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高分子材料加工工艺

PolymerProcessingEngineering

青岛科技大学材料科学与工程学院
材料物理教研室
高分子材料加工工艺

第六章高分子材料的压制成型

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Contents

热固性塑料的模压成型

橡胶制品的模型硫化

复合材料压制成型

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高分子材料加工工艺

第六章压制成型

压制成型是高分子材料成型加工技术中历史最久，也是
最重要的方法之一，广泛用于热固性塑料和橡胶制品的成型
加工。

压制成型是指主要依靠外压的作用，实现成型物料造型
的一次成型技术。

几乎所用的高分子材料都可用此方法来成型制品。

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根据成型物料的性状和加工设备及工艺的特点；压制成
型可分为模压成型和层压成型（备注：不用模具）两大类。

模压成型包括：热固性塑料的模压成型(即压缩模塑)、
橡胶的模压成型(即模型硫化)和增强复合材料的模压成型。

层压成型包括：复合材料的高压和低压压制成型。

压制成型的主要特点是需要较大的压力，加压的目的是
加速热固性塑料和橡胶成型时的物理化学变化，防止制品出
现气泡，保证制品的质量。

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但对于有些不饱和聚酯树脂的压制成型，因为没有低分
子物析出，一般不用加压或仅需加少量的压力即可，这样
的压制为低压成型或接触成型。
考虑到生产效率、制品尺寸、产品使用的特点，
目前压制成型主要用于：
热固性塑料的成型、
橡胶制品的成型、
复合材料的成型。

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第一节热固性塑料的模压成型

模压成型是热固性塑料主要成型工艺，通常称压缩模塑。
其工艺过程是将模塑料在已加热到指定温度的模具中加
压，使物料熔融流动并均匀地充满模腔，在加热和加压的条件
下经过一定的时间，使其发生化学交联反应而变成具有三维体
型结构的热固性塑料制品。
因为热固性塑料经交联固化后，其分子结构变成三维交联
的体型结构，所以制品可以趁热脱模。

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热塑性塑料模压成型时，必须将模具冷却到塑料固化温
度才能定型为制品，为此需交替加热与冷却模具，生产周期
长，故生产中很少采用。目前，对有些熔体粘度较大的热塑性
塑料或成型较大平而的制品时，也采用压缩模塑法。

模压成型是间歇操作，工艺成熟，生产控制方便，成型设
备和模具较简单，所得制品的内应力小，取向程度低，不易变
形，稳定性较好。但其缺点是生产周期长，生产效率低，较难
实现生产自动化，因而劳动强度较大，且由于压力传递和传热
与固化的关系等因素，不能成型形状复杂和较厚制品。

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适用于模压成型的热固性塑料主要有：酚醛塑料、氨基
塑料、环氧树脂、有机硅树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺等。制
品类型很多，主要有电器制品、机器零部件以及日用制品
等。

一、热固性模塑料的成型工艺性能

热固性塑料的模压成型过程是一个物理化学变化过程，
模塑料的成型工艺性能对成型工艺的控制和制品质量的提高
有很重要的意义。
模塑料的主要成型工艺性能有以下几点。

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1、流动性
热固性模塑料的流动性是指其在受热和受压作用下充满模
具型腔的能力。

流动性首先与模塑料本身的性质有关，包括热固性树脂
的性质和模塑料的组成。
♣树脂相对分子质量低，反应程度低，物料颗粒细小而又
呈球状，低分子物含量或含水量高则流动性好。
♣其次与模具和成型工艺条件有关，模具型腔表面光滑且
呈流线型，则流动性好，在成型前对模塑料进行预热及模压温
度高无疑能提高流动性。

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不同的模压制品要求有不同的流动件，形状复杂或薄壁
制品要求模塑料有较大的流动性。
♣流动性太小，模塑料难以充满模腔，造成缺料。
♣但流动性也不能太大，否则会使模塑料熔融后溢出型
腔，而在型腔内填塞不紧，造成分模面发生不必要的粘合，而
且还会使树脂与填料分头聚集，制品质量下降。

2、固化速率
这是热固性塑料成型时特有的也是最重要的工艺性能，它
是衡量热固性塑料成型时化学反应的速度。

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它是以热固性塑料在一定的温度和压力下，压制标难试
样时，使制品的物理机械性能达到最佳值所需的时间与试件
的厚度的比值(s/mm厚度)来表示，此值愈小，固化速率愈
大。

固化速率主要由热固性塑料的交联反应性质决定，并受
成型前的预压、预热条件以及成型工艺条件如温度和压力等
多种因素的影响。

固化速率应当适中，过小则生产周期长，生产效率低，
但过大则流动性下降，会发止塑料尚未充满模具型腔就已固
化的现象，就不能适于成型薄壁和形状复杂的制品。

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3、成型收缩率
热固性塑料在高温下模压成型后脱模冷却至室温，其各

向尺寸将会发生收缩，此成型收缩率SL定义为：

在常温常压下，模具型腔的单向尺寸L0和制品相应的单

向尺寸L之差与模具型腔的单向尺寸L0之比。

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成型收缩率大的制品易发生翘曲变形，甚至开裂。

产生热固性