玻璃鋼制品模壓成型的工藝技術(shù)是將熱固性塑料的模壓料放在已經(jīng)加熱到指定溫度的模具中加壓,使物料熔融流動(dòng)并能均勻地充滿模腔,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間固化成型,然后將模壓制品取出,再進(jìn)行必要的輔助加工,即得所需產(chǎn)品。
目前模壓的玻璃鋼制品,成型前種類(lèi)有SMC、BMC、DMC、ZMC、IMC、HMC、GMT等多種形態(tài)和形式。雖然它們所需要求的性能、類(lèi)型、模壓料組成、形態(tài)各不相同,但它們的模壓原理和工藝過(guò)程是基本相同的。下面對(duì)玻璃鋼制品模壓成型的總體要求;模壓料的成型工藝特性;模壓成型方法種類(lèi);模壓成型工藝過(guò)程;模壓成型工藝條件;模壓成型中易出現(xiàn)的問(wèn)題;及恒力液壓機(jī)模壓成型中的主要解決辦法向大家作一簡(jiǎn)要介紹。
第一、玻璃鋼制品模壓成型的總體要求:
玻璃鋼制品模壓成型的總體要求:分基本要求和功能性要求兩大塊。
基本要求有四點(diǎn):①、強(qiáng)度;--為制品的功能。②、密度;--為制品的壽命。③、精度;--為制品要求。④、光潔度:--為制品的美觀。功能性要求有許多:主要有:①、絕緣性能;②、絕熱性能;③、防火性能;④、抗腐蝕性能;⑤、抗菌性能;⑥、防老化性能;⑦、消磁性能;⑧、吸波隱形性能;⑨、防紫外線性能;⑩超強(qiáng)防彈性能等等。
正因?yàn)椴Aт摳叻肿訌?fù)合材料制品有了這么多的功能和性能,才使得模壓成型的傳統(tǒng)工藝技術(shù)一直能夠保持持續(xù)快速的發(fā)展。特別是近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,新工藝、新材料、新技術(shù)、新裝備不斷涌現(xiàn),使模壓成型制品的范圍不斷擴(kuò)大,應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,特別是SMC、BMC、GMT材料的壓制成型制品的快速發(fā)展更令人取得矚目的成就,他給我們玻璃鋼模壓行業(yè)富有了朝氣并具有了廣闊的應(yīng)用前景。
第二、模壓料的成型工藝特性
熱固性塑料的模壓成型過(guò)程是一個(gè)兼有物理和化學(xué)的變化過(guò)程(熱塑性塑料只有物理變化過(guò)程),模壓料的成型工藝性能對(duì)成型工藝條件的控制和制品質(zhì)量的提高有很重要的意義。模塑料的成型工藝性能主要指流動(dòng)性、固化速率、收縮率和壓縮比。
一、流動(dòng)性
流動(dòng)性是指模塑料在一定溫度和壓力作用下的流動(dòng)能力。它反映了模塑料在指定溫度和壓力下能夠充滿模具型腔的能力,并且保證得到均勻致密的制品。在模壓成型中,模塑料能否模壓成一定形狀的制品,主要取決于物料的流動(dòng)性。
在模壓成型過(guò)程中熱塑性樹(shù)脂和熱固性塑料的流動(dòng)性有較大差異。熱塑性塑料通過(guò)熱達(dá)到黏流態(tài)后開(kāi)始流動(dòng),并在壓力作用下充滿型腔,成型過(guò)程中流動(dòng)性不發(fā)生實(shí)質(zhì)性的變化。對(duì)于熱固性塑料,通過(guò)加熱可以使物料熔融降低黏度,在壓力作用下發(fā)生流動(dòng),充模成型。但是與此同時(shí)會(huì)使塑料分子上的活性基因發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致黏度升高而影響流動(dòng)性。交聯(lián)反應(yīng)放出的熱量導(dǎo)致物料溫度升高并加速交聯(lián)固化,從而引起物料黏度急劇增加,流動(dòng)性迅速下降。
在確定模壓成型工藝條件和模具設(shè)計(jì)中必須充分注意模塑料的流動(dòng)性。不同模壓制品驛流動(dòng)性有不同的要求,流動(dòng)性適當(dāng)?shù)奈锪峡梢栽谳^低的成型溫度和壓力下制出復(fù)雜的制品。物料流動(dòng)性不宜過(guò)小,否則會(huì)導(dǎo)致物料溢出模腔大量流失,不僅浪費(fèi)原材料,而且制件上會(huì)出現(xiàn)凹痕,物料在型腔內(nèi)填塞不緊等缺陷。而流動(dòng)性差的物料則必須相應(yīng)提高成型溫度、增加成型壓力,成型較復(fù)雜的制品也比較困難。所以形狀復(fù)雜或大型制品要求模塑料應(yīng)有較好的流動(dòng)性。
影響物料流動(dòng)性的因素有很多,主要有以下幾方面。
(1)樹(shù)脂的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布在相同溫度下,相對(duì)分子質(zhì)量愈大,大分子鏈重心相對(duì)移動(dòng)愈困難,黏度愈大,流動(dòng)性差,對(duì)加工成型不利,所以生產(chǎn)中常采用加入低分子物質(zhì)(增塑劑)的方法來(lái)降低相對(duì)分子質(zhì)量大的聚合物黏度,改善其加工性能。
剛性高分子由于鏈段很長(zhǎng),甚至整個(gè)鏈?zhǔn)且粋(gè)鏈段,因此流動(dòng)困難,需要很高溫度。分子鏈剛性越大,其黏度對(duì)溫度的變化就越敏感。
支鏈型大分子相對(duì)于線型高分子來(lái)講,分子間距離增大,相互作用力減小。如果其支鏈愈多、愈短,流動(dòng)的空間位阻愈小,黏度就低,容易流動(dòng)。
分子量相同,但分子量分布不同的高聚物,其黏度隨剪切速率變化的幅度是不同的。當(dāng)剪切速率變化的幅度是沒(méi)的。當(dāng)剪切速率小時(shí),分子量分布寬的融體黏度比分子量分布窄的高。但在剪切速率高時(shí),分子量分布寬的反而比分子量分布窄的小。黏度對(duì)溫度的敏感性,也隨高聚物分子量分布不同而變化。
模塑料中的樹(shù)脂和纖維應(yīng)在壓力和溫度作用下一起流動(dòng)以充滿模腔。模塑料制備初期,希望其中樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是支化程度最小,分子量也要求盡量小。經(jīng)過(guò)烘干以后,制成的模塑料便已經(jīng)開(kāi)始了固化歷程,分子量已經(jīng)有所提高,不溶性樹(shù)脂含量增加。但是在成型時(shí),樹(shù)脂在模塑料中只能是處于固化階段的初期,只有當(dāng)大部分村脂都處在這一階段才能保證模塑料有很好的流動(dòng)性。所以控制模塑料中樹(shù)脂的固化階段的最好辦法是控制不溶性樹(shù)脂含量。
(2)填料在模塑料中,所加入的填料的種類(lèi)、形狀和用量都會(huì)影響模塑料的流動(dòng)性。如用木粉做填料時(shí)具有最好的流動(dòng)性,用無(wú)機(jī)填料時(shí)流動(dòng)性稍差,用纖維和紡織物作填料時(shí)流動(dòng)性最差,顆粒細(xì)小且是圓球形的填料,則流動(dòng)性大。填料的用量越大則流動(dòng)性越差。
(3)揮發(fā)物揮發(fā)物主要是模塑料中稀釋劑、脫模劑和有些樹(shù)脂反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的水分、氣體等。揮發(fā)物在物料中的含量對(duì)流動(dòng)性影響很顯著,揮發(fā)物含量增加,物料流動(dòng)性增加。但揮發(fā)物含量不宜過(guò)高,否則會(huì)使樹(shù)脂在成型過(guò)程中大量流失,嚴(yán)重影響制品質(zhì)量。當(dāng)揮發(fā)分含量過(guò)低時(shí),物料的流動(dòng)性顯著下降,成型困難。
(4)增強(qiáng)材料模塑料時(shí)增強(qiáng)材料的形態(tài)、含量直接影響著物料的流動(dòng)性。增強(qiáng)材料中纖維流動(dòng)性較差,而帶、布、氈成型時(shí)幾乎不流動(dòng)。同是纖維模塑料,短纖維比長(zhǎng)纖維流動(dòng)性好,但長(zhǎng)纖維制品強(qiáng)度高。對(duì)于形態(tài)復(fù)雜制品,應(yīng)兼顧制品強(qiáng)度和成型要求,考慮混合使用不同形態(tài)的模塑料。纖維的含量少則流動(dòng)性好。在不影響制品力學(xué)性能的前提下應(yīng)當(dāng)縮短纖維長(zhǎng)度和減少纖維含量。
(5)加熱速度和加壓速度提高加熱速度將降低模塑料的流動(dòng)性,這是因?yàn)榧訜崴俣忍鞎r(shí),物料不均勻地達(dá)到形成黏流態(tài)的溫度,因此所顯示的流動(dòng)性較差;但加熱速度也不能過(guò)分地降低,否則不僅會(huì)降低生產(chǎn)率,而且也由于靠近熱源的物料受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)先形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),同樣導(dǎo)致流動(dòng)性降低。
加壓速度對(duì)流動(dòng)性也有影響。由于加壓速度降低,物料在未過(guò)到所需壓力前即有部分形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),從而降低了流動(dòng)性。反之,則會(huì)增大流動(dòng)性。
(6)模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)、形狀及模腔表面光潔度等都會(huì)影響模塑料熔體的流動(dòng)。采用不潔模腔模壓制品會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)性降低和粘模等現(xiàn)象,為了保證產(chǎn)品的性能,模壓前應(yīng)用溶劑擦洗模腔。模腔的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量縮短物料流動(dòng)路線和避免銳角現(xiàn)現(xiàn);而模腔表面光潔度越高則影響流動(dòng)性的程度越;流道呈流線形且長(zhǎng)度短的能提高流動(dòng)性;物料在新模具中的流動(dòng)性不如在舊模具的大。
總之,模塑料的流動(dòng)性是模壓成型過(guò)程中一個(gè)重要的工藝特性,影響因素很多,而且有些因素在某種情況下地產(chǎn)生與制品性能要求、工藝操作等方面相矛盾的結(jié)果。這就需要根據(jù)具體情況和條件妥善處理,以保證模壓制品的質(zhì)量。
為保證每批模塑料都具有相同流動(dòng)性,在出廠和或使用前并批來(lái)調(diào)節(jié),即將同一品種而流動(dòng)性不一致的物料加以混事,這樣不但能使各批物料流動(dòng)性相互調(diào)節(jié)且保證了制件的質(zhì)量一致。