| 新聞資訊 | 發布日期:2020-8-19 發布者:免费午夜福利视频精(jīng)工 |
片材機的生產工藝特征(zhēng)
吸塑(sù)技術之片材的成型特性:
用於成型加工的片材,無論是單層或多層複合的,都必須具(jù)備以下性能:
一(yī)、塑性(xìng)記憶,即當拉伸軟化的片(piàn)材時,既有緊縮反抗拉力的傾(qīng)向,又有盡可能均勻拉伸的傾向。這一(yī)特性可以使己經成型的製品如果重新加熱到原來的成(chéng)型溫度,它會回複到原來(lái)平片形狀。這特性對成型過程的拉伸有(yǒu)著(zhe)重要影響。
二、熱拉伸,即片材(cái)在加熱時均可以拉伸,這一特性對於產品的形狀和質量有很大影響。有些可以拉伸15%~20%,而(ér)有些甚至可以拉伸至500%~600%。
三、熱強度,即加熱軟化的片材隻要稍(shāo)受壓力,就會在(zài)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,而真空吸塑成型所提供傾壓力差有限,對(duì)某些細(xì)微的花紋就很難顯示出來(lái)。
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(jì)在其受熱軟化(huà)溫度,容易成型,又與其熔融(róng)溫度有一定距離,成型(xíng)溫(wēn)度範圍(wéi)較寬;不能隻在較小的某一(yī)特定溫度範圍內成型,溫度偏高或偏低時,成(chéng)型容易撕裂、熔塌等現象。
從以(yǐ)下幾個方(fāng)麵去分析。
一(yī)、熱(rè)塑性(xìng)塑料(liào)化學組成和結構
熱塑性塑料是由分(fèn)子鏈長度達到10-3mm的(de)大分子(聚合物)組成的。這些大分子可(kě)以是線性的,比如說HDPE,也可以是支化的,如LDPE。大(dà)分子完全無序排列,我們稱之為無(wú)定(dìng)形熱塑(sù)性塑料。均勻結構的大分子,比如線型聚乙烯或聚甲醛,能形成部(bù)分的規則排列,大(dà)分子按一定規則部分結(jié)晶,我們稱之為部分結晶熱塑性塑料(liào)。
無定形和(hé)部分結晶熱塑性(xìng)塑料的區別,無定形熱塑性塑料由於其不對稱結(jié)構或大側基,是不結晶的(de),在不進行改性和著色的情況下均是(shì)透明的。無定形熱塑性塑料的使用溫度應低於其玻(bō)璃(lí)化(huà)轉變溫(wēn)度爪。部分結晶塑料含有分子鏈(liàn)規則排列的區域,稱之為結(jié)晶區。因為(wéi)結晶作用,部分結晶的熱塑(sù)性(xìng)塑(sù)料通常是不透明的,並且透明度會隨著結晶度的增加而減(jiǎn)小。部分結晶熱塑性塑(sù)料的使用溫度在幾和熔點Tm之間。
如果HDPE的片材被加熱到晶體熔點以上,晶體將會熔融,片材將會全(quán)部變成無定形,進而透明起來。在冷卻過程中,晶(jīng)體會再次(cì)形成。對於許多部分結晶的熱塑性(xìng)塑料而言,結晶作用可以通過將成型的片材和模塑製品快速冷卻而得到抑製,最終得到透明的製品(如PET瓶,透明的PET片材和透明的無規(guī)聚丙烯(xī)片材)。
透明的熱塑性塑料(liào)是(shì)無(wú)定形的,但並非所有無定形的熱塑性塑料都是透明的,比(bǐ)如說進行了著色和改性的無定形塑料就是如此。由於分子鏈部分有序排列,部分結晶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。無定形和部分結(jié)晶的熱塑性塑料有一個最高的工作溫度範圍。
在低於玻璃化轉變溫度Tg時(shí)(以前稱之為軟化溫度),熱塑性(xìng)塑料通常是非常脆(比如普通聚苯乙烯PS ),熱塑性塑料的剛(gāng)性(模量E)和強度(σ)會隨著溫度的升高而降(jiàng)低,但可變形性(xìng)(ε)會增(zēng)大(dà)。材料在最高工作溫度時,還必須有足夠的剛性。熱膨脹係(xì)數在一定溫度範圍內可以認為是(shì)隨溫度線性增加的。
當加(jiā)熱熱塑性成型(xíng)材(cái)料時,無定形和部分結晶的熱塑性塑料會產生差異。對於無定形熱塑性塑料,溫度升高到其玻璃化轉變溫度(軟化點)時就可以(yǐ)真空吸塑成型了。所需要的熱量與成型材料的(de)種類和所使(shǐ)用的加工方法有關,真空成型時(shí)所需要(yào)的溫度就比壓力成型時所需要的溫度要高(gāo)。
部分結晶的熱塑性塑料絕不會完全結晶,分為(wéi)無定形區和結晶區。當(dāng)結晶度較低(dī)時,材料在溫度低於結晶熔融區時(shí)就能進行真空吸塑成型,結晶程度高時(shí),就需要更高一些的成型溫(wēn)度。
熱塑性塑料這種現象(xiàng)是如(rú)何影響真空吸塑成型加工的呢?如果用(yòng)部分結晶熱塑性塑料(liào)製成的製件在高溫下工作,或者說製件本身需要在高溫下殺菌(jun1)消毒,它就需要承受熱-應力(lì)條件而不發生形(xíng)變,這(zhè)就需要在熱加工過程中部分結晶區域被完全熔融,也(yě)就是說(shuō),這種成型材料需要選用足夠高的真空(kōng)吸塑成型溫度。
以部(bù)分結晶的聚丙烯熱(rè)成型杯子為例,說明了(le)不(bú)同的真空(kōng)吸(xī)塑成型(xíng)溫度對製品成型後的外觀和而後的高溫消毒過程的影響。聚丙(bǐng)烯的結晶熔融區大致為158~165℃,當真空吸塑成型溫度低於158℃,結晶區不會完全熔融,它們就像一些小的塑性塊一樣(yàng),在成型過程中產生形變,但仍以固態形式保留在無定(dìng)形的熔體中(zhōng)。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力(lì)要想(xiǎng)恢(huī)複到它(tā)最初的形狀。
另(lìng)一方麵,若成型溫度為163℃,結晶區會完全熔融,聚丙烯(xī)成型材料(liào)會變成無定形的,在一定條件下冷卻,會形成新的不含應力的晶體,不會在121℃高(gāo)溫消毒的時候發生逆轉,因此(cǐ)杯子的幾(jǐ)何尺寸不會發生變化。從以上的(de)分析可知,若真空吸塑成型製品在高溫下(xià)使用,或要進行短暫的高溫消毒(dú),那麽在材料真空吸塑成型的時候就最好使用較高的溫度。對於部分結晶熱塑性塑料,真空吸塑成型(xíng)溫度至少應該在晶體(tǐ)熔(róng)程範圍的中間溫度以上。如果用較高的溫(wēn)度成型,無(wú)定形熱塑性(xìng)塑料的形狀改變也會減小(xiǎo)。
在實際生(shēng)產中,如果(guǒ)把這些因素都考慮進去(qù)的話,就會產生下麵的問(wèn)題:片材就會因為真空吸塑(sù)成型機器達不到所需(xū)要的真空(kōng)吸塑成型溫度而(ér)無法進行生產(通過機器時無法得到一個光滑平整的表麵),或者(zhě)是材料的(de)熔體強度太(tài)低,會產生太大的熔(róng)塌,或者是因為材料與口模黏結得過緊。在加熱和成(chéng)型(xíng)時(shí)易於結晶的(de)熱塑(sù)性(xìng)塑(sù)料,如CPET是一個例外。CPET是含有結晶成核劑無定形的聚酯。作為(wéi)一種熱成(chéng)型材料(liào),CPET是完全無定形的,但在(zài)適當的工作(zuò)條件下仍具有(yǒu)快速結晶的特性。其(qí)結晶速度與材料的成型溫度有關,在(zài)170℃時結晶溫度最大。CPET晶體的熔程(chéng)是在255~258℃之間,無定形區的軟化溫(wēn)度是在78~85℃,故(gù)下列條件可用於CPET的真空吸塑成型。
用於成型加工的片材,無論是單層或多層複合的,都必須具(jù)備以下性能:
一(yī)、塑性(xìng)記憶,即當拉伸軟化的片(piàn)材時,既有緊縮反抗拉力的傾(qīng)向,又有盡可能均勻拉伸的傾向。這一(yī)特性可以使己經成型的製品如果重新加熱到原來的成(chéng)型溫度,它會回複到原來(lái)平片形狀。這特性對成型過程的拉伸有(yǒu)著(zhe)重要影響。
二、熱拉伸,即片材(cái)在加熱時均可以拉伸,這一特性對於產品的形狀和質量有很大影響。有些可以拉伸15%~20%,而(ér)有些甚至可以拉伸至500%~600%。
三、熱強度,即加熱軟化的片材隻要稍(shāo)受壓力,就會在(zài)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,而真空吸塑成型所提供傾壓力差有限,對(duì)某些細(xì)微的花紋就很難顯示出來(lái)。
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(jì)在其受熱軟化(huà)溫度,容易成型,又與其熔融(róng)溫度有一定距離,成型(xíng)溫(wēn)度範圍(wéi)較寬;不能隻在較小的某一(yī)特定溫度範圍內成型,溫度偏高或偏低時,成(chéng)型容易撕裂、熔塌等現象。
從以(yǐ)下幾個方(fāng)麵去分析。
一(yī)、熱(rè)塑性(xìng)塑料(liào)化學組成和結構
熱塑性塑料是由分(fèn)子鏈長度達到10-3mm的(de)大分子(聚合物)組成的。這些大分子可(kě)以是線性的,比如說HDPE,也可以是支化的,如LDPE。大(dà)分子完全無序排列,我們稱之為無(wú)定(dìng)形熱塑(sù)性塑料。均勻結構的大分子,比如線型聚乙烯或聚甲醛,能形成部(bù)分的規則排列,大(dà)分子按一定規則部分結(jié)晶,我們稱之為部分結晶熱塑性塑料(liào)。
無定形和(hé)部分結晶熱塑性(xìng)塑料的區別,無定形熱塑性塑料由於其不對稱結(jié)構或大側基,是不結晶的(de),在不進行改性和著色的情況下均是(shì)透明的。無定形熱塑性塑料的使用溫度應低於其玻(bō)璃(lí)化(huà)轉變溫(wēn)度爪。部分結晶塑料含有分子鏈(liàn)規則排列的區域,稱之為結(jié)晶區。因為(wéi)結晶作用,部分結晶的熱塑(sù)性(xìng)塑(sù)料通常是不透明的,並且透明度會隨著結晶度的增加而減(jiǎn)小。部分結晶熱塑性塑(sù)料的使用溫度在幾和熔點Tm之間。
如果HDPE的片材被加熱到晶體熔點以上,晶體將會熔融,片材將會全(quán)部變成無定形,進而透明起來。在冷卻過程中,晶(jīng)體會再次(cì)形成。對於許多部分結晶的熱塑性(xìng)塑料而言,結晶作用可以通過將成型的片材和模塑製品快速冷卻而得到抑製,最終得到透明的製品(如PET瓶,透明的PET片材和透明的無規(guī)聚丙烯(xī)片材)。
透明的熱塑性塑料(liào)是(shì)無(wú)定形的,但並非所有無定形的熱塑性塑料都是透明的,比(bǐ)如說進行了著色和改性的無定形塑料就是如此。由於分子鏈部分有序排列,部分結晶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。無定形和部分結(jié)晶的熱塑性塑料有一個最高的工作溫度範圍。
在低於玻璃化轉變溫度Tg時(shí)(以前稱之為軟化溫度),熱塑性(xìng)塑料通常是非常脆(比如普通聚苯乙烯PS ),熱塑性塑料的剛(gāng)性(模量E)和強度(σ)會隨著溫度的升高而降(jiàng)低,但可變形性(xìng)(ε)會增(zēng)大(dà)。材料在最高工作溫度時,還必須有足夠的剛性。熱膨脹係(xì)數在一定溫度範圍內可以認為是(shì)隨溫度線性增加的。
當加(jiā)熱熱塑性成型(xíng)材(cái)料時,無定形和部分結晶的熱塑性塑料會產生差異。對於無定形熱塑性塑料,溫度升高到其玻璃化轉變溫度(軟化點)時就可以(yǐ)真空吸塑成型了。所需要的熱量與成型材料的(de)種類和所使(shǐ)用的加工方法有關,真空成型時(shí)所需要(yào)的溫度就比壓力成型時所需要的溫度要高(gāo)。
部分結晶的熱塑性塑料絕不會完全結晶,分為(wéi)無定形區和結晶區。當(dāng)結晶度較低(dī)時,材料在溫度低於結晶熔融區時(shí)就能進行真空吸塑成型,結晶程度高時(shí),就需要更高一些的成型溫(wēn)度。
熱塑性塑料這種現象(xiàng)是如(rú)何影響真空吸塑成型加工的呢?如果用(yòng)部分結晶熱塑性塑料(liào)製成的製件在高溫下工作,或者說製件本身需要在高溫下殺菌(jun1)消毒,它就需要承受熱-應力(lì)條件而不發生形(xíng)變,這(zhè)就需要在熱加工過程中部分結晶區域被完全熔融,也(yě)就是說(shuō),這種成型材料需要選用足夠高的真空(kōng)吸塑成型溫度。
以部(bù)分結晶的聚丙烯熱(rè)成型杯子為例,說明了(le)不(bú)同的真空(kōng)吸(xī)塑成型(xíng)溫度對製品成型後的外觀和而後的高溫消毒過程的影響。聚丙(bǐng)烯的結晶熔融區大致為158~165℃,當真空吸塑成型溫度低於158℃,結晶區不會完全熔融,它們就像一些小的塑性塊一樣(yàng),在成型過程中產生形變,但仍以固態形式保留在無定(dìng)形的熔體中(zhōng)。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力(lì)要想(xiǎng)恢(huī)複到它(tā)最初的形狀。
另(lìng)一方麵,若成型溫度為163℃,結晶區會完全熔融,聚丙烯(xī)成型材料(liào)會變成無定形的,在一定條件下冷卻,會形成新的不含應力的晶體,不會在121℃高(gāo)溫消毒的時候發生逆轉,因此(cǐ)杯子的幾(jǐ)何尺寸不會發生變化。從以上的(de)分析可知,若真空吸塑成型製品在高溫下(xià)使用,或要進行短暫的高溫消毒(dú),那麽在材料真空吸塑成型的時候就最好使用較高的溫度。對於部分結晶熱塑性塑料,真空吸塑成型(xíng)溫度至少應該在晶體(tǐ)熔(róng)程範圍的中間溫度以上。如果用較高的溫(wēn)度成型,無(wú)定形熱塑性(xìng)塑料的形狀改變也會減小(xiǎo)。
在實際生(shēng)產中,如果(guǒ)把這些因素都考慮進去(qù)的話,就會產生下麵的問(wèn)題:片材就會因為真空吸塑(sù)成型機器達不到所需(xū)要的真空(kōng)吸塑成型溫度而(ér)無法進行生產(通過機器時無法得到一個光滑平整的表麵),或者(zhě)是材料的(de)熔體強度太(tài)低,會產生太大的熔(róng)塌,或者是因為材料與口模黏結得過緊。在加熱和成(chéng)型(xíng)時(shí)易於結晶的(de)熱塑(sù)性(xìng)塑(sù)料,如CPET是一個例外。CPET是含有結晶成核劑無定形的聚酯。作為(wéi)一種熱成(chéng)型材料(liào),CPET是完全無定形的,但在(zài)適當的工作(zuò)條件下仍具有(yǒu)快速結晶的特性。其(qí)結晶速度與材料的成型溫度有關,在(zài)170℃時結晶溫度最大。CPET晶體的熔程(chéng)是在255~258℃之間,無定形區的軟化溫(wēn)度是在78~85℃,故(gù)下列條件可用於CPET的真空吸塑成型。
真空吸塑成型溫度為130~135℃,加熱(rè)時間應(yīng)盡可能短,盡量少發(fā)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(xíng)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%的結晶度。成型後,製品在60℃下在另一個模(mó)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用,製品(pǐn)的穩定性取決於結晶度。比如用CPET做成的容器,結晶度也僅僅隻有25%~30%。