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。后四個工序是在塑料已成型為制品或半制品后進行的,又稱為塑料二次加工。
塑料制品生產(chǎn)之成型 塑料加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。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(shù)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(dǎo)性差,熱膨脹系數(shù)、彈性模量低,當(dāng)夾具或刀具加壓太大時,易于引起變形,切削時受熱易熔化,且易粘附在刀具上。因此,塑料進行機械加工時,所用的刀具及相應(yīng)的切削速度等都要適應(yīng)塑料特點。常用的機械加工方法有鋸、剪、沖、車、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(yīng)焊接、超聲焊接等。粘接法可按所用的膠粘劑,分為熔劑、樹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(zhuǎn)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)過鋸切、焊接、鉆孔等步驟組裝成塑料窗框和塑料門。
組成
有些塑料本身就是單純的樹脂,如聚乙烯、聚苯乙烯等,稱為單一組分塑料。有些塑料除了合成樹脂之外,還含有其他輔助材料,如增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、各種填料等,稱為多組分塑料。
(一)合成樹脂
合成樹脂是指以煤、電石、石油、天然氣以及一些農(nóng)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),進而通過化學(xué)、物理等方法合成的高分子化合物。這類化合物的特性類似天然樹脂(如松香、琥珀、蟲膠等),但性能又比天然樹脂更加優(yōu)越。比如說:合成樹脂的假牙。
合成樹脂的含量在塑料的全部組分中占40%一l00%,起著粘結(jié)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(wěn)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,所需助劑的種類和用量也不同。主要的助劑有以下幾類:
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、癸二酸酯類、氯化石蠟及樟腦等。我們最常見的是樟腦。
2. 穩(wěn)定劑
我們都知道塑料制品在加工、貯存和使用過程中,在光、熱、氧的作用下,會發(fā)生褪色、脆化、裂開的老化現(xiàn)象。為延緩和阻止老化現(xiàn)象的發(fā)生,必須加入穩(wěn)定劑。主要用來防止熱老化的,叫熱穩(wěn)定劑;主要用來防止氧化老化的,叫做抗氧劑;主要用來防止光老化的,叫做光穩(wěn)定劑,它們統(tǒng)稱為穩(wěn)定劑。當(dāng)今性能最優(yōu)秀的塑料穩(wěn)定劑是甲基錫熱穩(wěn)定劑(簡稱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,它也被普遍應(yīng)用于塑料門窗,上水管道,裝飾材料中,以取代其他高毒性的塑料熱穩(wěn)定劑。它在美國,歐洲,日本得到了廣泛的應(yīng)用。近幾年,181甲基錫熱穩(wěn)定劑在我國開始大量應(yīng)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(shù)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
抗靜電劑起著消除或減少塑料制品表面產(chǎn)生靜電的作用。抗靜電劑大多數(shù)是電解質(zhì),它們與合成樹脂的相溶性有限,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;或者受熱時會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(jié)構(gòu)的泡沫塑料。常用的有偶氮化合物、亞硝基化合物等。
6. 著色劑
著色劑用于塑料的著色。主要起美化、修飾作用。塑料制品中約有80%是經(jīng)過著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、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(dāng)?shù)谋戎兀绕涫窃鰪娝芰虾外}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,常見的分類方法如下:
按受熱后的性能表現(xiàn)分
1.熱固性塑料
該類塑料的特點是在一定的溫度下,經(jīng)過一定時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。加熱溫度過高就會分解。常見的熱固性塑料有:膠木、電玉、裝飾板及不飽和聚酯塑料等。
2.熱塑性塑料
該類塑料的特點是受熱軟化,冷卻變硬,加工過程中一般只有物理變化而保持其化學(xué)本性。該類塑料的樹脂多為加聚而成。常見的熱塑性塑料有: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,我們常見的礦泉水瓶、塑料袋等。
按應(yīng)用范圍分
1.通用塑料
該類塑料主要是指產(chǎn)量大、用途廣、價格低的一類塑料。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(jié)構(gòu)材料的塑料。該類塑料顯著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
該類塑料遇明火后劇烈燃燒,不易熄滅。如硝酸纖維塑料等,這類塑料被列為危險品。
2.可燃性塑料
此類塑料遇明火燃燒,無自熄性,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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