【问答】塑料的成型工艺有哪些?

 

第1问:塑料的成型工艺有哪些?...





第1问





近日有朋友在后台问了这样一个问题:塑料成型都包括哪些工艺?


这个问题看似简单,但长弓侠觉得还是有必要和大家来探讨一下,因为其中涉及到了很多知识点,值得我们去学习。

要回答这个问题,首先要弄明白两个定义,塑料与树脂。
塑料
塑料(plastics)一般指由合成树脂作为主要成份,辅以各种填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的高分子材料。

树脂
以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物,俗称树脂(resin)。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名,如松香、虫胶等。

合成树脂是塑料的最主要成份,其在塑料中的含量一般在40%~100%。由于含量大,而且树脂的性质常常决定了塑料的性质,所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈。其实树脂与塑料是两个不同的概念。树脂是一种未加工的原始高分子化合物,它不仅用于制造塑料,而且还是涂料、胶粘剂以及合成纤维的原料。而塑料除了极少一部分含100%的树脂外(有些塑料基本上是由合成树脂所组成,不含或少含添加剂,如有机玻璃、聚苯乙烯等),绝大多数的塑料,除了主要组分树脂外,还需要加入其他物质。

可见,塑料和树脂在日常的工作和生活中很容易被我们混为一谈,从本义上看两者是存在区别的,希望大家能清楚地知道两者的异同。



把塑料和树脂这两个定义弄清楚了,接下来就看塑料是如何分类的。塑料的分类一般根据其用途、加工方法、理化特性来分。而大家熟知的热塑塑料和热固塑料,就是根据其理化性能来区分的。对于如何区分两者,可查看往期文章:【树脂】热塑性树脂和热固性树脂的概念和区别

所以,对于这位朋友的提问,长弓侠就从热固和热塑角度来解答。

热固塑料,或者热固树脂,常见的有不饱和树脂(UP)、乙烯基树脂(VE)、环氧树脂(EP)、酚醛树脂(PF)、聚氨酯(PU)等。这些树脂就是我们平时生产玻璃钢制品最常用到的树脂,其成型工艺主要有:手糊工艺、喷射工艺、拉挤工艺、缠绕工艺、真空工艺、RTM工艺、模压工艺(SMC、BMC)、热压罐工艺等,对于这些工艺之前也有文章作了详细介绍,点击可查看:【大学堂】复合材料工艺详解——热固与热塑树脂

热塑塑料,常见的有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等,根据其理化特性,常见的成型工艺有:注塑成型、挤出成型、吹塑成型、发泡成型、GMT模压成型等。

注塑成型

注塑成型工艺是指将熔融的原料通过加压、注入、冷却、脱离等操作制作一定形状的成品件的工艺过程。塑件的注塑成型工艺过程主要包括合模-填充-保压-冷却-脱模等5个阶段。

主要产品:包括各种常见的塑料制件,如玩具、家具、外壳、电子、汽车等。

挤出成型

挤出成型在塑料加工中又称为挤塑,在非橡胶挤出机加工中利用液压机压力于模具本身的挤出称压出。是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。

主要产品:主要是各类管材(玻璃钢真空导入工艺中用到的导流网也有用此类工艺生产)。

吹塑成型

主要指中空吹塑( 又称吹塑模塑 ) 是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品的方法,是第三种最常用的塑料加工方法,同时也是发展较快的一种塑料成型方法。吹塑用的模具只有阴模 ( 凹模 ) ,与注塑成型相比,设备造价较低,适应性较强,可成型性能好 ( 如低应力 ) 、可成型具有复杂起伏曲线 ( 形状 ) 的制品。

主要产品:各种塑料瓶子、塑料袋等(真空袋膜也是用此工艺生产)。

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,常见的发泡分为物理发泡法、化学发泡法和机械发泡法三大类。

主要产品:各种包装用到的泡沫EPS,泡沫饭盒,玻璃钢生产中用到的PVC、PET泡沫夹芯等。

GMT模压成型

通常将两层玻璃纤维毡夹在三层热塑性聚合物融体或薄膜之间,在履带机上热轧,经冷却硬化形成半成品片材,半成品经预热后,放入模具中进行模压成型。GMT实际上是一种玻纤热塑塑料的预浸料,类似热固性的SMC片材。

主要产品:目前主要应用于汽车内饰件、门板、行李架等。



看完上面的各种成型工艺,大家是不是对塑料的成型工艺有了一个较全面的认识。原料-工艺-产品,历来都是相辅相成的,选择好的原料、合适的工艺,才能做出好的制品。

其实之前长弓侠也有做过相关工艺的介绍,这次之所以要拿这个问题出来,一方面是想跟大家强调塑料和树脂的区别,另一方面也想把热固和热塑塑料的成型工艺系统地给大家做个介绍。每一种新工艺的出现,都是建立在很多旧工艺基础上才创新出来的,只有熟知各种工艺,创新才有理有据。

这是长弓侠尝试做【问答】版块后的第1问,也算是一种创新之举,答得不够详尽的地方,朋友们可以多多补充。有错误的地方,欢迎指正。希望能为大家解决一些问题,有所收获。

如果你也想提出问题,欢迎关注“复合材料社区”(frp009)公众号,通过后台留言,或者加长弓侠微信(frp110)。也许下一问就是你。
文|长弓侠
原创作品|尽情分享朋友圈|转载请联系授权


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