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環(huán)氧模塑料工藝性能何者為要

    環(huán)氧模塑料的壓塑工藝性能取決于模塑料的配方、制造方法、貯存條件等多種因素,其中起關(guān)鍵作用的是固化體系的反應(yīng)活性、狀態(tài)轉(zhuǎn)變特點和流變特性。專家強調(diào)說,按照模塑料的工藝性制定工藝規(guī)程是得到模塑制品的必要條件,重要的工藝性能包括流動性、固化速率、成型收縮率(固化收縮率)、壓縮率(壓縮比)。
    模塑料的流動性反映了模塑料在成型溫度和壓力下充滿模腔的能力,即熔融物料在壓力作用下的變形和流動能力。流動性過大會導(dǎo)致樹脂膠液流失,造成缺膠或樹脂與纖維分頭集聚,使制品性能下降甚至報廢;流動性過小,則需提高成型溫度及壓力,否則會使制品局部缺料成為廢品。據(jù)專家介紹,影響流動性的主要因素是:樹脂膠液的固化特性、模塑料的質(zhì)量指標(biāo)和形態(tài)、成型工藝條件、模具的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量等。環(huán)氧模塑料在成型過程中隨溫度的升高,樹脂的分子運動加劇,開始軟化、熔融,使體系的流動性增加;但隨著溫度的升高和加熱時間的持續(xù),樹脂的交聯(lián)度不斷增加,使流動性逐漸降低。顯然樹脂體系的固化速度對流動性的影響很大,因此適應(yīng)壓塑工藝要求的配方設(shè)計應(yīng)能在壓塑成型過程中兼具良好的流動性和固化性能。控制適當(dāng)?shù)膿]發(fā)物含量對于制品的壓塑工藝及其質(zhì)量的關(guān)系甚大。填料的幾何形狀對物料的流動性也有較大影響。粉料比纖維料的流動性大。纖維長度增加有利于制品強度提高,但易結(jié)團、流動性差,反而會降低制品強度。增加潤滑劑含量也能提高流動性,但用量過多會降低制品的性能。此外,合理的成型工藝對改進模塑料的流動性也很重要。
    環(huán)氧模塑料的固化速率是用在指定溫度和壓力下,獲得佳固化物性能所需的固化時間與試件厚度的比值來表征。比值愈小表明所需固化時間愈短則固化速率愈大,固化速率(實際上是所需固化時間)的單位用min/mm表示。環(huán)氧模塑料的固化速率取決于環(huán)氧固化體系的固化反應(yīng)特性,環(huán)氧樹脂、固化劑和促進劑的類型和用量,物料的熱歷程等對固化速率有很大影響。通常用標(biāo)準(zhǔn)試件法測定固化速率,即在除固化時間以外的其他工藝參數(shù)都不變的條件下,測出一組固化時間一性能數(shù)據(jù)并繪出固化時間、性能曲線。按照既滿足制品性能要求又有較高生產(chǎn)效率和較低生產(chǎn)成本的原則,綜合考慮確定合適的固化時間計算出固化速率,作為制定成型工藝參數(shù)的依據(jù)。
    成型收縮率是指在室溫和常壓下,模具型腔和模壓制品在相應(yīng)位置單向尺寸差的百分?jǐn)?shù)。按下式計算:SL=(L0―L)/L0(式中SL――成型收縮率,L0、L分別為室溫常壓下模具型腔和制品在相同位置的單向尺寸)。環(huán)氧塑料具有成型收縮率的基本原因,據(jù)介紹,一是環(huán)氧樹脂因交聯(lián)產(chǎn)生分子結(jié)構(gòu)的變化,分子鏈間距離減小,導(dǎo)致不可逆的體積收縮,稱為化學(xué)結(jié)構(gòu)收縮或聚合收縮;二是制品及模具從固化溫度冷卻到室溫產(chǎn)生的熱收縮(熱脹冷縮)的差值;三是卸壓脫模時制品在成型過程中因受到外壓作用產(chǎn)生的彈性形變迅速恢復(fù)形成的體積增大。所以模塑料含膠量大時收縮率大、揮發(fā)物含量多時收縮率大、熱脫模比冷脫模的收縮率大,成型壓力增加則收縮率下降。總之,影響收縮率的因素可歸納為三類,即模塑料的性質(zhì)、成型工藝條件、模具和制品的設(shè)計。由于影響成型收縮率的因素較復(fù)雜,因此正確掌握模塑料的成型收縮特性是進行正確的制品設(shè)計和模具設(shè)計,以及保證制品尺寸和精度的重要條件。
    壓縮率ρ是指成型后塑料的密度ρ與成型前模塑料的表觀密度(松散密度)ρ0的比值。按下式計算:P=ρ/ρ0。專家表示,壓縮率大的模塑料不僅模具加料室的容積增大,模具的高度和重量增加,而且?guī)氲目諝庖苍龆啵艢饫щy,熱能消耗大,生產(chǎn)效率低,因此必須先預(yù)壓料坯。

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