塑料的模压成型

实验三塑料的模压成型一、实验目的1．通过本实验使学生了解热固性塑料成型的基本原理。2．掌握酚醛树脂（或者脲醛树脂）压塑粉的配合工艺和模压成型方法。二、实验原理酚醛塑料制品有良好的物理性能，其制品种类很多，广泛应用于电工、电子工业中。酚醛塑料压塑粉是多组分塑料，一般由酸法聚合的酚醛树脂、固化剂、配合剂等组成。填料还包括木粉、石灰、氧化镁、润滑剂等。木粉实质是一种有机填料，是天然纤维素的高分子化合物，使它分散于酚醛树脂的网状结构中，起到增容、增韧以及降低成本的作用。酚醛树脂二、实验原理酚醛树脂和上述各种配合剂通过一定的共混加工程序就得到酚醛树脂压塑粉。共混的工序是首先对块状树脂进行粉碎后和配合剂的捏合混合，然后再在130℃左右的温度下进行辊压塑炼，再经过冷却、磨碎而成。压塑粉中的树脂已经经过高温的塑炼，具有适宜的流动性，也有适当的细度、均匀度和适当的挥发物的含量，可以满足制品成型和使用的要求。二、实验原理酚醛塑料压塑粉模压成型是一个物理变化又伴随化学变化的过程，压塑粉中的树脂在一定的温度和压力下，熔融、流动、充模、成型。在发生物理状态变化的过程中，树脂上的活性官能团发生了化学反应，分子间继续缩聚以致相互交联起来；在经过适当的时间后，树脂从共混后的比较难熔又难溶的状态逐步发展成不熔不溶的三维网状结构，最终经过保温固化完全，得到稳定的制品。三、实验仪器及药品1.设备：QLB-D500*500*2的平板硫化机，压塑模具，塑料开炼机，粉碎机，捏合机，高速混合机,干燥箱、开模工具等。2.原料：酚醛树脂、脲醛树脂、木粉、固化剂（六次甲基四胺）、润滑剂、着色剂、石灰或者氧化镁、加工助剂、脱模剂等。加工设备--高速混合机混合可以在高速混合机或捏合机中进行，是物料的初混合，最终便形成均匀的粉状掺混物•当试验用料量少时，可采用手工掺混加工设备--电热平板压机压制成型过程包括物料的熔融、流动、充模成型和最后冷却定型等程序，是物理变化过程，不应发生化学变化。正确选择和控制压制的温度、压力、保压的时间及冷却定型程度等都是很重要的。三、实验仪器及药品压塑粉的配方（质量分数）：酸法酚醛树脂100份，木粉100份，固化剂12份，石灰或者氧化镁3份，硬脂酸锌2份，加工助剂1份。（或者采用脲醛树脂）准备工作观察机器是否运转正常，试验开炼机急刹车装置；检查机器内有无杂物并清洗干净；拟定实验配方及各项成型工艺条件；加热开炼机和平板压机四、实验步骤1.配料按设计的配方准备原材料，用台秤和盘架天平准确称量并复核备用。以酚醛树脂100g为基准，其他助剂按配比称量。所有组分的称量误差都不应超过1％，根据配方中组分用量多少，选用灵敏度适当的天平或台称。四、实验步骤2．混合（1）将已称量好的酚醛树脂和粉状配合剂组分加入到高速混合机中，盖上釜盖，开机混合2～3min。搅拌浆转速调整至1500r/min。（2）高速混合的全部时间通常为7～8min。达到混合时间后，停机，打开出料阀卸料备用。（3）待物料排出后，静止5min，打开釜盖，扫出混合器内全部余料。四、实验步骤四、实验步骤3．模具准备模具所有工作面进行脱模机处理4．压制成型（1）通过加热和温控装置将上、下模板温度控制在（160±5）℃。（2）将压制模具放入压机上、下模板间在压制温度下预热10min。四、实验步骤（3）按成型模具的容积及模压制品的比重（约1.4）计算加料量，放置在模具的模腔内，模具闭合后置于压机模板的中心位置，在已加热的模板间接触闭合的情况下（未受压力）预热约10min。（4）开动压机加压至所需的表压读数，使受热熔化的塑料慢慢流动而充满模具的型腔，经2～5次卸压放气后，在恒压下保持约5min。压制成型的热压压力约为5～10MPa。应根据压制板材的面积及压机的技术参数计算压制成型时压机的表压（操作压力）。成型压力的计算液压机的最大总压力或者称为液压机的吨位，是表示机器压制能力大小的参数，用N表示。压制能力N（吨）:N=P0•S•n/1000其中，P0是压塑粉模压成型的压强。酚醛压塑粉一般在30－35Mpa，酚醛浸胶布在35－40Mpa，酚醛玻璃纤维压塑粉在45－50Mpa。S是每个制件的水平投影面积（平方厘米）。n是一副模具内成型制品的个数，也就是一个模具内型腔的个数，对于共用一个装料室的多型腔模具n为1，此时S应该是共用装料室的水平投影面积。实际操作时还要考虑油压机的效率，一般液压机的效率在80％－90％。（5）卸压取出模具。待硬样品充分冷却固化后，解除压力，脱模去除毛边即得制品。实验完毕，关闭所有电源、水源等，清扫干净现场。保存好实验样品，做好相应的编号，待性能测试时用。四、实验步骤五、实验注意事项1．务必穿长袖、长裤防护工作服并戴老保防护手套进行操作，但开炼机塑炼时不能在中心线以上操作，远离辊隙。防止烫伤和挤伤。2．加料时要迅速，脱模时要迅速，整个过程防止烫伤、砸伤、挤伤。3．脱出来的制品要小心轻放到工作台上冷却。压制制品要放置24小时以上才能进行性能测试。4．脱膜和清理模具时，切忌损坏模具的光洁表面。六、实验报告1．写出酚醛树脂与甲醛在碱性条件下，进一步缩合和交联的反应式。2．列出平板硫化机的技术参数。报告实验所用原料和助剂，操作工艺条件。3．用游标卡尺测试2个正常试样的尺寸，结合模具尺寸，计算制品的收缩率。4．分析模压制件的表面质量受工艺条件的影响情况；结合后面力学性能的测试结果，分析力学性能与实验工艺条件之间的关系。