南充關(guān)于熱固材料模壓成型的關(guān)鍵要素

SMC/BMC模壓成型過(guò)程中要重點(diǎn)注意控制好“3個(gè)點(diǎn)”，即3個(gè)主要工藝參數(shù)：模壓溫度、模壓壓力和模壓時(shí)間，模壓溫度是模壓成型時(shí)所規(guī)定的模具溫度，這一工藝參數(shù)確定了模具向模腔內(nèi)物料的傳熱條件，對(duì)物料的熔融、流動(dòng)和固化進(jìn)程有決定性的影響。SMC/BMC模塑料在模壓過(guò)程中的溫度變化情況較復(fù)雜，由于塑料是熱的不良導(dǎo)體，物料中心和邊緣在成型的開(kāi)始階段溫差較大，這將導(dǎo)致固化交聯(lián)反應(yīng)在物料的內(nèi)外層不是同時(shí)開(kāi)始。表層料由于受熱早先固化而形成硬的殼層，而內(nèi)層料在稍后的固化收縮因受到外部硬殼層的限制，致使模壓制品的表層內(nèi)常存有殘余壓應(yīng)力，而內(nèi)層則帶有殘余拉應(yīng)力，殘余應(yīng)力的存在會(huì)引起制品翹曲、開(kāi)裂和強(qiáng)度下降。因此采取措施盡力減小模腔內(nèi)物料的內(nèi)外溫差，消除不均勻固化是獲得高質(zhì)量制品的重要條件之一。SMC/BMC模塑料的模壓溫度取決于固化體系的放熱峰溫度和固化速率，通常取固化峰溫度稍低一點(diǎn)的溫度范圍為其固化溫度范圍，一般約為135～170℃并通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定；固化速率快的體系取偏低點(diǎn)的溫度，固化速率慢的體系取偏高些的溫度。成型薄壁制品時(shí)取溫度范圍的上限，成型厚壁制品可取溫度范圍的下限，但成型深度很大的薄壁制品時(shí)，由于流程長(zhǎng)為防止流動(dòng)過(guò)程中物料固化，也應(yīng)取溫度范圍的下限。在不損害制品強(qiáng)度和其他性能指標(biāo)的前提下，適當(dāng)提高模壓溫度，對(duì)縮短成型周期和提高制品質(zhì)量都有利。模壓溫度過(guò)低不僅熔融后的物料黏度高、流動(dòng)性差，而且由于交聯(lián)反應(yīng)難于充分進(jìn)行，從而使制品強(qiáng)度不高，外觀無(wú)光澤，脫模時(shí)出現(xiàn)粘模和頂出變形。

    模壓壓力通常用模壓壓強(qiáng)(MPa)來(lái)表示，即玻璃鋼液壓機(jī)施加在模具上的總力與模具型腔在施壓方向上的投影面積之比。模壓壓力在模壓成型過(guò)程中的作用，是使模具緊密閉合并使物料增密，以及促進(jìn)熔料流動(dòng)和平衡模腔內(nèi)低分子物揮發(fā)所產(chǎn)生的壓力。壓縮率大的模壓料，由于使其增密時(shí)要消耗較多的能量，因而成型時(shí)需用較高的模壓壓強(qiáng)，故模壓散狀料比模壓料坯的壓力高，而SMC/BMC模壓料又比模壓粉狀料的壓力高。模壓熔融粘度高、交聯(lián)速率快的物料，以及加工形狀復(fù)雜、壁薄、深度或面積大的制品時(shí)，由于需要克服較大的流動(dòng)阻力才能使模腔填滿，因而需要采用較高的模壓壓力。高的模壓溫度因會(huì)使交聯(lián)反應(yīng)加速，從而導(dǎo)致熔料黏度迅速增高，故需用高的模壓壓力與之配合。高的模壓壓力雖有使制品密度增大，成型收縮率降低，促使快速流動(dòng)充模，克服腫脹和防止氣孔出現(xiàn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。但模壓壓力過(guò)大會(huì)降低模具使用壽命、增加液壓機(jī)功率消耗、增大制品內(nèi)殘余應(yīng)力。因此加工熱固性塑料模壓制品時(shí)，多采用預(yù)壓、預(yù)熱、適當(dāng)提高模壓溫度等，以避免采用高的模壓壓力。若不適當(dāng)?shù)奶岣哳A(yù)熱溫度或延長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)間則致使在預(yù)熱過(guò)程中已部分固化流動(dòng)性降低，不僅不能降低模壓壓力反而要用更高的模壓壓力來(lái)保證物料填滿模腔。

    模壓時(shí)間也稱壓縮模塑保溫保壓時(shí)間。是指模具完全閉合后或最后一次放氣閉模后，到模具開(kāi)啟之間，物料在模內(nèi)受熱固化的時(shí)間。模壓時(shí)間在成型過(guò)程中的作用主要是使獲得模腔形狀的成型物有足夠的時(shí)間完成固化。固化是指熱固性塑料成型時(shí)體型結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程，從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)來(lái)看固化過(guò)程就是交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行的過(guò)程。但工藝上的“固化完全”并不意味著交聯(lián)反應(yīng)已進(jìn)行到底，即所有可參加交聯(lián)的活性基團(tuán)已全部參加反應(yīng)。這一術(shù)語(yǔ)在工藝上是指交聯(lián)反應(yīng)已進(jìn)行到合適的程度，制品的綜合物理力學(xué)性能或其他特別指定的性能已達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)。顯然，制品的交聯(lián)度不可能達(dá)到100％，而固化程度卻可以超過(guò)100％，通常將交聯(lián)超過(guò)完全固化所要求程度的現(xiàn)象稱為“過(guò)熟”，反之稱為“欠熟”。模壓時(shí)間的確定與SMC/BMC模塑料的固化速率，制品的形狀和壁厚、模具的結(jié)構(gòu)、模壓溫度和模壓壓力的高低，以及預(yù)壓、預(yù)熱和成型時(shí)是否排氣等多方面的因素有關(guān)，在所有這些因素中以模壓溫度、制品壁厚和預(yù)熱條件對(duì)模壓時(shí)間的影響最為顯著。合適的預(yù)熱條件由于可加快物料在模腔內(nèi)的升溫過(guò)程和填滿模腔的過(guò)程，因而有利于縮短模壓時(shí)間，提高模壓溫度時(shí)模壓時(shí)間隨之縮短而增大制品壁的厚度則要相應(yīng)延長(zhǎng)模壓時(shí)間。在模壓溫度和模壓壓力一定時(shí)模壓時(shí)間就成為決定制品性能的關(guān)鍵因素，模壓時(shí)間過(guò)短樹(shù)脂無(wú)法固化完全、制品欠熟因而力學(xué)性能差，外觀缺乏光澤，脫模后易出現(xiàn)翹曲和變形等。適當(dāng)延長(zhǎng)模壓時(shí)間不僅可克服以上的缺點(diǎn)，還可使制品的成型收縮率減小并使其耐熱性、強(qiáng)度性能和電絕緣性能等均有所提高。但過(guò)分地延長(zhǎng)模壓時(shí)間又會(huì)使制品過(guò)熟，不僅生產(chǎn)效率降低、能耗增大而且會(huì)因過(guò)度交聯(lián)使收縮率增加，導(dǎo)致樹(shù)脂與填料間產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力；也常常使制品表面發(fā)暗起泡，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)制品破裂。