熔按不牢而使制品的强度降低。 5． 低压成型。使用成型压力等于或低于1.4兆帕的摸压或层压方法。 低压成型方法用于制造增强塑料制品。增强材料如玻璃纤维、纺织物、石棉、纸、碳纤维等。常用的树脂绝大多数是热固性的，如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂。 低压成型包括袋压法、喷射法。 (1) 袋压成型。借助弹性袋(或其它弹性隔膜)接受流体压力而使介于刚性模和弹性袋之间的增强塑料均匀受压而成为制件的一种方法。按造成流体压力的方法不同，一般可分为加压袋成型、真空袋压成型和热压釜成型等。 (2) 喷射成型。成型增强塑料制品时，用喷枪将短切纤维和树脂等同时喷在模具上积层并固化为制品的方法。 6．挤出成型。挤出成型也称挤压模塑或挤塑，它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。 挤出法主要用于热塑性塑料的成型，也可用于某些热固性塑料。挤出的制品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。此外，还可用于塑料的混合、塑化造粒、着色、掺合等。 挤出成型机由挤出装置、传动机构和加热、冷却系统等主要部分组成。挤出机有螺杆式(单螺杆和多螺杆)和柱塞式两种类型。前者的挤出工艺是连续式，后者是间歇式。 单螺杆挤出机的基本结构主要包括传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模等部分。 挤出机的辅助设备有物料的前处理设备(如物料输送与干燥)、挤出物处理设备(定型、冷却、牵引、切料或辊卷)和生产条件控制设备等三大类。 7．挤拉成型。挤拉成型是热固性纤维增强塑料的成型方法之一。用于生产断面形状固定不变，长度不受限制的型材。成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续纤维经加热模拉出，然后再通过加热室使树脂进一步固化而制备具有单向高强度连续增强塑料型材。 通常用于挤拉成型的树脂有不饱和聚酯、环氧和有机硅三种。其中不饱和聚酯树脂用得最多。 挤拉成型机通常由纤维排布装置、树脂槽、预成型装置、口模及加热装置、牵引装置和切割设备等组成. 第 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 页 8．注射成型。注射成型(注塑)是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化，而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。 注射成型几乎适用于所有的热塑性塑料。近年来，注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。注射成型的成型周期短(几秒到几分钟)，成型制品质量可由几克到几十千克，能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的模塑品。因此，该方法适应性强，生产效率高。 注射成型用的注射机分为柱塞式注射机和螺杆式注射机两大类，由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成；其成型方法可分为： (1) 排气式注射成型。排气式注射成型应用的排气式注射机，在料筒中部设有排气口，亦与真空系统相连接，当塑料塑化时，真空泵可将塑料中合有的水汽、单体、挥发性物质及空气经排气口抽走；原料不必预干燥，从而提高生产效率，提高产品质量。特别适用于聚碳酸酯、尼龙、有机玻璃、纤维素等易吸湿的材料成型。 (2) 流动注射成型。流动注射成型可用普通移动螺杆式注射机。即塑料经不断塑化并挤入有一定温度的模具型腔内，塑料充满型腔后，螺杆停止转动，借螺杆的推力使模内物料在压力下保持适当时间，然后冷却定型。流动注射成型克服了生产大型制品的设备限制，制件质量可超过注射机的最大注射量。其特点是塑化的物件不是贮存在料筒内，而是不断挤入模具中，因此它是挤出和注射相结合的一种方法。 (3) 共注射成型。共注射成型是采用具有两个或两个以上注射单元的注射机，将不同品种或不同色泽的塑料，同时或先后注入模具内的方法。用这种方法能生产多种色彩和(或)多种塑料的复合制品，有代表性的共注射成型是双色注射和多色注射。 (4) 无流道注射成型。模具中不设置分流道，而由注射机的延伸式喷嘴直接将熔融料分注到各个模腔中的成型方法。在注射过程中，流道内的塑料保持熔融流动状态，在脱模时不与制品一同脱出，因此制件没有流道残留物。这种成型方法不仅节省原料，降低成本，而且减少工序，可以达到全自动生产。 (5) 反应注射成型。反应注射成型的原理是将反应原材料经计量装置计量后泵入混合头，在混合头中碰撞混合，然后高速注射到密闭的模具中，快速固化，脱模，取出制品。它适于加工聚氨酯、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、醇酸树脂等一些热固性塑料和弹性体。目前主要用于聚氨酯的加工。 (6) 热固性塑料的注射成型。粒状或团状热固性塑料，在严格控制温度的料筒内，通过螺杆的作用，塑化成粘塑状态，在较高的注射压力下，物料进入一定温度范围的模具内交联固化。热固性塑料注射成型除有物理状态变化外，还有化学变化。因此与热塑性塑料注射成型比，在成型设备及加工工艺上存在着很大的差别。下表比较了热固性与热塑性塑料注射成型的差别。 热固性与热塑性塑料注射成型条件的比较 工艺条件 热固性塑料 热塑性塑料 料筒温度 塑化温度低，料筒温度在95℃以下，温度控制要求严格 塑化温度高，料筒温度在150℃以上，温度控制不严格 在料筒中的时间 短 较 长 料筒加热方式 液体介质(水、油) 电加热 模具温度 150一200℃ 100℃以下 注射压力 100-200MPa 35-140MPa 注射量 注射量较小，料筒前部余料很小 注射量较大，料筒前部余料较多 热固性塑料的注射成型应用最多的是酚醛塑料。 9．吹塑成型。借气体压力使闭合在模具中的热型坯吹胀成为中空制品，或管型坯无模吹胀成管膜的一种方法。该方法主要用于各种包装容器和管式膜的制造。凡是熔体指数为0.04 ~ 1.12的都是比较优良的中空吹塑材料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、热塑性聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等，其中以聚乙烯应用得最多。 (1) 注射吹塑成型。系用注射成型法先将塑料制成有底型坯，接着再将型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。 (2) 挤出吹塑成型。系用挤出法先将塑料制成有底型坯，接着再将型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。 注射吹塑成型和挤出吹塑成型的不同之处是制造型坯的方法不同，吹塑过程基本上是相同的。 吹塑设备除注射机和挤出机外，主要是吹塑用的模具。吹塑模具通常由两瓣合成，其中设有冷却剂通道，分型面上小孔可插入充压气吹管。 (3) 拉伸吹塑成型。拉伸吹塑成型是双轴定向拉伸的一种吹塑成型，其方法是先将型还进行纵向拉伸，然后用压缩空气进行吹胀达到横向拉伸。拉伸吹塑成型可使制品的透明性、冲击强度、表面硬度和刚性有很大的提高，适用于聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETP)的吹塑成型。 拉伸吹塑成型包括：注射型坯定向拉伸吹塑，挤出型坯定向拉伸吹塑，多层定向拉伸吹塑，压缩成型定向拉伸吹塑等。 (4) 吹塑薄膜法。成型热塑性薄膜的一种方法。系用挤出法先将塑料挤成管，而后借助向管内吹入的空气使其连续膨胀到一定尺寸的管式膜，冷却后折叠卷绕成双层平膜。 塑料薄膜可用许多方法制造，如吹塑、挤出、流延、压延、浇铸等，但以吹塑法应用最广泛。 该方法适宜于聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等薄膜的制造。 10．浇铸。在不加压或稍加压的情况下，将液态单体、树脂或其混合物注入模内并使其成为固态制品的方法。浇铸法分为静态浇铸、嵌铸、离心浇铸、搪塑、旋转铸塑、滚塑和流延铸塑等。 (1) 静态浇铸。静态浇铸是浇铸成型中较为简便和使用较为广泛的二种方法。这种方法常用液状单体，部分聚合或缩聚的浆状物、聚合物与单体的溶液，配入助剂(如引发剂、固化剂、促进剂等)，或热塑性树脂熔体铸入模腔而成型。 (2) 嵌铸。嵌铸又称封入成型，是将各种样品、零件等包封到塑料中间的一种成型技术。即将被嵌物件置于模具中，注入单体、预聚物或聚合物等液体，然后使其聚合或固化(或硬化)，脱模。这种技术已广泛用于电子工业。用于这类成型工艺的塑料品种有腮甲醛、不饱和聚酯、有机玻璃和环氧树脂等。 (3) 离心浇铸。离心浇铸是利用离心力成型管状或空心筒状制品的方法。通过挤出机或专用漏斗将定量的液态树脂或树脂分散体注入旋转并加热的容器(即模具)中，使其绕单轴高速旋转(每分钟几十转到两千转)，此时放入的物料即被离心力迫使分布在模具的近壁部位。在旋转的同时，放入的物料发生固化，随后视需要经过冷却或后处理即能取得制品。在成型增强塑料制品时还可同时加入增强性的填料。 离心浇铸通常用的都是熔体粘度较小、热稳定性较好的热塑性塑料，如聚酰胺、聚乙烯等。 (4) 搪塑。搪塑是模塑中空制品的一种方法。模塑时将塑料糊倒人开口的中空模内，直至达到规定的容量。模具在装料前或装料后应进行加热，以便使物料在模具内壁变成凝胶。当凝胶达到预定厚度时，倒出过量的液体物料，并再行加热使之熔融，冷却后即可自模具内剥出制品。搪塑用的塑料主要是聚氯乙烯。 (5) 旋转铸塑。该法是将液态物料装入密闭的模具中而使它以较低速度(每分钟几转到几十转)绕单轴或多轴旋转，这样，物料即能借重力而分布在模具的内壁上，再通过加热或冷却达到固化或硬化后，即可从模具中取得制品。绕单轴旋转的用于生产圆筒形制品，绕双轴或靠振动运动的则用于生产密闭制品。 (6) 滚塑(旋转成型)。类似于旋转铸塑的一种成型方法，不同的是其所用的物料不是液体，而是烧结性干粉料。其过程是把粉料装入模具中而使它绕两个互相垂直的轴旋转、受热并均匀地在模具内壁上熔结为一体，而后再经冷却就能从模具中取得空心制品。 滚塑使用的有聚乙烯、改性聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和纤维素塑料等。 (7) 流延铸塑。制取薄膜的一种方法。制造时，先将液态树脂或树脂分散体流布在运行的载体(一般为金属带)上，随后用适当方法将其固化(或硬化)，最后即可从载体上剥取薄膜。 用于生产流延薄膜的塑料有：三乙酸纤维素、聚乙烯醇、氯乙烯和乙酸乙烯的共聚物等，此外某些工程塑料如聚碳酸酯等也可用来生产流延薄膜。 |
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11．手糊成型。手糊成型又称手工裱糊成型、接触成型，是制造增强塑料制品的方法之一。该法是在涂好脱模剂的模具上，用手工一边铺设增强材料一边涂刷树脂直到所需厚度为止，然后通过固化和脱模而取得制品。手糊成型中采用的合成树脂主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂。增强材料有玻璃布、无捻粗纱方格布、玻璃毡等。 12．纤维缠绕成型。在控制张力和预定线型的条件下，以浸有树脂胶液的连续丝缠绕到芯模或模具上来成型增强塑料制品。这种方法只适于制造圆柱形和球形等回转体。常用的树脂有酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。玻璃纤维是缠绕成型常用的增强材料，它有两种：有捻纤维和无捻纤维。 13．压延。将热塑性塑料通过一系列加热的压辊，而使其在挤压和展延作用下连结成为薄膜或片材的一种成型方法。压廷产品有薄膜、片材、人造革和其它涂层制品等。压延成型所采用的原材料主要是聚氯乙烯、纤维素、改性聚苯乙烯等。 压延设备包括压延机和其它辅机。压延机通常以辊筒数目及其排列方式分类。根据辊筒数目不同，压延机有双辊、三辊、四辊、五辊、甚至六辊，以三辊或四辊压延机用得最多。 14．涂覆。为了防腐、绝缘、装饰等目的，以液体或粉末形式在织物、纸张、金属箔或板等物体表面上涂盖塑料薄层(例如．0.3毫米以下)的方法。 涂覆法最常用的塑料一般是热塑性塑料，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚三氟氯乙烯等。 涂覆工艺有热熔敷、流化喷涂、火焰喷涂、静电喷涂和等离子喷涂。 (1) 热熔敷。用压缩空气将塑料粉末经过喷枪、喷射到预热过的工件表面，塑料熔化、冷却形成覆盖层。 (2) 流化喷涂。预热的工件浸入悬浮有树脂粉末的容器中树脂粉末熔化而粘附在表面上。 (3) 火焰喷涂。将流态化树脂通过喷枪口的锥形火焰区使之熔化而实现喷涂的一种方法。 (4) 静电喷涂。利用高压静电造成静电场，即工件接地成正级，塑料粉末喷出时带有负电荷，则塑料静电喷涂到工件上。 (5) 等离子喷涂。用等离子喷枪使流经等离子发生区的惰性气体(如氩气、氮气、氦气的混合气体)成为5500 ~ 6300℃的高速高能等离子流，卷引粉状树脂以高速喷射至工件表面熔结成涂层。 15．发泡成型。发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料，常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。 按照泡孔结构可将泡沫塑料分为两类，若绝大多数气孔是互相连通的，则称为开孔泡沫塑料；如果绝大多数气孔是互相分隔的，则称为闭孔泡沫塑料。开孔或闭孔的泡沫结构是由制造方法所决定的。 (1) 化学发泡。由特意加入的化学发泡剂，受热分解或原料组分间发生化学反应而产生的气体，使塑料熔体充满泡孔。化学发泡剂在加热时释放出的气体有二氧化碳、氮气、氨气等。化学发泡常用于聚氨脂泡沫塑料的生产。 (2) 物理发泡。物理发泡是在塑料中溶入气体或液体，而后使其膨胀或气化发泡的方法。物理发泡适应的塑料品种较多。 (3) 机械发泡。借机械搅拌方法使气体混入液体混合料中，然后经定型过程形成泡孔的泡沫塑料。此法常用于脲眠甲醛树脂，其它如聚乙烯醇缩甲醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等也适用。 16．二次成型。二次成型是塑料成型加工的方法之一。以塑料型材或型坯为原料，使其通过加热和外力作用成为所需形状的制品的一种方法。 (1) 热成型。热成型是将热塑性塑料片材加热至软化，在气体压力、液体压力或机械压力下，采用适当的模具或夹具而使其成为制品的一种成型方法。塑料热成型的方法很多，一般可分为： 模压成型 采用单模(阳模或阴模)或对模，利用外加机械压力或自重，将片材制成各种制品的成型方法，它不同于一次加工的模压成型。此法适用于所有热塑性塑料。 差压成型 采用单模(阳模或阴模)或对模，也可以不用模具，在气体差压的作用下，使加热至软的塑料片材紧贴模面，冷却后制成各种制品的成型方法。差压成型又可分为真空成型和气压成型。 热成型特别适用于壁薄、表面积大的制品的制造。常用的塑料品种有各种类型的聚苯乙烯、有机玻璃、聚氯乙烯、ABS、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯等。 热成型设备包括夹持系统、加热系统、真空和压缩空气系统及成型模具等。 (2) 双轴拉伸。为使热塑性薄膜或板材等的分子重新定向，特在玻璃化温度以上所作的双向拉伸过程。拉伸定向要在聚合物的玻璃化温度和熔点之间进行，经过定向拉伸并迅速冷到室温后的薄膜或单丝，在拉伸方向上的机械性能有很大提高。 适合于定向拉伸的聚合物有：聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及某些苯乙烯共聚物。 (3) 固相成型。固相成型是热塑性塑料型材或坯料在压力下用模具使其成型为制品的方法。成型过程在塑料的熔融(成软化)温度以下(至少低于熔点10-20℃)。均属固相成型。其中对非结晶类的塑料在玻璃化温度以上，熔点以下的高弹区域加工的常称为热成型，而在玻璃化温度以下加工的则称作冷成型或室温成型，也常称作塑料的冷加工方法或常温塑性加工。 该法有如下优点：生产周期短；提高制品的韧性和强度；设备简单，可生产大型及超大型制品；成本降低。缺点是：难以生产形状复杂、精密的制品；生产工艺难以控制，制品易变形、开裂。 固相成型包括：片材辊轧、深度拉伸或片材冲压、液压成型、挤出、冷冲压、辊筒成型等。 17．二次加工。成型后的塑料制品或型材，按需要进行的再加工，例如机械加工、连接、修饰等。下表列出了塑料二次加工的方法。 塑料二次加工方法 分 类 加 工 方 法 机械加工 锯、剪、冲、车、刨、刮、铣、钻、磨、抛光、喷砂、揉面、螺纹加工等 激光加工 裁断、打孔、刻花等 连 接 焊接 热风、加热工具、激光、旋转摩擦、振动摩擦、高频、超声、感应等 粘结 溶剂、溶液、热熔等 机械 螺钉、弹簧夹、弹簧插销、铆接、铰链等 表面装饰 涂料涂饰、溶剂增亮、涂覆、印刷、彩绘、烫印、真空镀膜、喷镀、电镀等 第 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 页 六、塑料的用途 塑料巳被广泛用于农业、工业、建筑、包装、国防尖端工业以及人们日常生活等各个领域。 农业方面：大量塑料被用于制造地膜、育秧薄膜、大棚膜和排灌管道、鱼网、养殖浮漂等。 工业方面：电气和电于工业广泛使用塑料制作绝缘材料和封装材料；在机械工业中用塑料制成传动齿轮、轴承、轴瓦及许多零部件代替金属制品；在化学工业中用塑料作管道、各种容器及其它防腐材料；在建筑工业中作门窗、楼梯扶手、地板砖、天花板、隔热隔音板、壁纸、落水管件及坑管、装饰板和卫生洁具等。 在国防工业和尖端技术中，无论是常规武器、飞机、舰艇，还是火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船和原子能工业等，塑料都是不可缺少的材料。 在人们的日常生活中，塑料的应用更广泛，如市场上销售的塑料凉鞋、拖鞋、雨衣、手提包、儿童玩具、牙刷、肥皂盒、热水瓶壳等等。目前在各种家用电器，如电视机、收录机、电风扇、洗衣机、电冰箱等方面也获得了广泛的应用。 塑料作为一种新型包装材料，在包装领域中已获得广泛应用，例如各种中空容器、注塑容器(周转箱、集装箱、桶等)，包装薄膜，编织袋、瓦楞箱、泡沫塑料、捆扎绳和打包带等。 七、塑料工业的发展历史及现状 早在19世纪以前，人们就已经利用沥青、松香、琥珀、虫胶等天然树脂。1868年将天然纤维素硝化，用樟脑作增塑剂制成了世界上第一个塑料品种，称为赛璐珞，从此开始了人类使用塑料的历史。1909年出现了第一种用人工合成的塑料-酚醛塑料。1920年又一种人工合成塑料-氨基塑料(苯胺甲醛塑料)诞生了。这两种塑料当时为推动电气工业和仪器制造工业的发展起了积极作用。 到20世纪20、30年代，相继出现了醇酸树脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯类、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。从40年代至今，随着科学技术和工业的发展，石油资源的广泛开发利用，塑料工业获得迅速发展。品种上又出现了聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亚胺等等。下表表示各种塑料的发现及工业化年份。 主要塑料品种的工业化历史 工业化年份 热 塑 性 塑 料 热 固 性 塑 料 1868 硝酸纤维素(1833) 1909 酚醛树脂(1872) 1919 酪素塑料(1897) 1926 苯胺甲醛树脂(1892) 1927 醋酸纤维(1865) 醇酸树脂(1901) 1929 聚醋酸乙烯(1912) B8醛树脂(1918) 1931 聚丙烯酸甲酯(1880) 1935 乙基纤维素(1913) 1936 聚氯乙烯(1872) 1936 聚甲基丙烯酸甲酯(1932) 1936 聚乙烯醇缩醛(1928) 1938 聚苯乙烯(1839) 1938 聚酰胺66(1935) 1939 高压聚乙烯(1933) 三聚氰胺树脂(1935) 1939 聚偏氯乙烯(1933) 1941 不饱和聚酯树脂(1937) 1943 聚四氟乙烯 (1938) 聚硅氧烷(1931) 1947 环氧树脂(1934) 1948 聚丙烯腈(1893) 1948 腊丁苯(ABS)树脂 1948 聚三氟氯乙烯(1934) 1953 聚对苯二甲酸乙二(1941) 聚氨酯泡沫塑料(1947) 1954 低压聚乙烯(1952) 1957 聚丙烯(1954) 1958 聚环氧乙烷(1859) 1958 聚碳酸酯(1956) 1958 氯化聚醚(1950) 1959 聚甲醛(1926) 1960 聚邻(间)苯二甲酸二丙烯酯(1946) 1962 乙丙塑料 1963 聚酰亚胺(1959) 1965 聚苯并咪唑(1959) 1965 聚苯醚(PPO)(1964) 1965 聚矾 1965 聚甲基戊烯(TPX) 1969 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 1973 聚丁烯 |
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