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玻璃钢模压产品的工艺技术

2017-02-08 点击数:944
玻璃钢模压产品成型的工艺技术是将热固性塑料的模压料放在已经加热到指定温度的模具中加压,使物料熔融流动并能均匀地充满模腔,经过一定时间固化成型,然后将模压制品取出,再进行必要的辅助加工,即得所需产品。

目前模压的玻璃钢制品,成型前种类有SMC、BMC、DMC、ZMC、IMC、HMC、GMT等多种形态和形式。虽然它们所需要求的性能、类型、模压料组成、形态各不相同,但它们的模压原理和工艺过程是基本相同的。下面对玻璃钢制品模压成型的总体要求;模压料的成型工艺特性;模压成型方法种类;模压成型工艺过程;模压成型工艺条件;模压成型中易出现的问题;及恒力液压机模压成型中的主要解决办法向大家作一简要介绍。

第一、玻璃钢制品模压成型的总体要求:

玻璃钢制品模压成型的总体要求:分基本要求和功能性要求两大块。

基本要求有四点:①、强度;--为制品的功能。②、密度;--为制品的寿命。③、精度;--为制品要求。④、光洁度:--为制品的美观。

功能性要求有许多:主要有:①、绝缘性能;②、绝热性能;③、防火性能;④、抗腐蚀性能;⑤、抗菌性能;⑥、防老化性能;⑦、消磁性能;⑧、吸波隐形性能;⑨、防紫外线性能;⑩超强防弹性能等等。

正因为玻璃钢高分子复合材料制品有了这么多的功能和性能,才使得模压成型的传统工艺技术一直能够保持持续快速的发展。特别是近年来随着科学技术的进步,新工艺、新材料、新技术、新装备不断涌现,使模压成型制品的范围不断扩大,应用的领域越来越广泛,特别是SMC、BMC、GMT材料的压制成型制品的快速发展更令人取得瞩目的成就,他给我们玻璃钢模压行业富有了朝气并具有了广阔的应用前景。

第二、模压料的成型工艺特性

热固性塑料的模压成型过程是一个兼有物理和化学的变化过程(热塑性塑料只有物理变化过程),模压料的成型工艺性能对成型工艺条件的控制和制品质量的提高有很重要的意义。模塑料的成型工艺性能主要指流动性、固化速率、收缩率和压缩比。

一、流动性

流动性是指模塑料在一定温度和压力作用下的流动能力。它反映了模塑料在指定温度和压力下能够充满模具型腔的能力,并且保证得到均匀致密的制品。在模压成型中,模塑料能否模压成一定形状的制品,主要取决于物料的流动性。

在模压成型过程中热塑性树脂和热固性塑料的流动性有较大差异。热塑性塑料通过热达到黏流态后开始流动,并在压力作用下充满型腔,成型过程中流动性不发生实质性的变化。对于热固性塑料,通过加热可以使物料熔融降

低黏度,在压力作用下发生流动,充模成型。但是与此同时会使塑料分子上的活性基因发生交联反应,导致黏度升高而影响流动性。交联反应放出的热量导致物料温度升高并加速交联固化,从而引起物料黏度急剧增加,流动性迅速下降。

在确定模压成型工艺条件和模具设计中必须充分注意模塑料的流动性。不同模压玻璃钢制品驿流动性有不同的要求,流动性适当的物料可以在较低的成型温度和压力下制出复杂的制品。物料流动性不宜过小,否则会导致物料溢出模腔大量流失,不仅浪费原材料,而且制件上会出现凹痕,物料在型腔内填塞不紧等缺陷。而流动性差的物料则必须相应提高成型温度、增加成型压力,成型较复杂的制品也比较困难。所以形状复杂或大型制品要求模塑料应有较好的流动性。

影响物料流动性的因素有很多,主要有以下几方面。

(1)树脂的相对分子质量及其分布在相同温度下,相对分子质量愈大,大分子链重心相对移动愈困难,黏度愈大,流动性差,对加工成型不利,所以生产中常采用加入低分子物质(增塑剂)的方法来降低相对分子质量大的聚合物黏度,改善其加工性能。

刚性高分子由于链段很长,甚至整个链是一个链段,因此流动困难,需要很高温度。分子链刚性越大,其黏度对温度的变化就越敏感。

支链型大分子相对于线型高分子来讲,分子间距离增大,相互作用力减小。如果其支链愈多、愈短,流动的空间位阻愈小,黏度就低,容易流动。

分子量相同,但分子量分布不同的高聚物,其黏度随剪切速率变化的幅度是不同的。当剪切速率变化的幅度是没的。当剪切速率小时,分子量分布宽的融体黏度比分子量分布窄的高。但在剪切速率高时,分子量分布宽的反而比分子量分布窄的小。黏度对温度的敏感性,也随高聚物分子量分布不同而变化。

模塑料中的树脂和纤维应在压力和温度作用下一起流动以充满模腔。模塑料制备初期,希望其中树脂的结构特点是支化程度最小,分子量也要求尽量小。经过烘干以后,制成的模塑料便已经开始了固化历程,分子量已经有所提高,不溶性树脂含量增加。但是在成型时,树脂在模塑料中只能是处于固化阶段的初期,只有当大部分村脂都处在这一阶段才能保证模塑料有很好的流动性。所以控制模塑料中树脂的固化阶段的好办法是控制不溶性树脂含量。

(2)填料在模塑料中,所加入的填料的种类、形状和用量都会影响模塑料的流动性。如用木粉做填料时具有较好的流动性,用无机填料时流动性稍差,用纤维和纺织物作填料时流动性最差,颗粒细小且是圆球形的填料,则

流动性大。填料的用量越大则流动性越差。

(3)挥发物挥发物主要是模塑料中稀释剂、脱模剂和有些树脂反应过程中产生的水分、气体等。挥发物在物料中的含量对流动性影响很显著,挥发物含量增加,物料流动性增加。但挥发物含量不宜过高,否则会使树脂在成型过程中大量流失,严重影响制品质量。当挥发分含量过低时,物料的流动性显著下降,成型困难。

(4)增强材料模塑料时增强材料的形态、含量直接影响着物料的流动性。增强材料中纤维流动性较差,而带、布、毡成型时几乎不流动。同是纤维模塑料,短纤维比长纤维流动性好,但长纤维制品强度高。对于形态复杂制品,应兼顾制品强度和成型要求,考虑混合使用不同形态的模塑料。纤维的含量少则流动性好。在不影响制品力学性能的前提下应当缩短纤维长度和减少纤维含量。

(5)加热速度和加压速度提高加热速度将降低模塑料的流动性,这是因为加热速度太快时,物料不均匀地达到形成黏流态的温度,因此所显示的流动性较差;但加热速度也不能过分地降低,否则不仅会降低生产率,而且也由于靠近热源的物料受热时间过长会先形成交联结构,同样导致流动性降低。

加压速度对流动性也有影响。由于加压速度降低,物料在未过到所需压力前即有部分形成交联结构,从而降低了流动性。反之,则会增大流动性。

(6)模具结构模具结构、形状及模腔表面光洁度等都会影响模塑料熔体的流动。采用不洁模腔模压制品会出现流动性降低和粘模等现象,为了保证产品的性能,模压前应用溶剂擦洗模腔。模腔的结构应尽量缩短物料流动路线和避免锐角现现;而模腔表面光洁度越高则影响流动性的程度越小;流道呈流线形且长度短的能提高流动性;物料在新模具中的流动性不如在旧模具的大。

总之,模塑料的流动性是模压成型过程中一个重要的工艺特性,影响因素很多,而且有些因素在某种情况下地产生与制品性能要求、工艺操作等方面相矛盾的结果。这就需要根据具体情况和条件妥善处理,以保证模压制品的质量。

为保证每批模塑料都具有相同流动性,在出厂和或使用前并批来调节,即将同一品种而流动性不一致的物料加以混事,这样不但能使各批物料流动性相互调节且保证了制件的质量一致。
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