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2018

熱固性塑料

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基本信息

中文(wén)名稱

熱固性塑料

定義

熱固性塑料甲醛交聯型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料

制作(zuò)方法

注塑成型模具内熔料在高壓、高溫條件下與同時加入的固化劑作(zuò)用(yòng)發生交聯反應

應用(yòng)領域

PU一半以上的産量用(yòng)于軟泡沫

1定義

2種類

3加工工藝

4相關案例

5應用(yòng)領域

6注意事項

折疊編輯本段定義

熱固性塑料第一次加熱時可(kě)以軟化流動，加熱到一定溫度，産生化學(xué)反應一交聯反應而固化變硬，這種變化是不可(kě)逆的，此後，再次加熱時，已不能(néng)再變軟流動了。正是借助這種特性進行成型加工，利用(yòng)第一次加熱時的塑化流動，在壓力下充滿型腔，進而固化成為(wèi)确定形狀和尺寸的制品。

熱固性塑料

熱固性塑料特點是在一定溫度下，經一定時間加熱、加壓或加入硬化劑後，發生化學(xué)反應而硬化。硬化後的塑料化學(xué)結構發生變化、質(zhì)地堅硬、不溶于溶劑、加熱也不再軟化，如果溫度過高則就分(fēn)解。熱塑性塑料中樹脂分(fēn)子鏈都是線(xiàn)型或帶支鏈的結構，分(fēn)子鏈之間無化學(xué)鍵産生，加熱時軟化流動.冷卻變硬的過程是物(wù)理(lǐ)變化。

甲醛交聯型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料(如脲-甲醛-三聚氰胺-甲醛等)。其他(tā)交聯型塑料包括不飽和聚酯、環氧樹脂、鄰苯二甲二烯丙酯樹脂等。

常用(yòng)的熱固性塑料品種有酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、有機矽樹脂、聚氨酯等。

熱固性塑料産品

折疊編輯本段種類

1.酚醛樹脂(PF)

酚醛樹脂是曆史上最長(cháng)的塑料品種之一，俗稱膠木(mù)或電(diàn)木(mù)，外觀呈黃褐色或黑色，是熱固性塑料的典型代表。酚醛樹脂成型時常使用(yòng)各種填充材料，根據所用(yòng)填充材料的不同，成品性能(néng)也有所不同，酚醛樹脂作(zuò)為(wèi)成型材料，主要用(yòng)在需要耐熱性的領域，但也作(zuò)為(wèi)粘接劑用(yòng)于膠合闆、砂輪和刹車(chē)片。

2.脲醛樹脂(UF)

脲醛樹脂是可(kě)用(yòng)作(zuò)模壓料、粘接劑等的無色塑料，由尿素和甲醛制備。脲醛樹脂模壓料填加有纖維素。而且硬度、機械強度優良。另一方面，有發脆、具有吸水性、尺寸穩定性不良的缺點，甚至靜置也往往産生裂紋。脲醛樹脂可(kě)制造餐具、瓶蓋等日用(yòng)品和機械零部件，還可(kě)做粘接劑。

3.三聚氰胺-甲醛樹脂 (MF)

三聚氰胺-甲醛樹脂又稱蜜胺、密胺密、美耐皿。這種塑料彌補了脲醛樹脂不耐水的缺點，但價格比脲醛樹脂高。由于三聚氰胺-甲醛樹脂與脲醛樹脂一樣無色透明，成型色彩鮮豔，又由于具有耐熱性、表面硬度大、機械特性、電(diàn)學(xué)性能(néng)良好、耐水性、耐溶劑性和耐化學(xué)藥劑性優越，所以可(kě)用(yòng)于餐具、各種日用(yòng)品(包括家具)、工業用(yòng)品的領域。

4.不飽和聚酯樹脂(UF)

不飽和聚酯樹脂是具有不同粘度的淡黃或琥珀色的透明液體(tǐ)。因為(wèi)不飽和聚酯樹脂強度不高，故常加入玻璃纖維等增強材料使用(yòng)，産品俗稱玻璃鋼。不飽和聚酯樹脂固化前呈液體(tǐ)狀，而且不加壓也可(kě)成型，甚至可(kě)在常溫下固化，因而可(kě)用(yòng)各種加工方法加工成制品。

5.環氧樹脂(EP)

環氧樹脂是用(yòng)固化劑固化的熱固性塑料。它的粘接性極好，電(diàn)學(xué)性質(zhì)優良，機械性質(zhì)也良好。環氧樹脂的主要用(yòng)途是作(zuò)金屬防蝕塗料和粘接劑，常用(yòng)于印刷線(xiàn)路闆和電(diàn)子元件的封鑄。

6.有機矽樹脂(SI)

與前述的各樹脂不同，主要成分(fēn)不是碳，而是矽，因此價格高。但是有機矽樹脂耐熱180℃，經特殊處理(lǐ)可(kě)耐500℃，耐寒性良好，物(wù)理(lǐ)性質(zhì)不随溫度變化，是一種耐化學(xué)藥品性、耐水性和耐候性優良的熱固性塑料，它的耐熱制品是生産電(diàn)子工業元器件的材料。

7.聚氨酯

聚氨酯品種很(hěn)多(duō)，可(kě)制成從輕質(zhì)熱塑性彈性體(tǐ)至硬質(zhì)泡沫塑料。聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料的密度為(wèi)0.015 ~ 0.15g/cm，軟質(zhì)泡沫塑料成型為(wèi)塊狀，便于切割作(zuò)家具和包裝(zhuāng)材料。硬質(zhì)泡沫塑料可(kě)制成各種型式。

折疊編輯本段加工工藝

常用(yòng)熱固性塑料有酚醛、氨基(三聚氰胺、脲醛)聚酯、聚鄰苯二甲酸二丙烯酯等。主要用(yòng)于壓塑、擠塑、注射成形。矽酮、環氧樹脂等塑料，主要作(zuò)為(wèi)低壓擠塑封裝(zhuāng)電(diàn)子元件及澆注成形等用(yòng)。

折疊收縮率

1.成形收縮主要表現在下列幾方面:

(1)塑件的線(xiàn)尺寸收縮由于熱脹冷縮，塑件脫模時的彈性恢複、塑性變形等原因導緻塑件脫模冷卻到室溫後其尺寸縮小(xiǎo)，為(wèi)此型腔設計時必須考慮予以補償。

(2)收縮方向性成形時分(fēn)子按方向排列，使塑件呈現各向異性，沿料流方向(即平行方向)則收縮大、強度高，與料流直角方向(即垂直方向)則收縮小(xiǎo)、強度低。另外，成形時由于塑件各部位密度及填料分(fēn)布不勻，故使收縮也不勻。産生收縮差使塑件易發生翹曲、變形、裂紋，尤其在擠塑及注射成形時則方向性更為(wèi)明顯。因此，模具設計時應考慮收縮方向性按塑件形狀、流料方向選取收縮率為(wèi)宜。

(3)後收縮塑件成形時，由于受成形壓力、剪切應力、各向異性、密度不勻、填料分(fēn)布不勻、模溫不勻、硬化不勻、塑性變形等因素的影響，引起一系列應力的作(zuò)用(yòng)，在粘流态時不能(néng)全部消失，故塑件在應力狀态下成形時存在殘餘應力。當脫模後由于應力趨向平衡及貯存條件的影響，使殘餘應力發生變化而使塑件發生再收縮稱為(wèi)後收縮。一般塑件在脫模後10小(xiǎo)時内變化最大，24 小(xiǎo)時後基本定型，但最後穩定要經30~60天。通常熱塑性塑料的後收縮比熱固性大，擠塑及注射成形的比壓塑成形的大。

(4)後處理(lǐ)收縮有時塑件按性能(néng)及工藝要求，成形後需進行熱處理(lǐ)，處理(lǐ)後也會導緻塑件尺寸發生變化。故模具設計時對高精(jīng)度塑件則應考慮後收縮及後處理(lǐ)收縮的誤差并予以補償。

折疊流動性

塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能(néng)力稱為(wèi)流動性。這是模具設計時必須考慮的一個重要工藝參數。流動性大易造成溢料過多(duō)，填充型腔不密實，塑件組織疏松，樹脂、填料分(fēn)頭聚積，易粘模、脫模及清理(lǐ)困難，硬化過早等弊病。但流動性小(xiǎo)則填充不足，不易成形，成形壓力大。所以選用(yòng)塑料的流動性必須與塑件要求、成形工藝及成形條件相适應。模具設計時應根據流動性能(néng)來考慮澆注系統、分(fēn)型面及進料方向等等。熱固性塑料流動性通常以拉西格流動性(以毫米計)來表示。數值大則流動性好，每一品種的塑料通常分(fēn)三個不同等級的流動性，以供不同塑件及成形工藝選用(yòng)。一般塑件面積大、嵌件多(duō)、型芯及嵌件細弱，有狹窄深槽及薄壁的複雜形狀對填充不利時，應采用(yòng)流動性較好的塑料。擠塑成形時應選用(yòng)拉西格流動性150毫米以上的塑料，注射成形時應用(yòng)拉西格流動性200毫米以上的塑料。為(wèi)了保證每批塑料都有相同的流動性，在實際中常用(yòng)并批方法來調節，即将同一品種而流動性有差異的塑料加以配用(yòng)，使各批塑料流動性互相補償，以保證塑件質(zhì)量。必須指出塑料的注動性除了決定于塑料品種外，在填充型腔時還常受各種因素的影響而使塑料實際填充型腔的能(néng)力發生變化。如粒度細勻(尤其是圓狀粒料)，濕度大、含水分(fēn)及揮發物(wù)多(duō)，預熱及成形條件适當，模具表面光潔度好，模具結構适當等則都有利于改善流動性。反之，預熱或成形條件不良、模具結構不良流動阻力大或塑料貯存期過長(cháng)、超期、貯存溫度高(尤其對氨基塑料)等則都會導緻塑料填充型腔時實際的流動性能(néng)下降而造成填充不良。

折疊比容及壓縮率

比容為(wèi)每一克塑料所占有的體(tǐ)積(以cm/g計)。壓縮率為(wèi)塑粉與塑件兩者體(tǐ)積或比容之比值(其值恒大于1)。它們都可(kě)被用(yòng)來确定壓模裝(zhuāng)料室的大小(xiǎo)。其數值大即要求裝(zhuāng)料室體(tǐ)積要大，同時又說明塑粉内充氣多(duō)，排氣困難，成形周期長(cháng)，生産率低。比容小(xiǎo)則反之，而且有利于壓錠，壓制。但比容值也常因塑料的粒度大小(xiǎo)及顆粒不均勻度而有誤差。

折疊硬化特性

熱固性塑料在成形過程中在加熱受壓下轉變成可(kě)塑性粘流狀态，随之流動性增大填充型腔，與此同時發生縮合反應，交聯密度不斷增加，流動性迅速下降，融料逐漸固化。模具設計時對硬化速度快，保持流動狀态短的料則應注意便于裝(zhuāng)料，裝(zhuāng)卸嵌件及選擇合理(lǐ)的成形條件和操作(zuò)等以免過早硬經或硬化不足，導緻塑件成形不良。

硬化速度一般與塑料品種、壁厚、塑件形狀、模溫有關。但還受其它因素影響，尤其與預熱狀态有關，适當的預熱應保持使塑料能(néng)發揮出最大流動性的條件下，盡量提高其硬化速度，一般預熱溫度高，時間長(cháng)(在允許範圍内)則硬化速度加快，尤其預壓錠坯料經高頻預熱的則硬化速度顯著加快。另外，成形溫度高、加壓時間長(cháng)則硬化速度也随之增加。因此，硬化速度也可(kě)調節預熱或成形條件予以适當控制。硬化速度還應适合成形方法要求，例注射、擠塑成型時應要求在塑化、填充時化學(xué)反應慢、硬化慢，應保持較長(cháng)時間的流動狀态，但當充滿型腔後在高溫、高壓下應快速硬化。

折疊水分(fēn)及揮發物(wù)含量

各種塑料中含有不同程度的水分(fēn)、揮發物(wù)含量，過多(duō)時流動性增大、易溢料、保持時間長(cháng)、收縮增大，易發生波紋、翹曲等弊病，影響塑件機電(diàn)性能(néng)。但當塑料過于幹燥時也會導緻流動性不良成形困難，所以不同塑料應按要求進行預熱幹燥，對吸濕性強的料，尤其在潮濕季節即使對預熱後的料也應防止再吸濕。

由于各種塑料中含有不同成分(fēn)的水分(fēn)及揮發物(wù)，同時在縮合反應時要發生縮合水分(fēn)，這些成分(fēn)都需在成形時變成氣體(tǐ)排出模外，有的氣體(tǐ)對模具有腐蝕作(zuò)用(yòng)，對人體(tǐ)也有刺激作(zuò)用(yòng)。為(wèi)此在模具設計時應對各種塑料此類特性有所了解，并采取相應措施，如預熱、模具鍍鉻，開排氣槽或成形時設排氣工序。

折疊注塑成型工藝

熱固性塑料的注塑成型工藝程序與熱塑性塑料注塑成型工藝程序相同，但工藝參數條件不同。常用(yòng)注

熱固性塑料成型機

塑成型注塑機可(kě)用(yòng)柱塞式注塑機，也可(kě)用(yòng)螺杆式注塑機。注塑成型方法(以螺杆式注塑機為(wèi)例)如下。把熱固性塑料加入塑化機筒内，加熱的塑化機筒和轉動的螺杆使原料熔融塑化呈熔融态，這時在原料中産生的是一種物(wù)理(lǐ)反應，然後被轉動的螺杆推動前移至螺杆頭部，熔料達到注射量時，螺杆前移以較高的注射壓力及注射速度把熔料注入注塑成型模具内。此時，注塑成型模具内熔料在高壓、高溫條件下與同時加入的固化劑作(zuò)用(yòng)發生交聯反應，這種化學(xué)反應同時放出水、氨等低分(fēn)子物(wù)質(zhì)。待熔料降溫硬化後，即可(kě)從注塑成型模具中取出，成為(wèi)熱固性塑料的注塑成型制品。

折疊編輯本段相關案例

一般我們所說的塑料回收均是指熱塑性塑料，而熱固性塑料由于固化成型後形成交聯結構，不能(néng)再次融化成型，所以回收較為(wèi)困難，實際回收應用(yòng)也較少。隻有聚氨酯等由小(xiǎo)規模的商業化回收。熱固性塑料的用(yòng)量約占全部塑料的15%，絕對數量很(hěn)大，因此對其的回收利用(yòng)也顯得越來越重要和緊迫。

常用(yòng)的熱固性塑料種類并不多(duō)，主要有聚氨酯(PU)、環氧樹脂(EP)、酚醛樹脂(PF)、不飽和聚酯(UP)、密胺樹脂(UF)等。其中，又以PU、PF用(yòng)量最多(duō)，各占熱固性塑料總量的1/3左右。消費後熱固性塑料廢棄物(wù)在城市固體(tǐ)廢棄物(wù)中數量很(hěn)少，主要在工業和商業中。

折疊編輯本段應用(yòng)領域

PU一半以上的産量用(yòng)于軟泡沫，軟泡沫則用(yòng)量大于家具、床墊、汽車(chē)内飾件等;硬泡沫是PU的第二大用(yòng)途，主要用(yòng)于建築、工業的絕熱材料以及包裝(zhuāng)、交通運輸商;反應注射成型和澆鑄PU則主要用(yòng)在汽車(chē)内飾配件商。另外，還可(kě)用(yòng)于農業、采礦、體(tǐ)育等器械上。

PF的主要用(yòng)途是制造膠合闆、粘結劑、膠黏劑、塗料等，模塑樹脂則隻占很(hěn)小(xiǎo)的一部分(fēn)。

UP主要用(yòng)于大型配件上，如暖房、儲罐、汽車(chē)車(chē)身等。EP的主要用(yòng)途是制造粘結劑、塗料等，也可(kě)用(yòng)于模塑、澆鑄件、印刷電(diàn)路闆等上面。UF的模塑件主要用(yòng)于電(diàn)氣設備、餐具、按鈕上面。

熱固性塑料的回收方法有物(wù)流回收、化學(xué)回收和能(néng)量回收3種。

折疊編輯本段注意事項

1.注塑成型制品的熱固性塑料應是相對分(fēn)子質(zhì)量不大的線(xiàn)型結構結構粒料或粉料。

2.熱固性塑料塑化後的熔料應熱穩定性好、流動性好，在機筒内停留時間較長(cháng)時(10min以内)應有較好的流動性;熔體(tǐ)低溫時穩定，高溫時交聯反應迅速。

3.機筒加熱介質(zhì)為(wèi)水，注塑成型模具加熱介質(zhì)為(wèi)油，用(yòng)恒溫控制，溫度波動差要盡量小(xiǎo)。

4.熔體(tǐ)應采用(yòng)較高的注射壓力和較快的注射速度充模。調整時應以保證塑料制品充模成型質(zhì)量為(wèi)準，取最低值。

5.注意螺杆頭部和噴嘴的結構設計，注射後不許存留殘料。噴嘴為(wèi)敞開式，孔徑2~2.5mm，熔料通道光滑潔淨。

6.注意注塑成型模具中排氣通道截面尺寸的選取，過大或過小(xiǎo)的截面尺寸都會對塑料制品成型質(zhì)量有一定的影響。

詞條标簽：塑料

熱固性塑料