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pc二次加工成型的片材都必需具備以下機(jī)能
作者:szqfby 時(shí)間:2020-05-18用于成型加工的片材,不管是單層或多層復(fù)合的,都必需具備以下機(jī)能:
一、塑性記憶,即當(dāng)拉伸軟化的片材時(shí),既有緊縮反抗拉力的傾向,又有盡可能平均拉伸的傾向。這一特性可以使己經(jīng)成型的制品假如重新加熱到原來(lái)的成型溫度,它會(huì)回復(fù)到原來(lái)平片外形。這特性對(duì)成型過(guò)程的拉伸有著重要影響。
二、熱拉伸,即片材在加熱時(shí)均可以拉伸,這一特性對(duì)于產(chǎn)品的外形和質(zhì)量有很大影響。有些可以拉伸15%~20%,而有些甚至可以拉伸至500%~600%。
三、熱強(qiáng)度,即加熱軟化的片材只要稍受壓力,就會(huì)在模具上形成清楚的輪廓。反之,假如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,即成型片材需具備相宜一定的加工溫度范圍。既在其受熱軟化溫度,輕易成型,又與其熔融溫度有一定間隔,成型溫度范圍較寬;不能只在較小的某一特定溫度范圍內(nèi)成型,溫度偏高或偏低時(shí),成型輕易撕裂、熔塌等現(xiàn)象。
為了更加深入了解吸塑成型用片材的特性,將從以下幾個(gè)方面去分析。
一、熱塑性塑料化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)
熱塑性塑料是由分子鏈長(zhǎng)度達(dá)到10-3mm的大分子(聚合物)組成的。這些大分子可以是線(xiàn)性的,好比說(shuō)HDPE,也可以是支化的,如LDPE。大分子完全無(wú)序排列,我們稱(chēng)之為無(wú)定形熱塑性塑料。平均結(jié)構(gòu)的大分子,好比線(xiàn)型聚乙烯或聚甲醛,能形成部門(mén)的規(guī)則排列,大分子按一定規(guī)則部門(mén)結(jié)晶,我們稱(chēng)之為部門(mén)結(jié)晶熱塑性塑料。
無(wú)定形和部門(mén)結(jié)晶熱塑性塑料的區(qū)別,無(wú)定形熱塑性塑料因?yàn)槠浞制珏e(cuò)誤稱(chēng)結(jié)構(gòu)或大側(cè)基,是不結(jié)晶的,在不進(jìn)行改性和著色的情況下均是透明的。無(wú)定形熱塑性塑料的使用溫度應(yīng)低于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度爪。部門(mén)結(jié)晶塑料含有分子鏈規(guī)則排列的區(qū)域,稱(chēng)之為結(jié)晶區(qū)。由于結(jié)晶作用,部門(mén)結(jié)晶的熱塑性塑料通常是不透明的,并且透明度會(huì)跟著結(jié)晶度的增加而減小。部門(mén)結(jié)晶熱塑性塑料的使用溫度在幾和熔點(diǎn)Tm之間
假如HDPE的片材被加熱到晶體熔點(diǎn)以上,晶體將會(huì)熔融,片材將會(huì)全部變成無(wú)定形,進(jìn)而透明起來(lái)。在冷卻過(guò)程中,晶體會(huì)再次形成。對(duì)于很多部門(mén)結(jié)晶的熱塑性塑料而言,結(jié)晶作用可以通過(guò)將成型的片材和模塑制品快速冷卻而得到按捺,終極得到透明的制品(如PET瓶,透明的PET片材和透明的無(wú)規(guī)聚丙烯片材)。
透明的熱塑性塑料是無(wú)定形的,但并非所有無(wú)定形的熱塑性塑料都是透明的,好比說(shuō)進(jìn)行了著色和改性的無(wú)定形塑料就是如斯。因?yàn)榉肿渔湶块T(mén)有序排列,部門(mén)結(jié)晶熱塑性塑料不再透明,根據(jù)結(jié)晶度不同,其透明程度也會(huì)不同。無(wú)定形和部門(mén)結(jié)晶的熱塑性塑料有一個(gè)最高的工作溫度范圍。
在低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg時(shí)(以前稱(chēng)之為軟化溫度),熱塑性塑料通常長(zhǎng)短常脆(好比普通聚苯乙烯PS ),熱塑性塑料的剛性(模量E)和強(qiáng)度(σ)會(huì)跟著溫度的升高而降低,但可變形性(ε)會(huì)增大。材料在最高工作溫度時(shí),還必需有足夠的剛性。熱膨脹系數(shù)在一定溫度范圍內(nèi)可以以為是隨溫度線(xiàn)性增加的。
當(dāng)加熱熱塑性成型材料時(shí),無(wú)定形和部門(mén)結(jié)晶的熱塑性塑料會(huì)產(chǎn)生差異。
對(duì)于無(wú)定形熱塑性塑料,溫度升高到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(軟化點(diǎn))時(shí)就可以真空吸塑成型了。所需要的熱量與成型材料的種類(lèi)和所使用的加工方法有關(guān),真空成型時(shí)所需要的溫度就比壓力成型時(shí)所需要的溫度要高。
部門(mén)結(jié)晶的熱塑性塑料毫不會(huì)完全結(jié)晶,分為無(wú)定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)。當(dāng)結(jié)晶度較低時(shí),材料在溫度低于結(jié)晶熔融區(qū)時(shí)就能進(jìn)行真空吸塑成型,結(jié)晶程度高時(shí),就需要更高一些的成型溫度。
熱塑性塑料這種現(xiàn)象是如何影響真空吸塑成型加工的呢?假如用部門(mén)結(jié)晶熱塑性塑料制成的制件在高溫下工作,或者說(shuō)制件本身需要在高溫下殺菌消毒,它就需要承受熱-應(yīng)力前提而不發(fā)生形變,這就需要在熱加工過(guò)程中部門(mén)結(jié)晶區(qū)域被完全熔融,也就是說(shuō),這種成型材料需要選用足夠高的真空吸塑成型溫度。
以部門(mén)結(jié)晶的聚丙烯熱成型杯子為例,說(shuō)明了不同的真空吸塑成型溫度對(duì)制品成型后的外觀和而后的高溫消毒過(guò)程的影響。聚丙烯的結(jié)晶熔融區(qū)大致為158~165,認(rèn)真空吸塑成型溫度低于158,結(jié)晶區(qū)不會(huì)完全熔融,它們就像一些小的塑性塊一樣,在成型過(guò)程中產(chǎn)生形變,但仍以固態(tài)形式留存在無(wú)定形的熔體中。只要再次加熱(如高溫消毒),杯子開(kāi)始形變,這是由于結(jié)晶區(qū)的應(yīng)力要想恢復(fù)到它最初的外形。
另一方面,若成型溫度為163,結(jié)晶區(qū)會(huì)完全熔融,聚丙烯成型材料會(huì)變成無(wú)定形的,在一定前提下冷卻,會(huì)形成新的不含應(yīng)力的晶體,不會(huì)在121高溫消毒的時(shí)候發(fā)生逆轉(zhuǎn),因此杯子的幾何尺寸不會(huì)發(fā)生變化。從以上的分析可知,若真空吸塑成型制品在高溫下使用,或要進(jìn)行短暫的高溫消毒,那么在材料真空吸塑成型的時(shí)候就最好使用較高的溫度。對(duì)于部門(mén)結(jié)晶熱塑性塑料,真空吸塑成型溫度至少應(yīng)該在晶體熔程范圍的中間溫度以上。假如用較高的溫度成型,無(wú)定形熱塑性塑料的外形改變也會(huì)減小。
在實(shí)際出產(chǎn)中,假如把這些因素都考慮進(jìn)去的話(huà),就會(huì)產(chǎn)生下面的題目:片材就會(huì)由于真空吸塑成型機(jī)器達(dá)不到所需要的真空吸塑成型溫度而無(wú)法進(jìn)行出產(chǎn)(通過(guò)機(jī)器時(shí)無(wú)法得到一個(gè)光滑平整的表面),或者是材料的熔體強(qiáng)度太低,會(huì)產(chǎn)生太大的熔塌,或者是由于材料與口模黏結(jié)得過(guò)緊。在加熱和成型時(shí)易于結(jié)晶的熱塑性塑料,如CPET是一個(gè)例外。CPET是含有結(jié)晶成核劑無(wú)定形的聚酯。作為一種熱成型材料,CPET是完全無(wú)定形的,但在適當(dāng)?shù)墓ぷ髑疤嵯氯跃哂锌焖俳Y(jié)晶的特性。其結(jié)晶速度與材料的成型溫度有關(guān),在170時(shí)結(jié)晶溫度最大。CPET晶體的熔程是在255~258之間,無(wú)定形區(qū)的軟化溫度是在78~85,故下列前提可用于CPET的真空吸塑成型
真空吸塑成型溫度為130~135,加熱時(shí)間應(yīng)盡可能短,盡量少發(fā)生結(jié)晶,使材料具有理想的可變形性。結(jié)晶度高不利于制品的精確度。真空吸塑成型模具必需加熱到170。在真空吸塑成型過(guò)程中(0.6~0.7mm厚的片材用3.5~4s的時(shí)間),材料可以獲得25%~30%的結(jié)晶度。成型后,制品在60下在另一個(gè)模具中冷卻。CPET真空吸塑成型制品的最大長(zhǎng)期工作溫度為220,但是必需記住,能在如斯高的溫度下使用,制品的不亂性取決于結(jié)晶度。好比用CPET做成的容器,結(jié)晶度也僅僅只有25%~30%。