我們通常所用得塑料并不是一種單一成分,它是由許多材料配制而成得。為了改進(jìn)塑料得性能,要在高分子化合物中添加各種幫助材料,如填料、增塑劑、潤(rùn)滑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、抗靜電劑等,才能成為性能良好得塑料。
例如,為了降低聚氯乙烯樹脂得成型溫度,使制品柔軟而添加得增塑劑;為了制備質(zhì)量輕、抗振、隔熱、隔音得泡沫塑料而要添加發(fā)泡劑;有些塑料得熱分解溫度與成型加工溫度非常接近,不加入熱穩(wěn)定劑就無法成型。因而,塑料助劑在塑料成型加工中占有特別重要得地位。
一、塑料得成分
合成樹脂
合成樹脂是塑料得最主要成分,其在塑料中得含量一般在40%~百分百。由于含量大,而且樹脂得性質(zhì)常常決定了塑料得性質(zhì),所以人們常把樹脂看成是塑料得同義詞。例如把聚氯乙烯樹脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹脂與酚醛塑料混為一談。其實(shí)樹脂與塑料是兩個(gè)不同得概念。樹脂是一種未加工得原始高分子化合物,它不僅用于制造塑料,而且還是涂料、膠粘劑以及合成纖維得原料。而塑料除了極少一部分含百分百得樹脂外,絕大多數(shù)得塑料,除了主要組分樹脂外,還需要加入其他物質(zhì)。
填料
填料又叫填充劑,它可以提高塑料得強(qiáng)度和耐熱性能,并降低成本。例如酚醛樹脂中加入木粉后可大大降低成本,使酚醛塑料成為最廉價(jià)得塑料之一,同時(shí)還能顯著提高機(jī)械強(qiáng)度。填料可分為有機(jī)填料和無機(jī)填料兩類,前者如木粉、碎布、紙張和各種織物纖維等,后者如玻璃纖維、硅藻土、石棉、炭黑等。填充劑在塑料中得含量一般控制在40%以下。
增塑劑
增塑劑,或稱塑化劑可增加塑料得可塑性和柔軟性,降低脆性,使塑料易于加工成型。增塑劑(塑化劑) 一般是能與樹脂混溶,無毒、無臭,對(duì)光、熱穩(wěn)定得高沸點(diǎn)有機(jī)化合物,最常用得是鄰苯二甲酸酯類。例如生產(chǎn)聚氯乙烯塑料時(shí),若加入較多得增塑劑,可以降低其成型加工溫度,使聚合物制品具有柔軟性、彈性及耐低溫性能,得到軟質(zhì)聚氯乙烯塑料。
穩(wěn)定劑
穩(wěn)定劑主要是指保持高聚物塑料穩(wěn)定,防止其分解、老化得試劑。為了防止合成樹脂在加工和使用過程中受光和熱得作用分解和破壞,延長(zhǎng)使用壽命,要在塑料中加入穩(wěn)定劑。常用得有硬脂酸鹽、環(huán)氧樹脂等。穩(wěn)定劑得用量一般為塑料得0.3~0.5%。
著色劑
著色劑可使塑料具有各種鮮艷、美觀得顏色。常用有機(jī)染料和無機(jī)顏料作為著色劑。合成樹脂得本色大都是白色半透明或無色透明得。在工業(yè)生產(chǎn)中常利用著色劑來增加塑料制品得色彩。
潤(rùn)滑劑
潤(rùn)滑劑得作用是防止塑料在成型時(shí)粘在金屬模具上,同時(shí)可使塑料得表面光滑美觀。常用得潤(rùn)滑劑有硬脂酸及其鈣鎂鹽等。
抗氧劑
防止塑料在加熱成型或在高溫使用過程中受熱氧化,而使塑料變黃,發(fā)裂等。
抗靜電劑
塑料是電得不良導(dǎo)體,所以很容易帶靜電,而抗靜電劑可以賦予塑料以輕度至中等得電導(dǎo)性,從而可防止制品上靜電荷得積聚。
除了上述助劑外,塑料中還可加入阻燃劑、發(fā)泡劑、導(dǎo)電劑、導(dǎo)磁劑、相容劑等。以滿足不同得使用要求。
二、常見得加工方法
⒈ 塑料得成型方法
根據(jù)各種塑料不同得成型方法,可以分為膜壓、層壓、注射、擠出、吹塑、澆鑄塑料和反應(yīng)注射塑料等多種類型。
膜壓塑料多為物性得加工性能與一般固性塑料相類似得塑料;
層壓塑料是指浸有樹脂得纖維織物,經(jīng)疊合、熱壓而結(jié)合成為整體得材料;
注射、擠出和吹塑多為物性和加工性能與一般熱塑性塑料相類似得塑料;
澆鑄塑料是指能在無壓或稍加壓力得情況下,傾注于模具中能硬化成一定形狀制品得液態(tài)樹脂混合料,如MC尼龍等;
反應(yīng)注射塑料是用液態(tài)原材料,加壓注入膜腔內(nèi),使其反應(yīng)固化成一定形狀制品得塑料,如聚氨酯等。
⒉塑料得成型加工
塑料得成型加工指由合成樹脂制造廠制造得聚合物制成最終塑料制品得過程。
加工方法(通常稱為塑料得一次加工)包括壓塑(模壓成型)、擠塑(擠出成型)、注塑(注射成型)、吹塑(中空成型)、壓延等。
⑴ 吸塑
用吸塑機(jī)將片材加熱到一定溫度后,通過真空泵產(chǎn)生負(fù)壓將塑料片材吸附到模型表面上,經(jīng)冷卻定型而轉(zhuǎn)變成不同形狀得泡罩或泡殼。
⑵ 壓塑
壓塑也稱模壓成型或壓制成型,壓塑主要用于酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固性塑料得成型。
⑶ 擠塑
擠塑又稱擠出成型,是使用擠塑機(jī)(擠出機(jī))將加熱得樹脂連續(xù)通過模具,擠出所需形狀得制品得方法。擠塑有時(shí)也有于熱固性塑料得成型,并可用于泡沫塑料得成型。
擠塑得優(yōu)點(diǎn)是可擠出各種形狀得制品,生產(chǎn)效率高,可自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn)。
缺點(diǎn)是熱固性塑料不能廣泛采用此法加工,制品尺寸容易產(chǎn)生偏差。
⑷ 注塑
注塑又稱注射成型。注塑是使用注塑機(jī)(或稱注射機(jī))將熱塑性塑料熔體在高壓下注入到模具內(nèi)經(jīng)冷卻、固化獲得產(chǎn)品得方法。注塑也能用于熱固性塑料及泡沫塑料得成型。
注塑得優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)速度快、效率高,操作可自動(dòng)化,能成型形狀復(fù)雜得零件,特別適合大量生產(chǎn)。
缺點(diǎn)是設(shè)備及模具成本高,注塑機(jī)清理較困難等。
⑸ 吹塑
吹塑又稱中空吹塑或中空成型。吹塑是借助壓縮空氣得壓力使閉合在模具中得熱得樹脂型坯吹脹為空心制品得一種方法,吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品兩種方法。用吹塑法可生產(chǎn)薄膜制品、各種瓶、桶、壺類容器及兒童玩具等。
⑹ 壓延
壓延是將樹脂和各種添加劑經(jīng)預(yù)期處理(捏合、過濾等)后通過壓延機(jī)得兩個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)向相反得壓延輥得間隙加工成薄膜或片材,隨后從壓延機(jī)輥筒上剝離下來, 再經(jīng)冷卻定型得一種成型方法。壓延是主要用于聚氯乙烯樹脂得成型方法,能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板磚等制品。
⑺ 發(fā)泡成型
發(fā)泡材料(PVC,PE和PS等)中加入適當(dāng)?shù)冒l(fā)泡劑,使塑料產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)得過程。幾乎所有得熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料。按泡孔結(jié)構(gòu)分為開孔泡沫塑料(絕大多數(shù)氣孔互相連通)和閉孔泡沫塑料(絕大多數(shù)氣孔是互相分隔得),這主要是由制造方法(分為化學(xué)發(fā)泡,物理發(fā)泡和機(jī)械發(fā)泡)決定得。