吸塑技术之片材的成型特性

吸塑技术之片材的成型特性 用于成型加工的无论单层或多层复合片材,都必须具备以下性能:
  一、塑性记忆,即当拉伸软化的片材时,既有紧缩反抗拉力的倾向,又有尽可能均匀拉伸的倾向。这一特性可以使己经成型的制品如果重新加热到原来的成型温度,它会回复到原来平片形状。这特性对成型过程的拉伸有着重要影响。  
  二、热拉伸,即片材在加热时均可以拉伸,这一特性对于产品的形状和质量有很大影响。有些可以拉伸15%~20%,而有些甚至可以拉伸至500%~600%。
  三、热强度,即加热软化的片材只要稍受压力,就会在模具上形成清晰的轮廓。反之,如果需要太大的压力才能成型,而真空吸塑成型所提供倾压力差有限,对某些细微的花纹就很难显示出来。  
  四、成型温度,即成型片材需具备适宜一定的加工温度范围。既在其受热软化温度,容易成型,又与其熔融温度有一定距离,成型温度范围较宽;不能只在较小的某一特定温度范围内成型,温度偏高或偏低时,成型容易撕裂、熔塌等现象。   

为了更加深入了解吸塑成型用片材的特性,我们将从以下几个方面去分析。   一、热塑性塑料化学组成和结构   热塑性塑料是由分子链长度达到10-3mm的大分子(聚合物)组成的。这些大分子可以是线性的,比如说HDPE,也可以是支化的,如LDPE。大分子完全无序排列,我们称之为无定形热塑性塑料。均匀结构的大分子,比如线型聚乙烯或聚甲醛,能形成部分的规则排列,大分子按一定规则部分结晶,我们称之为部分结晶热塑性塑料。   无定形和部分结晶热塑性塑料的区别,无定形热塑性塑料由于其不对称结构或大侧基,是不结晶的,在不进行改性和着色的情况下均是透明的。无定形热塑性塑料的使用温度应低于其玻璃化转变温度爪。部分结晶塑料含有分子链规则排列的区域,称之为结晶区。因为结晶作用,部分结晶的热塑性塑料通常是不透明的,并且透明度会随着结晶度的增加而减小。部分结晶热塑性塑料的使用温度在几和熔点Tm之间。 如果HDPE的片材被加热到晶体熔点以上,晶体将会熔融,片材将会全部变成无定形,进而透明起来。在冷却过程中,晶体会再次形成。对于许多部分结晶的热塑性塑料而言,结晶作用可以通过将成型的片材和模塑制品快速冷却而得到抑制,最终得到透明的制品(如PET瓶,透明的PET片材和透明的无规聚丙烯片材)。   无定形热塑性塑料部分结晶热塑性塑料聚抓乙烯(PVC-U和PVC-P )高密度聚乙烯(HDPE ) 苯乙烯聚合物(PS/SB/SAN/ABS/ASA )低密度聚乙烯(LDPE ) 聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA )聚丙烯(PP ) 聚碳酸醋(PC )聚酞胺(PA6/PA66/Pall/PA12 ) 聚苯醚(PPE )聚甲醛(POM ) 纤维素衍生物(CA、CAB、CP )线型聚酷(PET、PBT ) 无定形聚酞胺(PA6一3一T )聚苯硫醚(PPS ) 聚矾(PUS ) 聚醚矾(PES )   b部分结晶的1~2-工作温度;2~3-软化区(玻璃化转变温度Tg); 3~4-成型温度区;11~12-无定形部分的软化区(Tg); 12~13-工作温度区;13~14-结晶区的熔程(晶体熔融温度Tm ) ; 14~15-成型温度区;E-弹性模量,σ-强度;ε-热变形率   PET片材的技术指标指标项目指标密度,g/cm3 1.38~1.42机械性拉伸强度,MPa断裂伸长率,X280光学性透明度,%雾度,%≥90≤5.0热特性适用温度,oC成型温度,oC-40~7575~85透气性水分透过率,g/(cm2·24·mm)氧氮透过率,mL/(m2·24h·MPa)0.2120   透明的热塑性塑料是无定形的,但并非所有无定形的热塑性塑料都是透明的,比如说进行了着色和改性的无定形塑料就是如此。由于分子链部分有序排列,部分结晶热塑性塑料不再透明,根据结晶度不同,其透明程度也会不同。无定形和部分结晶的热塑性塑料有一个高的工作温度范围,后面将会介绍。在低于玻璃化转变温度Tg时(以前称之为软化温度),热塑性塑料通常是非常脆(比如普通聚苯乙烯PS ),热塑性塑料的刚性(模量E)和强度(σ)的会随着温度的升高而降低,但可变形性(ε)会增大。材料在高工作温度时,还必须有足够的刚性。热膨胀系数在一定温度范围内可以认为是随温度线性增加的,后面将会介绍。  
 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如下的差异。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

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