粉料和粒料的加工工艺性能.doc

3.3粉料和粒料的加工工艺性能了解粉料和粒料的加工工艺性能对正确控制采用这类原料的成型作业和提高制品质量，无疑是很重要的。以下将按热固性塑料和热塑性塑料分别讨论其工艺性能。为了说明各种性能，先引出“模塑(成型)周期”的定义，它是指循环而又按一定顺序的模塑作业中，由一个循环的某一特定点进至下一循环同一点所用的时间。例如：从粉料或粒料加入模具中起，经加热加压、硬化到解除压力、脱出制品、清理模具至重新开始加料为止所需的总时间。1.热固性塑料的加工工艺性能热固性塑料的加工工艺性能主要有以下六种：(1)收缩率以粉料或粒料生产塑料制品常是在高温熔融状态下在模具中成型的。当制品冷却到室温后，其尺寸将发生收缩。收缩率的定义式如下：

式中SL为塑料的收缩率：Lo为模具型腔在室温和标准压力下的单维尺寸；L为制品在相同情况下与模具型腔相应的单维尺寸。如果制品上各维的SL分别有零、相等与不相等的变化，则制品的形状即会分别相应地与模具型腔相等、相似与不相等也不相似。为了保证制品的准确性，在规定模具型腔的尺寸时，即不得不结合各维上的SL值而定出适当的放大系数。但这一问题是很难得到满意的解决的，因为影响因素复杂，各维上的SL每次成型中也不一定是定值。所以在实际工作中都采用实测数据的平均值，这样，制品就有一定的公差范围。可以看出塑料的收缩率实际应是塑料在成型温度下的单维尺寸，与在室温下的单维尺寸间的差值计算得到的。但是，由于高温下尺寸的测定困难，且这种数据在工艺及模具设计等方面的用处不大：因而采用了上式中定义的收缩率。
热固性塑料制品收缩的主要原因有：①化学结构的变化：制品中的聚合物是体型结构，而所用塑料中的则为线型结构，前者的密度较后者为大，因而产生了收缩。②热收缩：塑料的热膨胀系数比钢材大(塑料的线膨胀系数为25×10-6—120×10-6而钢材则为11×10-6)，故制品冷却后的收缩较模具为大。③弹性回复：制品在硬化后并非刚性体，脱模时压力降低即有一弹性回复，这将会减小收缩率。④塑性变形：脱模时压力降低，但模壁仍紧压着制品四周，从而使制品发生局部塑性变形。发生变形部分的收缩率比没有发生的部分要大些。
影响制品收缩率的因素可归为三类：①工艺条件；②模具和制品的设计；③塑料的性质。
测定收缩率用的试样是直径100±0.3mm；厚4±0.2mm的圆片或每边长为25±0.2mm；厚4±0.2mm的立方体。试样应采用该塑料牌号所规定的成型条件。试样脱模后应在恒温(20±l℃)下放置16—24h，再测定其尺寸，精确到±0．02mm。
一般说来，收缩率太大的制品易发生翘曲、开裂。实际生产中降低收缩率的有效措施有：预热、严格遵守工艺规程和采用不溢式的模具。
(2)流动性塑料在受热和受压下充满整个模具型腔的能力称为流动性。它与塑料在粘流态下的粘度有密切关系。关于塑料流动性的测定方法，目前大体有三种：①测流程法：在特定的模具中，于固定温度、压力及施压速率下，测定塑料在模具中的流动距离；②测流动时间法：从开始对模具加压至模具完全关闭所需的时间。流动性即以此时间表示；③流程时间测量法：将上两法结合起来，即用流动速度来表示流动性。
三种方法中以①法最简单，故使用较多。在具体应用时，各国采用的模具并不完全相同，所定的标准也不一样。我国通常采用拉西格法。
拉西格法系将定量的塑料，在一定的温度与压力下，用图3—12(1)所示的模具在规定的时间内压成如图3—12(2)所示的成型物。然后以成型物“细柱”长度(仅算其光滑部分)的毫米数来表示塑料的流动性。按流动性的大小，一般将热固性塑料分为三级：一级35—80mm；2级8l—130mm；3级13l—180mm。
图3—12测定流动性用的模具和压成的成型物示意图l—光滑部分2—毛糙部分
影响流动性的因素很多，大体可归纳为两类：①塑料自身因素，如：树脂与填料的性质和含量、颗粒的形状与大小、含水量、增塑剂及润滑剂的含量等。一般树脂相对分子质量越小，填料颗粒细小而又呈球状的，增塑剂、润滑剂、含水量增高时，流动性增大。②模具与成型条件，如：模具型腔表面的光洁程度和流道的形状、模具的使用情况、模具的加热情况、塑料的预热方法与条件及成型工艺条件等。型腔表面光滑又呈流线型的，常能提高塑料的流动性；塑料在新制模具中的流动性不如在使用较久的模具中的大；原用某种塑料压制的模具，在改用另一种塑料的初期，常会出现流动不正常；对塑料进行预热和在压制中采用均匀而又快速的加热均对流动性的提高有利。
制造不同制品对流动性的要求也不同，如压制大型或形状较复杂的制品时，需要塑料有较大的流动性。如果塑料的流动性太大，常会使塑料在型腔内填塞不紧或树脂与填料分头聚集(树脂流动性比填料大)，从而使制品质量下降，甚至成为废品。流动性太大时，还会使塑料溢出模外，造成上下模面发生不必要的粘