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吸塑技术之片材的成型特性 三
     添加日期:2019年5月10日      浏览:95 次   

   当加热热塑性成型材料时,无定形和部分结晶的热塑性塑料会产生差异。对于无定形热塑性塑料,温度升高到其玻璃化转变温度(软化点)时就可以真空吸塑成型了。所需要的热量与成型材料的种类和所使用的加工方法有关,真空成型时所需要的温度就比压力成型时所需要的温度要高。部分结晶的热塑性塑料绝不会完全结晶,分为无定形区和结晶区。当结晶度较低时,材料在温度低于结晶熔融区时就能进行真空吸塑成型,结晶程度高时,就需要更高一些的成型温度。热塑性塑料这种现象是如何影响真空吸塑成型加工的呢?如果用部分结晶热塑性塑料制成的制件在高温下工作,或者说制件本身需要在高温下杀菌消毒,它就需要承受热-应力条件而不发生形变,这就需要在热加工过程中部分结晶区域被完全熔融,也就是说,这种成型材料需要选用足够高的真空吸塑成型温度。以部分结晶的聚丙烯热成型杯子为例,说明了不同的真空吸塑成型温度对制品成型后的外观和而后的高温消毒过程的影响。聚丙烯的结晶熔融区大致为158~165℃,当真空吸塑成型温度低于158℃,结晶区不会完全熔融,它们就像一些小的塑性块一样,在成型过程中产生形变,但仍以固态形式保留在无定形的熔体中。只要再次加热(如高温消毒),杯子开始形变,这是因为结晶区的应力要想恢复到它最初的形状。另一方面,若成型温度为163℃,结晶区会完全熔融,聚丙烯成型材料会变成无定形的,在一定条件下冷却,会形成新的不含应力的晶体,不会在121℃高温消毒的时候发生逆转,因此杯子的几何尺寸不会发生变化。从以上的分析可知,若真空吸塑成型制品在高温下使用,或要进行短暂的高温消毒,那么在材料真空吸塑成型的时候就最好使用较高的温度。对于部分结晶热塑性塑料,真空吸塑成型温度至少应该在晶体熔程范围的中间温度以上。如果用较高的温度成型,无定形热塑性塑料的形状改变也会减小。在实际生产中,如果把这些因素都考虑进去的话,就会产生下面的问题:片材就会因为真空吸塑成型机器达不到所需要的真空吸塑成型温度而无法进行生产(通过机器时无法得到一个光滑平整的表面),或者是材料的熔体强度太低,会产生太大的熔塌,或者是因为材料与口模黏结得过紧。在加热和成型时易于结晶的热塑性塑料,如cpet是一个例外。cpet是含有结晶成核剂无定形的聚酯。作为一种热成型材料,cpet是完全无定形的,但在适当的工作条件下仍具有快速结晶的特性。其结晶速度与材料的成型温度有关,在170℃时结晶温度最大。cpet晶体的熔程是在255~258℃之间,无定形区的软化温度是在78~85℃,故下列条件可用于cpet的真空吸塑成型。真空吸塑成型温度为130~135℃,加热时间应尽可能短,尽量少发生结晶,使材料具有理想的可变形性。结晶度高不利于制品的精确度。真空吸塑成型模具必须加热到170℃。在真空吸塑成型过程中(0.6~0.7mm厚的片材用3.5~4s的时间),材料可以获得25%~30%的结晶度。成型后,制品在60℃下在另一个模具中冷却。cpet真空吸塑成型制品的最大长期工作温度为220℃,但是必须记住,能在如此高的温度下使用,制品的稳定性取决于结晶度。比如用cpet做成的容器,结晶度也仅仅只有25%~30%。 

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