新聞資訊 | 發布(bù)日期:2024-4-29 發布者:91视频入口精工 |
片材(cái)機的生產工(gōng)藝特征
吸塑技(jì)術(shù)之片材的成(chéng)型特(tè)性(xìng):
用(yòng)於成型加工(gōng)的片材,無論是單層或多層複合的,都(dōu)必須具(jù)備以下性能:
一、塑性記憶,即當拉伸軟化的片材時,既有緊縮反抗拉(lā)力的傾向,又有盡可能(néng)均勻拉伸的傾向。這一特性可以使(shǐ)己經成型的(de)製品如果重新加熱到原來的成型(xíng)溫度,它會回(huí)複到原來(lái)平片形狀。這特性對成型過程的拉伸有著重要影響。
二、熱拉伸,即片材在加熱時均可以拉伸(shēn),這一特性對於產品的形狀和(hé)質量有很大影(yǐng)響。有些可(kě)以拉伸15%~20%,而有些甚(shèn)至可以拉伸至500%~600%。
三、熱強度,即加熱軟化的片材隻要稍受壓力,就會在模具上形成清晰的輪廓。反之,如果(guǒ)需要太大的壓力才能成型,而真空吸塑成(chéng)型所提供(gòng)傾壓力差(chà)有限(xiàn),對某些細(xì)微的花紋(wén)就很難顯示出(chū)來。
四、成型溫度,即成型片材需具備適宜一定的加工溫度範圍。既在其受熱軟(ruǎn)化溫度,容易成型,又(yòu)與其熔融溫度有一定距離,成型溫度範圍較寬(kuān);不能隻在(zài)較小的某一特定溫度範圍內(nèi)成型,溫度偏高或偏低時,成型容易撕裂、熔塌等現象。
從以下幾個方麵去分析。
一、熱塑(sù)性塑料化學組成和結構
熱塑性塑料是由分子鏈長度達到10-3mm的大分(fèn)子(聚合物)組成的。這些大分子可以是(shì)線性的,比(bǐ)如說HDPE,也可以是支化的,如(rú)LDPE。大分子完全無序排列,我們稱之為(wéi)無(wú)定形熱塑性塑料。均勻結構的大分子,比如線型聚乙(yǐ)烯或聚甲醛,能形成部分的規則排列,大分子按一定規(guī)則部分結晶,我們稱之為部分結晶熱塑性塑(sù)料。
無定形和部分結晶熱塑性塑料的區別,無定形熱塑性塑料由於其不對(duì)稱結構或大側基,是不結晶的,在(zài)不進行改性和著色的情況下均是透(tòu)明的。無定形熱塑性(xìng)塑料的使用(yòng)溫(wēn)度應低(dī)於(yú)其玻璃化轉變溫(wēn)度爪。部分結晶塑料(liào)含有分子(zǐ)鏈規則排列的區域,稱之為結晶區。因為結晶作用(yòng),部分結晶的熱塑性塑料(liào)通(tōng)常是不(bú)透明的,並且(qiě)透明(míng)度會隨著(zhe)結晶度的增加而減小。部分結晶熱塑性(xìng)塑料的使用溫度在幾和熔點Tm之間。
如果(guǒ)HDPE的片材被(bèi)加熱到(dào)晶(jīng)體熔點以上(shàng),晶體將會熔融,片材將(jiāng)會全部變成無(wú)定(dìng)形,進而透明起來(lái)。在冷卻過程中,晶體會再次形成。對於許多部分結晶的(de)熱塑(sù)性塑(sù)料而言,結(jié)晶作用可以通(tōng)過將成型的片材和模塑製品快速(sù)冷卻(què)而得到抑製(zhì),最終得到透明的製品(如PET瓶,透明的PET片材和透明的無規聚丙烯片材)。
透明的熱塑性塑料是無定形的,但並非所有無定形的熱塑性(xìng)塑料都是透明的,比如說進行了(le)著色和改性的無定(dìng)形塑料就(jiù)是如此。由(yóu)於分子鏈部分有序排列,部分結晶(jīng)熱塑性塑料不再透明,根據(jù)結晶度不同,其透明程度也會不同。無定形(xíng)和部分結晶的(de)熱塑性塑料有一個最高的工作(zuò)溫度範圍。
在(zài)低於玻璃化轉變溫(wēn)度(dù)Tg時(以前(qián)稱之(zhī)為軟化溫度),熱塑性塑料(liào)通常是非常(cháng)脆(cuì)(比如普通聚苯乙烯PS ),熱(rè)塑性塑料的剛性(模量E)和強度(σ)會隨(suí)著溫度的升高而降低,但可變形性(ε)會增大。材料在最高工作溫度時(shí),還必須(xū)有足夠的剛(gāng)性。熱膨脹係數(shù)在(zài)一定溫度範圍內可以認為是隨溫度線性增加的。
當加熱熱塑性成型材(cái)料時,無定形和部分結(jié)晶的熱塑性塑料會(huì)產(chǎn)生差(chà)異。對於無定形熱塑性塑料,溫度(dù)升高(gāo)到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(軟化點)時(shí)就可(kě)以真空吸塑成型了(le)。所需要的熱量與成型材料的種類和所使(shǐ)用(yòng)的加工方法有關,真空成型時所需要的溫度(dù)就比壓力成(chéng)型時所需要的溫度要高。
部分(fèn)結晶的(de)熱塑性塑料絕不會完全結晶,分為無定形區和結晶區。當結晶度較低時,材料在溫度低於結晶熔融區時就能進行真空吸塑成型,結(jié)晶程度高時,就(jiù)需要更高一些的成型溫(wēn)度。
熱塑性塑(sù)料這種現象是(shì)如何(hé)影響真空吸塑成(chéng)型加工的呢?如果用(yòng)部分結晶熱塑性塑料製成的製件在高(gāo)溫下工作,或者(zhě)說製件本身需要在高(gāo)溫下殺菌消毒,它就需要承受熱-應力條件而不發生形變(biàn),這就需要在熱加工(gōng)過程中部分結晶區(qū)域被完全熔融,也就是說,這種成型材料需要選用足夠(gòu)高(gāo)的真空(kōng)吸塑成(chéng)型溫度。
以(yǐ)部分結晶(jīng)的聚(jù)丙烯熱(rè)成(chéng)型杯子為例,說明(míng)了(le)不同的真空吸塑成型溫度對製品成型後的外(wài)觀(guān)和而(ér)後的高溫消毒過程的影響。聚丙烯的結晶熔融區大致為158~165℃,當真空吸塑成型溫度低於158℃,結晶區不(bú)會完(wán)全熔融,它們就像一(yī)些小(xiǎo)的塑性塊一樣,在成型過程中產生形變,但仍以固態形式保留在無定形的熔體中。隻要再次加熱(如高溫消毒),杯子開始形變,這是因為結晶區的應(yīng)力要想恢複到它最初的形狀。
另一方麵(miàn),若成型溫(wēn)度為163℃,結晶區會完全熔融,聚丙烯成型材料會變成無定(dìng)形的,在(zài)一定條件下冷卻,會(huì)形成新的不含應力的晶體,不會在121℃高溫消毒的時候發生逆轉(zhuǎn),因此杯子的幾何尺寸(cùn)不會發生變化。從以上的分析(xī)可知,若真空吸塑成型製品在高溫下使用,或要進行短暫(zàn)的高溫消毒,那麽在材(cái)料真(zhēn)空吸塑(sù)成型的時候就最好使用較高(gāo)的溫(wēn)度。對於部分結晶熱(rè)塑性塑料,真空吸塑成型溫度至少應該在晶體熔程範圍的中間溫(wēn)度以上。如果用較(jiào)高的溫度(dù)成型,無定形熱塑性塑(sù)料的形狀改變也會減小。
在實際生產中,如果把這些因素都考慮進去的話,就會產生下麵的問題:片材就會因為真空吸塑(sù)成(chéng)型機器達不到所需要的真空吸(xī)塑成(chéng)型溫度(dù)而無(wú)法進行生產(通過機器時(shí)無法得到一個光滑平(píng)整(zhěng)的表麵(miàn)),或者是材料的熔體強度太低,會產生太大的熔塌,或者(zhě)是因為材料與口模黏結得過緊。在加熱和成型時易於結晶的熱塑性(xìng)塑料,如CPET是(shì)一個例外。CPET是含有結晶成核劑無定形的聚酯。作為(wéi)一種(zhǒng)熱成型材料,CPET是完全無定形的,但(dàn)在適當的工作條件下仍具有(yǒu)快速結晶的特性。其(qí)結(jié)晶速度與材料的成(chéng)型溫度有關,在170℃時結晶(jīng)溫(wēn)度最大。CPET晶體的熔程是在255~258℃之(zhī)間,無定形區的軟化溫度是在78~85℃,故下列條件可(kě)用於CPET的真空吸塑成型。
用(yòng)於成型加工(gōng)的片材,無論是單層或多層複合的,都(dōu)必須具(jù)備以下性能:
一、塑性記憶,即當拉伸軟化的片材時,既有緊縮反抗拉(lā)力的傾向,又有盡可能(néng)均勻拉伸的傾向。這一特性可以使(shǐ)己經成型的(de)製品如果重新加熱到原來的成型(xíng)溫度,它會回(huí)複到原來(lái)平片形狀。這特性對成型過程的拉伸有著重要影響。
二、熱拉伸,即片材在加熱時均可以拉伸(shēn),這一特性對於產品的形狀和(hé)質量有很大影(yǐng)響。有些可(kě)以拉伸15%~20%,而有些甚(shèn)至可以拉伸至500%~600%。
三、熱強度,即加熱軟化的片材隻要稍受壓力,就會在模具上形成清晰的輪廓。反之,如果(guǒ)需要太大的壓力才能成型,而真空吸塑成(chéng)型所提供(gòng)傾壓力差(chà)有限(xiàn),對某些細(xì)微的花紋(wén)就很難顯示出(chū)來。
四、成型溫度,即成型片材需具備適宜一定的加工溫度範圍。既在其受熱軟(ruǎn)化溫度,容易成型,又(yòu)與其熔融溫度有一定距離,成型溫度範圍較寬(kuān);不能隻在(zài)較小的某一特定溫度範圍內(nèi)成型,溫度偏高或偏低時,成型容易撕裂、熔塌等現象。
從以下幾個方麵去分析。
一、熱塑(sù)性塑料化學組成和結構
熱塑性塑料是由分子鏈長度達到10-3mm的大分(fèn)子(聚合物)組成的。這些大分子可以是(shì)線性的,比(bǐ)如說HDPE,也可以是支化的,如(rú)LDPE。大分子完全無序排列,我們稱之為(wéi)無(wú)定形熱塑性塑料。均勻結構的大分子,比如線型聚乙(yǐ)烯或聚甲醛,能形成部分的規則排列,大分子按一定規(guī)則部分結晶,我們稱之為部分結晶熱塑性塑(sù)料。
無定形和部分結晶熱塑性塑料的區別,無定形熱塑性塑料由於其不對(duì)稱結構或大側基,是不結晶的,在(zài)不進行改性和著色的情況下均是透(tòu)明的。無定形熱塑性(xìng)塑料的使用(yòng)溫(wēn)度應低(dī)於(yú)其玻璃化轉變溫(wēn)度爪。部分結晶塑料(liào)含有分子(zǐ)鏈規則排列的區域,稱之為結晶區。因為結晶作用(yòng),部分結晶的熱塑性塑料(liào)通(tōng)常是不(bú)透明的,並且(qiě)透明(míng)度會隨著(zhe)結晶度的增加而減小。部分結晶熱塑性(xìng)塑料的使用溫度在幾和熔點Tm之間。
如果(guǒ)HDPE的片材被(bèi)加熱到(dào)晶(jīng)體熔點以上(shàng),晶體將會熔融,片材將(jiāng)會全部變成無(wú)定(dìng)形,進而透明起來(lái)。在冷卻過程中,晶體會再次形成。對於許多部分結晶的(de)熱塑(sù)性塑(sù)料而言,結(jié)晶作用可以通(tōng)過將成型的片材和模塑製品快速(sù)冷卻(què)而得到抑製(zhì),最終得到透明的製品(如PET瓶,透明的PET片材和透明的無規聚丙烯片材)。
透明的熱塑性塑料是無定形的,但並非所有無定形的熱塑性(xìng)塑料都是透明的,比如說進行了(le)著色和改性的無定(dìng)形塑料就(jiù)是如此。由(yóu)於分子鏈部分有序排列,部分結晶(jīng)熱塑性塑料不再透明,根據(jù)結晶度不同,其透明程度也會不同。無定形(xíng)和部分結晶的(de)熱塑性塑料有一個最高的工作(zuò)溫度範圍。
在(zài)低於玻璃化轉變溫(wēn)度(dù)Tg時(以前(qián)稱之(zhī)為軟化溫度),熱塑性塑料(liào)通常是非常(cháng)脆(cuì)(比如普通聚苯乙烯PS ),熱(rè)塑性塑料的剛性(模量E)和強度(σ)會隨(suí)著溫度的升高而降低,但可變形性(ε)會增大。材料在最高工作溫度時(shí),還必須(xū)有足夠的剛(gāng)性。熱膨脹係數(shù)在(zài)一定溫度範圍內可以認為是隨溫度線性增加的。
當加熱熱塑性成型材(cái)料時,無定形和部分結(jié)晶的熱塑性塑料會(huì)產(chǎn)生差(chà)異。對於無定形熱塑性塑料,溫度(dù)升高(gāo)到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(軟化點)時(shí)就可(kě)以真空吸塑成型了(le)。所需要的熱量與成型材料的種類和所使(shǐ)用(yòng)的加工方法有關,真空成型時所需要的溫度(dù)就比壓力成(chéng)型時所需要的溫度要高。
部分(fèn)結晶的(de)熱塑性塑料絕不會完全結晶,分為無定形區和結晶區。當結晶度較低時,材料在溫度低於結晶熔融區時就能進行真空吸塑成型,結(jié)晶程度高時,就(jiù)需要更高一些的成型溫(wēn)度。
熱塑性塑(sù)料這種現象是(shì)如何(hé)影響真空吸塑成(chéng)型加工的呢?如果用(yòng)部分結晶熱塑性塑料製成的製件在高(gāo)溫下工作,或者(zhě)說製件本身需要在高(gāo)溫下殺菌消毒,它就需要承受熱-應力條件而不發生形變(biàn),這就需要在熱加工(gōng)過程中部分結晶區(qū)域被完全熔融,也就是說,這種成型材料需要選用足夠(gòu)高(gāo)的真空(kōng)吸塑成(chéng)型溫度。
以(yǐ)部分結晶(jīng)的聚(jù)丙烯熱(rè)成(chéng)型杯子為例,說明(míng)了(le)不同的真空吸塑成型溫度對製品成型後的外(wài)觀(guān)和而(ér)後的高溫消毒過程的影響。聚丙烯的結晶熔融區大致為158~165℃,當真空吸塑成型溫度低於158℃,結晶區不(bú)會完(wán)全熔融,它們就像一(yī)些小(xiǎo)的塑性塊一樣,在成型過程中產生形變,但仍以固態形式保留在無定形的熔體中。隻要再次加熱(如高溫消毒),杯子開始形變,這是因為結晶區的應(yīng)力要想恢複到它最初的形狀。
另一方麵(miàn),若成型溫(wēn)度為163℃,結晶區會完全熔融,聚丙烯成型材料會變成無定(dìng)形的,在(zài)一定條件下冷卻,會(huì)形成新的不含應力的晶體,不會在121℃高溫消毒的時候發生逆轉(zhuǎn),因此杯子的幾何尺寸(cùn)不會發生變化。從以上的分析(xī)可知,若真空吸塑成型製品在高溫下使用,或要進行短暫(zàn)的高溫消毒,那麽在材(cái)料真(zhēn)空吸塑(sù)成型的時候就最好使用較高(gāo)的溫(wēn)度。對於部分結晶熱(rè)塑性塑料,真空吸塑成型溫度至少應該在晶體熔程範圍的中間溫(wēn)度以上。如果用較(jiào)高的溫度(dù)成型,無定形熱塑性塑(sù)料的形狀改變也會減小。
在實際生產中,如果把這些因素都考慮進去的話,就會產生下麵的問題:片材就會因為真空吸塑(sù)成(chéng)型機器達不到所需要的真空吸(xī)塑成(chéng)型溫度(dù)而無(wú)法進行生產(通過機器時(shí)無法得到一個光滑平(píng)整(zhěng)的表麵(miàn)),或者是材料的熔體強度太低,會產生太大的熔塌,或者(zhě)是因為材料與口模黏結得過緊。在加熱和成型時易於結晶的熱塑性(xìng)塑料,如CPET是(shì)一個例外。CPET是含有結晶成核劑無定形的聚酯。作為(wéi)一種(zhǒng)熱成型材料,CPET是完全無定形的,但(dàn)在適當的工作條件下仍具有(yǒu)快速結晶的特性。其(qí)結(jié)晶速度與材料的成(chéng)型溫度有關,在170℃時結晶(jīng)溫(wēn)度最大。CPET晶體的熔程是在255~258℃之(zhī)間,無定形區的軟化溫度是在78~85℃,故下列條件可(kě)用於CPET的真空吸塑成型。
真空吸塑成型溫度為130~135℃,加熱時間應盡可能短,盡量少(shǎo)發生結晶,使材料具有理想的可變形性。結(jié)晶度高不利於製品的精確度。真空吸塑成型模具必須加熱到170℃。在真空吸塑成型過程中(0.6~0.7mm厚的片材用3.5~4s的時間),材料可以獲得25%~30%的結晶(jīng)度。成型(xíng)後,製品在60℃下在另一個(gè)模具中冷卻。CPET真空吸塑成型製品的最大長期工作溫度為220℃,但是必須記住,能在如此高的溫度下使(shǐ)用,製品的穩定性取(qǔ)決於結晶度。比如用CPET做成的容器,結晶度也(yě)僅僅隻有25%~30%。