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塑料热成型对加工材料有什么热性能要求

作者: 来源: 发布于:2019-09-02 13:54:10

  热成型加工过程中需考虑的材料的热性能方面较多,包括材料的热变形温度、软化温度范围、热态力学强度、比热容、热导率、热膨胀系数、熔融热、热扩散系数和热稳定性等。


  热变形温度是热成型加工中需考虑的重要的温度条件,理论上成型过程中材料内部温度上限不能高于材料本身的无负荷热变形温度,否则成型过程中制件自身重力就会破坏制件。


  对于大型制件一般采用1.82MPa下材料的热变形温度作为加工时的温度,而对于小型制件则一般按0.46MPa负荷下材料的热变形温度作为热成型上限温度。实际成型中由于塑料片材的表面温度高于内部温度,因此工艺控制温度往往比材料的热变形温度高得多。


  热成型过程中材料的温度下降很快,需要材料在较宽的温度范围都能保持适当的柔韧性·可塑性和弹性,才能保证最终制品边角部分的完整性。材料还需要具有较高的热态力学强度,否则热态下一经牵伸就会厚严重不均,这就要求用于热成型的热塑性塑料分子量不宜过低。另外,可通过在分子链中引入强极性基团或交联结构限制分子链的相互滑移,提高材料的热成型加工性能。


  热扩散系数是用来计算热成型过程冷却时间的,因为热片材的冷却所需时间正比于材料厚度,反比于热扩散系数。热扩散系数可用下式表述:热扩散系数=热导率/(密度*比热容)中等号右边的三个参数在热成型过程中并非保持不变,而且结晶或半结晶聚合物在冷却过程中的结晶放热也未被考虑进去。


  因此在实际生产中依靠热扩散系数来计算冷却时间往往存在较大偏差。但从式中至少可以知道片材厚度的增加·模具温度增加和材料密度的降低,这三方面对于所需冷却时间的影响趋势是一致的。


  对于吸湿性较强的或对水分限制要求较严的塑料如ABS、聚酰胺和聚碳酸酯等,在加热前应该干燥,否则会出现加热片材表面起泡、成型制品表面粗糙等现象。