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吸塑技術(shù)之片材的成型特性 三
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添加日期：2019年5月10日
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當(dāng)加熱熱塑性成型材料時(shí)，無定形和部分結(jié)晶的熱塑性塑料會產(chǎn)生差異。對于無定形熱塑性塑料，溫度升高到其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(軟化點(diǎn))時(shí)就可以真空吸塑成型了。所需要的熱量與成型材料的種類和所使用的加工方法有關(guān)，真空成型時(shí)所需要的溫度就比壓力成型時(shí)所需要的溫度要高。部分結(jié)晶的熱塑性塑料絕不會完全結(jié)晶，分為無定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)。當(dāng)結(jié)晶度較低時(shí)，材料在溫度低于結(jié)晶熔融區(qū)時(shí)就能進(jìn)行真空吸塑成型，結(jié)晶程度高時(shí)，就需要更高一些的成型溫度。熱塑性塑料這種現(xiàn)象是如何影響真空吸塑成型加工的呢？如果用部分結(jié)晶熱塑性塑料制成的制件在高溫下工作，或者說制件本身需要在高溫下殺菌消毒，它就需要承受熱-應(yīng)力條件而不發(fā)生形變，這就需要在熱加工過程中部分結(jié)晶區(qū)域被完全熔融，也就是說，這種成型材料需要選用足夠高的真空吸塑成型溫度。以部分結(jié)晶的聚丙烯熱成型杯子為例，說明了不同的真空吸塑成型溫度對制品成型后的外觀和而后的高溫消毒過程的影響。聚丙烯的結(jié)晶熔融區(qū)大致為158～165℃，當(dāng)真空吸塑成型溫度低于158℃，結(jié)晶區(qū)不會完全熔融，它們就像一些小的塑性塊一樣，在成型過程中產(chǎn)生形變，但仍以固態(tài)形式保留在無定形的熔體中。只要再次加熱(如高溫消毒)，杯子開始形變，這是因?yàn)榻Y(jié)晶區(qū)的應(yīng)力要想恢復(fù)到它最初的形狀。另一方面，若成型溫度為163℃，結(jié)晶區(qū)會完全熔融，聚丙烯成型材料會變成無定形的，在一定條件下冷卻，會形成新的不含應(yīng)力的晶體，不會在121℃高溫消毒的時(shí)候發(fā)生逆轉(zhuǎn)，因此杯子的幾何尺寸不會發(fā)生變化。從以上的分析可知，若真空吸塑成型制品在高溫下使用，或要進(jìn)行短暫的高溫消毒，那么在材料真空吸塑成型的時(shí)候就最好使用較高的溫度。對于部分結(jié)晶熱塑性塑料，真空吸塑成型溫度至少應(yīng)該在晶體熔程范圍的中間溫度以上。如果用較高的溫度成型，無定形熱塑性塑料的形狀改變也會減小。在實(shí)際生產(chǎn)中，如果把這些因素都考慮進(jìn)去的話，就會產(chǎn)生下面的問題:片材就會因?yàn)檎婵瘴艹尚蜋C(jī)器達(dá)不到所需要的真空吸塑成型溫度而無法進(jìn)行生產(chǎn)(通過機(jī)器時(shí)無法得到一個(gè)光滑平整的表面)，或者是材料的熔體強(qiáng)度太低，會產(chǎn)生太大的熔塌，或者是因?yàn)椴牧吓c口模黏結(jié)得過緊。在加熱和成型時(shí)易于結(jié)晶的熱塑性塑料，如cpet是一個(gè)例外。cpet是含有結(jié)晶成核劑無定形的聚酯。作為一種熱成型材料，cpet是完全無定形的，但在適當(dāng)?shù)墓ぷ鳁l件下仍具有快速結(jié)晶的特性。其結(jié)晶速度與材料的成型溫度有關(guān)，在170℃時(shí)結(jié)晶溫度最大。cpet晶體的熔程是在255～258℃之間，無定形區(qū)的軟化溫度是在78～85℃，故下列條件可用于cpet的真空吸塑成型。真空吸塑成型溫度為130～135℃，加熱時(shí)間應(yīng)盡可能短，盡量少發(fā)生結(jié)晶，使材料具有理想的可變形性。結(jié)晶度高不利于制品的精確度。真空吸塑成型模具必須加熱到170℃。在真空吸塑成型過程中(0.6～0.7mm厚的片材用3.5～4s的時(shí)間)，材料可以獲得25%～30%的結(jié)晶度。成型后，制品在60℃下在另一個(gè)模具中冷卻。cpet真空吸塑成型制品的最大長期工作溫度為220℃，但是必須記住，能在如此高的溫度下使用，制品的穩(wěn)定性取決于結(jié)晶度。比如用cpet做成的容器，結(jié)晶度也僅僅只有25%～30%。
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