塑料制品生產(chǎn)一般包括塑料的配料、成型、機械加工、接合、修飾和裝配等。后四個(gè)工序是在塑料已成型為制品或半制品后進(jìn)行的,又稱(chēng)為塑料二次加工。
塑料制品生產(chǎn)之成型 塑料加工的關(guān)鍵環(huán)節。將各種形態(tài)的塑料(粉、粒料、溶液或分散體)制成所需形狀的制品或坯件。成型的方法多達三十幾種。它的選擇主要決定于塑料的類(lèi)型(熱塑性還是熱固性)、起始形態(tài)以及制品的外形和尺寸。塑料加工熱塑性塑料常用的方法有擠出、注射成型、壓延、吹塑和熱成型等,塑料加工熱固性塑料一般采用模壓、傳遞模塑,也用注射成型。層壓、模壓和熱成型是使塑料在平面上成型。上述塑料加工的方法,均可用于橡膠加工。此外,還有以液態(tài)單體或聚合物為原料的澆鑄等。在這些方法中,以擠出和注射成型用得最多,也是最基本的成型方法。
塑料制品生產(chǎn)之機械加工 借用金屬和木材等的塑料加工方法,制造尺寸很精確或數量不多的塑料制品,也可作為成型的輔助工序,如擠出型材的鋸切。由于塑料的性能與金屬和木材不同,塑料的熱導性差,熱膨脹系數、彈性模量低,當夾具或刀具加壓太大時(shí),易于引起變形,切削時(shí)受熱易熔化,且易粘附在刀具上。因此,塑料進(jìn)行機械加工時(shí),所用的刀具及相應的切削速度等都要適應塑料特點(diǎn)。常用的機械加工方法有鋸、剪、沖、車(chē)、刨、鉆、磨、拋光、螺紋加工等。此外,塑料也可用激光截斷、打孔和焊接。
塑料制品生產(chǎn)之接合 塑料加工把塑料件接合起來(lái)的方法有焊接和粘接。焊接法是使用焊條的熱風(fēng)焊接,使用熱極的熱熔焊接,以及高頻焊接、摩擦焊接、感應焊接、超聲焊接等。粘接法可按所用的膠粘劑,分為熔劑、樹(shù)脂溶液和熱熔膠粘接。
塑料制品生產(chǎn)之表面修飾 目的是美化塑料制品表面,通常包括:機械修飾,即用銼、磨、拋光等工藝,去除制件上毛邊、毛刺,以及修正尺寸等;涂飾,包括用涂料涂敷制件表面,用溶劑使表面增亮,用帶花紋薄膜貼覆制品表面等;施彩,包括彩繪、印刷和燙印;鍍金屬,包括真空鍍膜、電鍍以及化學(xué)法鍍銀等。塑料加工燙印是在加熱、加壓下,將燙印膜上的彩色鋁箔層(或其他花紋膜層)轉移到制件上。許多家用電器及建筑制品、日用品等,都用此法獲得金屬光澤或木紋等圖案。
塑料制品生產(chǎn)之裝配 用粘合、焊接以及機械連接等方法,使制成的塑料件組裝成完整制品的作業(yè)。例如:塑料型材,經(jīng)過(guò)鋸切、焊接、鉆孔等步驟組裝成塑料窗框和塑料門(mén)。
組成
有些塑料本身就是單純的樹(shù)脂,如聚乙烯、聚苯乙烯等,稱(chēng)為單一組分塑料。有些塑料除了合成樹(shù)脂之外,還含有其他輔助材料,如增塑劑、穩定劑、著(zhù)色劑、各種填料等,稱(chēng)為多組分塑料。
(一)合成樹(shù)脂
合成樹(shù)脂是指以煤、電石、石油、天然氣以及一些農副產(chǎn)品為主要原料,先制得具有一定合成條件的低分子化合物(單體),進(jìn)而通過(guò)化學(xué)、物理等方法合成的高分子化合物。這類(lèi)化合物的特性類(lèi)似天然樹(shù)脂(如松香、琥珀、蟲(chóng)膠等),但性能又比天然樹(shù)脂更加優(yōu)越。比如說(shuō):合成樹(shù)脂的假牙。
合成樹(shù)脂的含量在塑料的全部組分中占40%一l00%,起著(zhù)粘結的作用,它決定了塑料的主要性能,如機械強度、硬度、耐老化性、彈性、化學(xué)穩定性、光電性等。
(二)塑料助劑
塑料助劑在塑料中加入助劑的目的主要是為了改善加工性能,提高使用效能和降低成本。助劑在塑料用料中所占比例較少,但對塑料制品的質(zhì)量卻有很大影響。不同種類(lèi)的塑料,因成型加工方法以及使用條件不同,所需助劑的種類(lèi)和用量也不同。主要的助劑有以下幾類(lèi):
1. 增塑劑
增塑劑能增加塑料的柔軟性、延伸性、可塑性,降低塑料流動(dòng)溫度和硬度,有利于塑料制品的成型。常用的有苯二甲酸酯類(lèi)、癸二酸酯類(lèi)、氯化石蠟及樟腦等。我們最常見(jiàn)的是樟腦。
2. 穩定劑
我們都知道塑料制品在加工、貯存和使用過(guò)程中,在光、熱、氧的作用下,會(huì )發(fā)生褪色、脆化、裂開(kāi)的老化現象。為延緩和阻止老化現象的發(fā)生,必須加入穩定劑。主要用來(lái)防止熱老化的,叫熱穩定劑;主要用來(lái)防止氧化老化的,叫做抗氧劑;主要用來(lái)防止光老化的,叫做光穩定劑,它們統稱(chēng)為穩定劑。當今性能最優(yōu)秀的塑料穩定劑是甲基錫熱穩定劑(簡(jiǎn)稱(chēng)181),對硬質(zhì)聚乙烯(PVC)的壓延,擠塑,注塑和吹塑成型都非常有效。又由于它安全性高,所以特別用于食品包裝和高清晰度的硬質(zhì)聚乙烯制品,同時(shí),它也被普遍應用于塑料門(mén)窗,上水管道,裝飾材料中,以取代其他高毒性的塑料熱穩定劑。它在美國,歐洲,日本得到了廣泛的應用。近幾年,181甲基錫熱穩定劑在我國開(kāi)始大量應用。
3.阻燃劑
能夠提高塑料耐燃性的助劑叫做阻燃劑。含有阻燃劑的塑料大多數具有自熄性,或燃燒速率減緩等。常用的阻燃劑有氧化銻及鋁、硼的化合物,鹵化物和磷酸酯、四氯苯二甲酸酐、四澳苯二甲酸酐等。
4.抗靜電劑
抗靜電劑起著(zhù)消除或減少塑料制品表面產(chǎn)生靜電的作用??轨o電劑大多數是電解質(zhì),它們與合成樹(shù)脂的相溶性有限,這樣可以遷移至塑料表面,達到吸潮和消除靜電的作用。
5. 發(fā)泡劑
塑料發(fā)泡劑是一種在一定溫度下可以氣化的低分子有機物,如二氯二氟甲烷;或者受熱時(shí)會(huì )分解出氣體的有機化合物。這些氣體留在塑料基體中便形成有許多細微泡沫結構的泡沫塑料。常用的有偶氮化合物、亞硝基化合物等。
6. 著(zhù)色劑
著(zhù)色劑用于塑料的著(zhù)色。主要起美化、修飾作用。塑料制品中約有80%是經(jīng)過(guò)著(zhù)色后制成最終制品的。
7. 潤滑劑
潤滑劑是為了改善塑料加熱成型時(shí)的脫模性和提高制品的表面光潔度而加入的物質(zhì)。常用的潤滑劑有:硬脂酸及其鹽類(lèi)、石蠟、合成蠟等。
8.增強材料和填料
在許多塑料中,增強材料和填料占有相當的比重,尤其是增強塑料和鈣塑材料。主要目的是:為了提高塑料制品的強度和剛性,一般加入各種纖維材料或無(wú)機物。最常用的增強材料有:玻璃纖維、石棉、石英、炭黑、硅酸鹽、碳酸鈣、金屬氧化物等。
工業(yè)生產(chǎn)的塑料已有幾百種,其中常用的也有60多種,常見(jiàn)的分類(lèi)方法如下:
按受熱后的性能表現分
1.熱固性塑料
該類(lèi)塑料的特點(diǎn)是在一定的溫度下,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的加熱或加入固化劑后即固化成型。
固化后的塑料,質(zhì)地堅硬,而且不溶于任何溶劑,也不能用加熱的方法使其再次軟化。加熱溫度過(guò)高就會(huì )分解。常見(jiàn)的熱固性塑料有:膠木、電玉、裝飾板及不飽和聚酯塑料等。
2.熱塑性塑料
該類(lèi)塑料的特點(diǎn)是受熱軟化,冷卻變硬,加工過(guò)程中一般只有物理變化而保持其化學(xué)本性。該類(lèi)塑料的樹(shù)脂多為加聚而成。常見(jiàn)的熱塑性塑料有:硝酸纖維塑料、醋酸纖維塑料、聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚苯乙烯塑料、聚氯乙烯塑料等。如,我們常見(jiàn)的礦泉水瓶、塑料袋等。
按應用范圍分
1.通用塑料
該類(lèi)塑料主要是指產(chǎn)量大、用途廣、價(jià)格低的一類(lèi)塑料。它們占塑料總產(chǎn)量的80%左右。主要品種有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛和氨基塑料等。
2.工程塑料
一般是指能在工程技術(shù)中作為結構材料的塑料。該類(lèi)塑料顯著(zhù)的特征是機械強度高,耐化學(xué)腐蝕和耐高溫性能強,可代替金屬或做其它特殊的用途。主要品種有:聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜、ABS、聚苯醚、氟塑料等。
按可燃程度劃分
1.易燃性塑料
該類(lèi)塑料遇明火后劇烈燃燒,不易熄滅。如硝酸纖維塑料等,這類(lèi)塑料被列為危險品。
2.可燃性塑料
此類(lèi)塑料遇明火燃燒,無(wú)自熄性,但燃燒速度較快。如聚乙烯、聚丙烯等。
3.難燃性塑料
這類(lèi)塑料在較強的明火中可燃燒,離火后很快熄滅。如酚醛塑料、醋酸纖維塑料、聚氯乙烯塑料等。
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